專利名稱：：一種石油套管及其制造方法
技術領域：
：本發明涉及用直縫焊接的方法制成的石油套管，具體涉及石油套管的材質及其加工制造的方法。
背景技術：
：目前石油行業中使用的無縫套管產品存在著橢圓度較大、壁厚不均度也偏大，套管的抗擊毀性能不夠，在石油的開采中使用這類套管，嚴重地影響了油井的使用壽命。但由于受到焊縫沖擊功的影響，目前國內油田使用直縫焊管(ERW)數量不多，而在發達國家REW管用量占套管總用量的50%以上，ERW管的優點是壁厚均勻、橢圓度小，抗擊毀性能好，如果能有效提高ERW管焊縫的質量(沖擊功值)，可以大幅度提高油田套管的使用壽命。目前焊管ERW管焊縫質量達到油田使用標準的很少，因此有必要研制一種高質量的ERW管。
發明內容本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，設計一種直縫焊接式石油套管及其制造方法，該套管可具有尺寸精度高、焊縫韌性好、抗擠壓性能好、質量易于控制以及成本低等特點。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是一種石油套管，其特征在于，所述套管為直縫焊接鋼管，在所述鋼管的材中控制碳的含量為0.06%0.085%、控制磷的含量(0.015%、控制硫的含量<0.010%；在所述鋼管的材質中還添加有微量的合金元素，所述合金元素包括硅的含量為0.14%0.25%、錳的含量為1.50%1.65%、鈮的含量為0.05%0.068%、鈦的含量為0.026%0.037%、鉬的含量為0.05%0.08%、鉻的含量為0.12%0.20%、鎳的含量為0.13%0.20%和銅的含量為0.15%0.20%。一種石油套管的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步驟第一步，預處理鐵水；第二步，將預處理后的鐵水加入到轉爐內繼續冶煉，在冶煉過程中向轉爐內加入權1中所述的合金元素；第三步，將轉爐內冶煉后的鋼水再轉入到精煉爐內繼續冶煉；第四步，將精煉爐內冶煉后的鋼水制成鋼坯；第五步，用熱軋機將鋼坯通過初軋、精軋和終軋工藝制成帶狀板；第六步，將熱軋后的帶狀板進行層流冷卻處理；第七步，用卷繞機將層流冷卻處理后的所述帶狀板卷繞成套管；第八步，用焊機焊接卷繞后套管的接縫。其中，將第三步中所述鋼水的溫度控制在1180°C1250°C。其中，將第五步中所述初軋的溫度控制在1140°C1175°C，將精軋的溫度控制在1000°C1020°C，將終軋的溫度控制在830°C880°C。其中，將第七步中所述層流冷卻處理后的溫度控制在570°C610°C。其中，在第八步所述的焊接中，將接縫焊接的速度控制在14m/minISm/min之間，使焊接時的溫度要大于或等于1050°C，將焊接時的擠壓量控制在1/2T2/3T，將焊接時的接口角控制在3°6°。其中，在第八步所述的焊接中，將開口角的長度控制在ID1.5D，將焊合線中部寬度控制在0.04mm0.12mm。本發明的優點和有益效果在于由于改進了用于生產石油套管的材質成分配比，同時改進了接縫處的焊接工藝。因此使得該套管具有尺寸精度高、焊縫韌性好、抗擠壓性能好、質量易于控制以及成本低等特點。解決了現有直縫ERW石油套管的焊接性能較差以及獲得的板卷強度均勻性不夠的技術問題。通過焊接工藝的改進，使得焊縫沖擊功值可>50J，達到了油田的使用要求。具體實施方式下面結合實施例，對本發明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。實施例1一種石油套管，所述套管為直縫焊接鋼管，在所述鋼管的材中控制碳的含量為0.06%、控制磷的含量<0.015%、控制硫的含量<0.010%;在所述鋼管的材質中還添加有微量的合金元素，所述合金元素包括硅的含量為0.14%、錳的含量為1.50%、鈮的含量為0.05%、鈦的含量為0.026%、鉬的含量為0.05%鉻的含量為0.12%、鎳的含量為0.13%和銅的含量為0.15%。實施例2一種石油套管，所述套管為直縫焊接鋼管，在所述鋼管的材中控制碳的含量為0.073%、控制磷的含量<0.015%、控制硫的含量<0.010%；在所述鋼管的材質中還添加有微量的合金元素，所述合金元素包括硅的含量為0.25%、錳的含量為1.57%、鈮的含量為0.059%、鈦的含量為0.032%、鉬的含量為0.065%、鉻的含量為0.16%、鎳的含量為0.165%和銅的含量為0.175%。實施例3一種石油套管，所述套管為直縫焊接鋼管，在所述鋼管的材中控制碳的含量為0.085%、控制磷的含量<0.015%、控制硫的含量<0.010%；在所述鋼管的材質中還添加有微量的合金元素，所述合金元素包括硅的含量為0.2%、錳的含量為1.65%、鈮的含量為0.068%、鈦的含量為0.0327%、鉬的含量為0.08%、鉻的含量為0.2%、鎳的含量為0.2%和銅的含量為0.2%。