适于剪切对焊的石油套管钢材的制备方法
【专利摘要】本发明公开了适于剪切对焊的石油套管钢材的制备方法，解决了现有合金材料不能同时满足高强度、韧性和低成本的问题。本发明包括步骤一、将生铁投入炉中熔化作为铁基质，经过脱硫、脱氧、脱磷处理，处理后使生铁中硫含量低于0.02％、磷含量低于0.03％；步骤二、将Mn、Ti加入到铁基质中混合均匀后，加热至熔融状态，保持1～2h后，再加入C、Cr、Cu、N，混合均匀，在750～800℃条件下保温10～15min后，以5～10℃/min的升温速度增加到1100～1200℃，保温2～3h后，再在800～850℃条件下恒温浇铸；步骤三、浇铸完成后降温，然后快速冷却；步骤四，冷却后保温，最后经过淬火、回火后制成成品。本发明具有高强度、高韧性、高耐磨性、便于焊接等优点。
【专利说明】
适于剪切对焊的石油套管钢材的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种钢材，具体涉及适于剪切对焊的石油套管钢材的制备方法。
【背景技术】
[0002] 石油套管是用于支撑油、气井井壁的钢管，以保证钻井过程进行和完井后整个油 井的正常运行。每一口井根据不同的钻井深度和地质情况，要使用几层套管。套管下井后要 采用水泥固井，它与油管、钻杆不同，不可以重复使用，属于一次性消耗材料。所以，套管的 消耗量占全部油井管的70%以上。套管按使用情况可分为:导管、表层套管、技术套管和油层 套管。
[0003] 石油套管是维持油井运行的生命线。由于地质条件不同，井下受力状态复杂，拉、 压、弯、扭应力综合作用于管体，这对套管本身的质量提出了较高的要求。一旦套管本身由 于某种原因而损坏，可能导致整口井的减产，甚至报废。
[0004] 剪切对焊工序中，不仅仅需要钢材满足自身强度、韧性等的需求，而且还需妈祖焊 接的需求。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是:现有合金材料不能同时满足高强度、韧性和低成 本的问题，提供解决上述问题的适于剪切对焊的石油套管钢材的制备方法。
[0006] 本发明通过下述技术方案实现： 适于剪切对焊的石油套管钢材的制备方法，包括： 步骤一、将生铁投入炉中熔化作为铁基质，经过脱硫、脱氧、脱磷处理，处理后使生铁中 硫含量低于〇. 02%、磷含量低于0.03% ; 步骤二、将Mn、Ti加入到铁基质中混合均匀后，加热至熔融状态，保持1~2h后，再加入 (：、0、〇1、1混合均匀，在750~800°(：条件下保温10~151^11后，以5~10°(：/1^11的升温速度 增加到1100~1200°C，保温2~3h后，再在800~850°C条件下恒温浇铸； 步骤三、浇铸完成后以5~10 °C/miη的降温速度降低到400~450 °C，然后快速冷却到 200°C以下； 步骤四，冷却后的放入800~850°C的炉火中保温1~2h，最后经过淬火、回火后制成成 品； 进一步，所述C 0.3%~0·4%，Μη 0.8%~0.9%，Cr 0.6%~0.7%，Cu 0.3~0.4%， Ti 0·2%，Ν0·3%，S彡0·02%，Ρ彡0.03%，余量为Fe。
[0007] 作为其中一种优选地设置方式，所述C 0.3%，Mn 0.9%，Cr 0.6%，Cu 0.3%，Ti 0.2%，N 0·3%〇
[0008] 作为另一种优选设置方式，所述 C 0.4%，Mn 0.8%，Cr 0.7%，Cu 0.4%，Ti 0.3%，N 0·2%〇
[0009] 本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果： 1、 本发明具有尚强度、尚初性、尚耐磨性、便于焊接等优点； 2、 本发明成本低廉。
【具体实施方式】
[0010]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作 进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本 发明的限定。 实施例
[0011] 适于剪切对焊的石油套管钢材的制备方法，包括： 步骤一、将生铁投入炉中熔化作为铁基质，经过脱硫、脱氧、脱磷处理，处理后使生铁中 硫含量低于〇. 02%、磷含量低于0.03% ; 步骤二、将Mn、Ti加入到铁基质中混合均匀后，加热至熔融状态，保持1~2h后，再加入 (：、0、〇1、1混合均匀，在750~800°(：条件下保温10~151^11后，以5~10°(：/1^11的升温速度 增加到1100~1200°C，保温2~3h后，再在800~850°C条件下恒温浇铸； 步骤三、浇铸完成后以5~10 °C/miη的降温速度降低到400~450 °C，然后快速冷却到 200 °C以下;该快速冷却的降温速度大于100 °C /min; 步骤四，冷却后的放入800~850°C的炉火中保温1~2h，最后经过淬火、回火后制成成 品。
[0012] 本实施例中脱硫、脱氧、脱磷处理，以及淬火、回火处理工序均是现有技术，因此不 再赘述。本发明的具体组成成份如表1所示。
[0013] 表1
本发明根据上述组成成份和比例的物质组成的钢材，进行性能测试，测试结果如表2所 不。
[0014] 表2
通过上述表2的试验数据可知，本发明通过对组分进行合理的优选，并优化配比的设 置，能有效提高综合力学性能，尤其在低生产成本的条件下，有效满足具有高强度、高耐磨 性、高硬度，且有效满足焊接需求。
[0015]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明 的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 适于剪切对焊的石油套管钢材的制备方法，其特征在于，包括： 步骤一、将生铁投入炉中熔化作为铁基质，经过脱硫、脱氧、脱磷处理，处理后使生铁中 硫含量低于0.02%、磷含量低于0.03% ; 步骤二、将Mn、Ti加入到铁基质中混合均匀后，加热至熔融状态，保持1~2h后，再加入 (：、0、〇1、1混合均匀，在750~800°(：条件下保温10~151^11后，以5~10°(：/1^11的升温速度 增加到1100~1200°C，保温2~3h后，再在800~850°C条件下恒温浇铸； 步骤三、浇铸完成后以5~10°C/min的降温速度降低到400~450°C，然后快速冷却到 200°C以下； 步骤四，冷却后的放入800~850°C的炉火中保温1~2h，最后经过淬火、回火后制成成 品； 所述各组分的质量百分比为:C 0.3%~0·5%，Μη 0.7%~0.9%，Cr 0.6%~0.8%， Cu 0.3~0.4%，Ti 0.2%~0·3%，Ν 0.2%~0.3%〇2. 根据权利要求1所述的适于剪切对焊的石油套管钢材的制备方法，其特征在于，所述 C 0.3% ~0·4%，Μη 0.8% ~0.9%，Cr 0.6% ~0.7%，Cu 0.3 ~0.4%，Ti 0·2%，Ν 0.3%, S彡0·02%，Ρ彡0.03%，余量为Fe。3. 根据权利要求1所述的适于剪切对焊的石油套管钢材的制备方法，其特征在于，所述 C 0.3%，Mn 0.9%，Cr 0.6%，Cu 0.3%，Ti 0·2%，Ν 0.3%。4. 根据权利要求1所述的适于剪切对焊的石油套管钢材的制备方法，其特征在于，所述 C 0.4%，Mn 0.8%，Cr 0.7%，Cu 0.4%，Ti 0·3%，Ν 0.2%。
【文档编号】C22C38/18GK105950978SQ201610513444
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】贺昶明
【申请人】四川行之智汇知识产权运营有限公司