專利名稱：一種石油油井用耐硫化氫腐蝕的膨脹管材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種合金材料及其制備方法，更具體地說，涉及一種耐硫化氫(H2S)腐蝕的膨脹合金材料及其熱處理方法，具有優異的強塑性，用于石油油井。
背景技術：
可膨脹管技術是近些年發展起來的一項非常有前景的技術，為解決鉆井、完井、修井等問題提供了有效的途徑，其方法的特點是將膨脹管下入井內預定位置注漿固井，然后利用下部液體推動大尺寸膨脹頭，自下而上地擴充膨脹管，使管徑發生10 — 30%的塑性變形。膨脹管技術優化井身結構，上部井眼小，鉆井進尺大，能夠節約費用；另外利用膨脹管擠壓可提高注漿壓實效果，根本改善了固井質量；同時能夠擴大套管工作通徑，方便井下作業，有利于提高單井產量，尤其是能夠修復長井段套管，解決熱采側鉆井、斜鉆井和深井套管修復問題。此外，利用膨脹管懸掛和封隔，密封效果好、作業簡單、成本低廉、使用壽命長， 便于應急處理復雜地層許多工程難題。 在我國油氣田的開發過程中，有許多油氣田諸如長慶油田、四川油田、塔里木油田等地質結構中蘊含有大量的硫化氫氣體。這種氣體水溶液呈酸性并且具有一定的腐蝕性，尤其是在具有高溫以及腐蝕性氣體含量較高的條件下腐蝕性更強。硫化氫氣體的存在不僅產生全面腐蝕，還會產生氫致開裂和應力腐蝕開裂，在CO2和Cr的環境下更加劇局部腐蝕，從而降低了材料的使用壽命，產生了巨大的經濟損失。因此，開發抗硫化氫腐蝕的膨脹合金材料具有非常重要的實際意義。

發明內容
本發明的目的在于克服現有現有石油膨脹管的不足，提供一種石油油井用耐H2S腐蝕的膨脹管合金材料及制備方法，工藝簡單方便易行、成本低廉、穩定可靠。本發明膨脹管材料化學成分元素質量百分數(wt%)組成如下表I膨脹管材料化學成分元素質量百分數(wt%)
權利要求
1.一種石油油井用耐硫化氫腐蝕的膨脹管材料，其特征在于，所述膨脹管材料中化學成分元素質量百分數如下C O. 01-0. 06、Mn ( O. 80、Si ( O. 30、S 彡 O. 02、P 彡 O. 03、Cr16. 00-18. 00、Ni 7. 00-9. 00、Mo O. 30-0. 60、Al O. 50-0. 80、Cu 0-1. O、ReO. 02-0. 06、其余為Fe。
2.根據權利要求I所述的一種石油油井用耐硫化氫腐蝕的膨脹管材料，其特征在于，所述膨脹管材料中化學成分元素質量百分數如下=C O. 04-0. 06、Mn ( O. 60、Si ( O. 30、S 彡 O. 02、P 彡 O. 03、Cr 17. 00-18. 00、Ni 7. 00-8. 00、Mo O. 30-0. 40、Al O. 50-0. 80、Cu0-1. O、ReO. 02-0. 04、其余為 Fe。
3.根據權利要求I或者2所述的一種石油油井用耐硫化氫腐蝕的膨脹管材料，其特征在于，所述膨脹管材料的化學成分元素中，作為鋼管中的基本元素鐵、錳、硅、磷、硫的含量下限均不為零，Re為添加的稀土元素，優選為鍶。
4.一種制備如權利要求I所述的石油油井用耐硫化氫腐蝕的膨脹管材料，其特征在于，按照下述步驟進行主要經過電爐冶煉、鋼包精煉、鋼錠澆鑄、鋼錠精整、鍛制圓管坯、軋管、冷卻、矯直、探傷、熱處理，其中采用真空冶煉、澆鑄溫度1450°C 1550°C，澆注成鋼錠；鋼錠加熱溫度1150 1250°C，保溫30 60min，將鋼錠熱軋為鋼管，開軋溫度1150 700°C，終軋溫度850 600°C，軋后鋼管水淬，冷卻速率> 30°C /s ;經熱軋軋制的鋼管再經40% 80%的壓下率冷軋成規定尺寸、厚度的鋼管；在1050°C的靜態爐中對冷軋鋼管進行熱處理，保溫30min，以彡20°C /s冷速水淬至室溫(20— 25°C )。
全文摘要
本發明公開了一種石油油井用耐硫化氫腐蝕的膨脹管材料及其制備方法，膨脹管材料化學成分元素質量百分數(wt%)組成如下C0.01-0.06、Mn≤0.80、Si≤0.30、S≤0.02、P≤0.03、Cr16.00-18.00、Ni7.00-9.00、Mo0.30-0.60、Al0.50-0.80、Cu0-1.0、RE0.02-0.06、其余為Fe。在制備可首先采用熱軋鋼管，然后進行水淬，最后進行熱處理即可。本發明在鉻鎳不銹鋼的基礎上開發出抗硫化氫膨脹材料，膨脹管耐腐蝕性主取決于它的合金成分，其中鉻、鋁、鉬元素具有很高的化學穩定性。主要是在鋼表面形成穩定的鈍化膜，阻隔氫向合金材料傳遞，保護鋼管次表面不被繼續腐蝕。
文檔編號C22C38/44GK102719764SQ20121017905
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月1日 優先權日2012年6月1日
發明者劉文西, 劉潔, 王木樂, 王震, 陳玉如, 高志明 申請人:天津冠力博石油科技有限公司, 天津大學