實施例4在上述實施例1至3任意一項的基礎上，本發明中制造石油套管的具體方法實施例為，一種石油套管的制造方法，所述制造方法包括如下步驟第一步，預處理鐵水；第二步，將預處理后的鐵水加入到轉爐內繼續冶煉，在冶煉過程中向轉爐內加入權1中所述的合金元素；第三步，將轉爐內冶煉后的鋼水再轉入到精煉爐內繼續冶煉；第四步，將精煉爐內冶煉后的鋼水制成鋼坯；第五步，用熱軋機將鋼坯通過初軋、精軋和終軋工藝制成帶狀板；第六步，將熱軋后的帶狀板進行層流冷卻處理；第七步，用卷繞機將層流冷卻處理后的所述帶狀板卷繞成套管；第八步，用焊機焊接卷繞后套管的接縫。實施例5在上述實施例4的基礎上，本發明較佳的技術方案是，將第三步中所述鋼水的溫度控制在1180°C1250°C之間。將第五步中所述初軋的溫度控制在1140°C1175°C，將精軋的溫度控制在1000°C1020°C，終軋的溫度要控制在830°C880°C。將第七步中所述層流冷卻處理后的溫度控制在570°C610°C。實施例6在上述實施例4的基礎上，本發明較佳的技術方案還包括，在第八步所述的焊接中，將接縫焊接的速度控制在14m/min18m/min，焊接時的溫度要大于或等于1050°C，在焊接時的擠壓量要控制在1/2T2/3T，焊接時的接口角要控制在3°6°。將開口角的長度控制在ID1.5D，將焊合線中部寬度控制在0.04mm0.12mm之間。在本發明中焊接速度、焊接溫度、擠壓量及開口角等參數對焊接質量的影響是相互關聯的，在焊接過程中必須找到這幾個參數的最佳配比，才能確保焊縫質量。本工藝通過改善焊接的各項參數，如焊接速度、焊接溫度、擠壓量和開口角等，明顯提高了焊縫的沖擊功。經過反復試驗及優化各項參數(焊接參數見表)，焊縫沖擊功值>50J。焊接參數<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述實施例中的卷板經過探傷及銑邊，卷板經過FOX變形后，選擇合理焊接速度及各項參數，根據鋼管直徑和壁厚使焊速在14ISm/min范圍內，并在機組運行正常及確保焊縫質量的前提下，盡量提高焊速。控制合理焊接溫度，使焊縫在半熔化狀態下進行焊接，有微量的火化噴濺現象。通過上述焊接工藝后，焊縫沖擊功值>50J，達到了油田的使用要求。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。權利要求一種石油套管，其特征在于，所述套管為直縫焊接鋼管，在所述鋼管的材中控制碳的含量為0.06％～0.085％、控制磷的含量≤0.015％、控制硫的含量≤0.010％；在所述鋼管的材質中還添加有微量的合金元素，所述合金元素包括硅的含量為0.14％～0.25％、錳的含量為1.50％～1.65％、鈮的含量為0.05％～0.068％、鈦的含量為0.026％～0.037％、鉬的含量為0.05％～0.08％、鉻的含量為0.12％～0.20％、鎳的含量為0.13％～0.20％和銅的含量為0.15％～0.20％。2.一種石油套管的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步驟第一步，預處理鐵水；第二步，將預處理后的鐵水加入到轉爐內繼續冶煉，在冶煉過程中向轉爐內加入權1中所述的合金元素；第三步，將轉爐內冶煉后的鋼水再轉入到精煉爐內繼續冶煉；第四步，將精煉爐內冶煉后的鋼水制成鋼坯；第五步，用熱軋機將鋼坯通過初軋、精軋和終軋工藝制成帶狀板；第六步，將熱軋后的帶狀板進行層流冷卻處理；第七步，用卷繞機將層流冷卻處理后的所述帶狀板卷繞成套管；第八步，用焊機焊接卷繞后套管的接縫。3.如權利要求2所述的石油套管的制造方法，其特征在于，將在第三步中所述鋼水的溫度控制在1180°C1250°C。4.如權利要求2所述的石油套管的制造方法，其特征在于，將第五步中所述初軋的溫度控制在1140°C1175°C，將精軋的溫度控制在1000°C1020°C，將終軋的溫度控制在830880°C。5.如權利要求2所述的石油套管的制造方法，其特征在于，將第七步中所述層流冷卻處理后的溫度控制在570°C610°C。6.如權利要求2所述的石油套管的制造方法，其特征在于，將第八步所述的焊接中，使接縫焊接時的速度控制在14m/min18m/min之間，使焊接時的溫度要大于等于1050°C，焊接時的擠壓量要控制在1/2T2/3T，焊接時的接口角控制在3°6°。7.如權利要求6所述的石油套管的制造方法，其特征在于，在第八步所述的焊接中，將開口角的長度控制在1D1.5D，將焊合線中部寬度控制在0.04mm0.12mm。全文摘要本發明公開了一種石油套管及其制造工藝，該套管為直縫焊接鋼管，在鋼管的材中合理控制好碳、磷、硫含量，并在鋼管的材質中還添加有微量的合金元素硅、錳、鈮、鈦、鉬、鎳和銅。該石油套管的制造方法為首先預處理鐵水，然后再經過冶煉、精煉、制坯、熱軋、層流冷卻、卷板、焊縫和檢驗等步驟。在焊接工藝中應控制好焊接速度、焊接溫度、擠壓量及開口角等參數。在本發明中由于改進了用于生產石油套管的材質成分配比，同時改進了接縫處的焊接工藝。因此使得該套管具有尺寸精度高、焊縫韌性好、抗擠壓性能好、質量易于控制以及成本低等特點。通過焊接工藝的改進，使得焊縫沖擊功值可＞50J，達到了油田的使用要求。文檔編號B21B1/46GK101831597SQ20101015593公開日2010年9月15日申請日期2010年4月27日優先權日2010年4月27日發明者王震,郁立超,龔育才申請人:無錫法斯特管業有限公司