本發(fā)明屬于油井管制備，具體涉及一種稀土增強(qiáng)沖擊韌性深層石油套管用鋼及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、國家“十四五規(guī)劃”中明確提出要推進(jìn)川南、鄂西、云貴地區(qū)頁巖氣和頁巖油的勘探開發(fā)，我國西部地區(qū)油氣藏具有儲層深、地層壓力高、作業(yè)周期長等特點(diǎn)，對油套管提出較高的抗擠毀和非均勻變形能力，高鋼級的sew焊管具有抗壓潰性能高、均勻性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但存在沖擊韌性不足的問題。

2、公開號為cn104789884a的中國專利申請公開了一種高沖擊韌性石油套管的生產(chǎn)方法，該鋼管的成分按重量%為：c?0.07～0.16%、si?0.19～0.55%、mn?0.20～0.80%、p≤0.030%、s≤0.030%、ni≤0.30%、cr?3.00～7.00%、mo?0.30～0.65?%、cu≤0.30?%、a1≤0.025?%、v≤0.10%、nb≤0.02%、n≤0.010%，余量為fe，該發(fā)明含有多種貴重金屬，合金成本過高。公開號為cn110303066a的中國專利申請公開一種高橫向沖擊功的石油套管用鋼及其制造方法，該化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為：c：0.221～0?.269％，mn：1.000％～1.400％，si：0.150～0.250％，p≤0.017％，s≤0.005％，als：0.010％～0.050％，nb：0.001～0.025％，ca/s≥0.4，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)。該發(fā)明提供的石油套管用鋼強(qiáng)度較低，難以滿足深層石油套管用鋼的使用要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供一種稀土增強(qiáng)沖擊韌性深層石油套管用鋼及其制備方法，所得套管用鋼力學(xué)性能優(yōu)良，滿足深井用石油套管用鋼的性能要求。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

3、一種稀土增強(qiáng)沖擊韌性深層石油套管用鋼，其化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量為c：0.30～0.50%，si：0.10～0.30%，mn：2.0～3.0%，p≤0.012%，s≤0.005%，cr：0.60～0.80%，mo：0.20～0.60%，al：0.02～0.04%，nb：0.02～0.05%，la+ce：0.01～0.02%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

4、進(jìn)一步的，本發(fā)明所述稀土增強(qiáng)沖擊韌性深層石油套管用鋼的熱軋態(tài)組織為鐵素體和珠光體，晶粒度等級≥10.0級；屈服強(qiáng)度500～600mpa，抗拉強(qiáng)度≤650mpa，延伸率≥23%，0℃夏比v型缺口沖擊功≥120j。

5、進(jìn)一步的，本發(fā)明所述稀土增強(qiáng)沖擊韌性深層石油套管用鋼淬火+回火熱處理之后的組織為回火索氏體，屈服強(qiáng)度≥892mpa，抗拉強(qiáng)度≥961mpa，延伸率≥15%，0℃夏比v型缺口沖擊功≥170j。

6、本發(fā)明所述稀土增強(qiáng)沖擊韌性深層石油套管用鋼的制備方法，包括加熱、軋制和冷卻工序；所述軋制工序包括粗軋和精軋。

7、進(jìn)一步的，本發(fā)明所述粗軋采用7～8道次軋制，單道次軋制變形量≥20％，待溫厚度為44～48mm。

8、進(jìn)一步的，本發(fā)明所述粗軋開軋溫度為≥1250℃。

9、進(jìn)一步的，本發(fā)明所述精軋采用7～8道次軋制，軋后厚度為6～13mm。

10、進(jìn)一步的，本發(fā)明所述精軋開軋溫度為≥900℃。

11、采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

12、本發(fā)明通過成分優(yōu)化，采用中低碳、鉻、鉬、釩微合金化體系，保證了鋼的力學(xué)性能和焊接性。通過在鋼中加入稀土元素，細(xì)化鋼中夾雜物。采用嚴(yán)格的工藝控制，保證帶狀組織和晶粒度滿足要求；采用適當(dāng)?shù)膖mcp工藝從而獲得具有良好沖擊韌性的深層石油套管用鋼。其中，適當(dāng)?shù)暮辖鹪嘏浔仁逛摬墨@得了良好的強(qiáng)韌性匹配，通過微合金元素強(qiáng)化了鋼材性能，從而獲得良好沖擊韌性深層石油套管用鋼。

技術(shù)特征：

1.一種稀土增強(qiáng)沖擊韌性深層石油套管用鋼，其特征在于，所述深層石油套管用鋼的化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量為c：0.30～0.50%，si：0.10～0.30%，mn：2.0～3.0%，p≤0.012%，s≤0.005%，cr：0.60～0.80%，mo：0.20～0.60%，al：0.02～0.04%，?nb：0.02～0.05%，la+ce：0.01～0.02%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀土增強(qiáng)沖擊韌性深層石油套管用鋼，其特征在于，所述深層石油套管用鋼的熱軋態(tài)組織為鐵素體和珠光體，晶粒度等級≥10.0級；屈服強(qiáng)度500～600mpa，抗拉強(qiáng)度≥650mpa，延伸率≥23%，0℃夏比v型缺口沖擊功≥120j。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深層石油套管用鋼，其特征在于，所述深層石油套管用鋼淬火+回火熱處理之后的組織為回火索氏體，屈服強(qiáng)度≥892mpa，抗拉強(qiáng)度≥961mpa，延伸率≥15%，0℃夏比v型缺口沖擊功≥170j。

4.基于權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種稀土增強(qiáng)沖擊韌性深層石油套管用鋼的制備方法，其特征在于，包括加熱、軋制和冷卻工序；所述軋制工序包括粗軋和精軋。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種稀土增強(qiáng)沖擊韌性深層石油套管用鋼的制備方法，其特征在于，所述粗軋采用7～8道次軋制，單道次軋制變形量≥20％，待溫厚度為44～48mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種稀土增強(qiáng)沖擊韌性深層石油套管用鋼的制備方法，其特征在于，所述粗軋開軋溫度為≥1250℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種稀土增強(qiáng)沖擊韌性深層石油套管用鋼的制備方法，其特征在于，所述精軋采用7～8道次軋制，軋后厚度為6～13mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種稀土增強(qiáng)沖擊韌性深層石油套管用鋼的制備方法，其特征在于，所述精軋開軋溫度為≥900℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于油井管制備技術(shù)領(lǐng)域，具體公開一種稀土增強(qiáng)沖擊韌性深層石油套管用鋼及其制備方法，套管用鋼的化學(xué)成分為C：0.30～0.50%，Si：0.10～0.30%，Mn：2.0～3.0%，P≤0.012%，S≤0.005%，Cr：0.60～0.80%，Mo：0.20～0.60%，Al：0.02～0.04%，Nb：0.02～0.05%，La+Ce：0.01～0.02%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；其制備方法包括加熱、軋制和冷卻工序；所述軋制工序包括粗軋和精軋。本發(fā)明所得石油套管用鋼力學(xué)性能優(yōu)良，滿足深井用石油套管用鋼的性能要求。

技術(shù)研發(fā)人員：高云哲,王嬌嬌,郭泰瑜,石帥,武曉龍,周玉青,侯偉,趙林林,趙燕青,蘇東艷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北河鋼材料技術(shù)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21