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在礦井內(nèi)被擴(kuò)徑的擴(kuò)徑用油井管及其制造方法

文檔序號(hào):3424500閱讀:175來源:國知局

專利名稱::在礦井內(nèi)被擴(kuò)徑的擴(kuò)徑用油井管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及油井管及其制造方法,更詳細(xì)地說,涉及在礦井內(nèi)被擴(kuò)徑的擴(kuò)徑用油井管及其制造方法。
背景技術(shù)
:在對(duì)生產(chǎn)石油和氣體用的井(油井和氣井)進(jìn)行施工時(shí),將多個(gè)油井管插入礦井內(nèi)。以往的井的施工方法如下所述。利用鉆桿挖掘礦井到規(guī)定距離后,插入油井管。接著,進(jìn)一步挖掘礦井后,插入外徑小于已插入的油井管內(nèi)徑的油井管。這樣,以往的施工方法中,隨著礦井變深所插入的油井管的外徑逐漸減小。換言之,油井變得越深,礦井的上部(地表附近部分)所使用的油井管的內(nèi)徑越大。其結(jié)果,挖掘面積增大,挖掘費(fèi)用也增加。用于減小挖掘面積來降低挖掘費(fèi)用的新的施工方法被日本特表平7—507610號(hào)公報(bào)和國際公開的第WO98/00626號(hào)小冊(cè)子公開。這些文獻(xiàn)所公開的方法如下所述。首先,將外徑小于已配設(shè)在礦井內(nèi)的油井管內(nèi)徑的油井管插入礦井內(nèi)。^f吏油井管插入得比已配設(shè)的油井管更深之后,對(duì)插入的油井管進(jìn)行擴(kuò)徑,使油井管的內(nèi)徑與先配設(shè)的油井管的內(nèi)徑相等??傊谠摲椒ㄖ?,在礦井內(nèi)對(duì)油井管進(jìn)行擴(kuò)徑。因此即使油井再深,也不需要在礦井上部使用大外徑的油井管,可比以往的施工方法減小挖掘面積和鋼管使用量。對(duì)上述新的施工方法所使用的油井管(下面稱為擴(kuò)徑用油井管)進(jìn)行了各種研究。特別是在國際公開第WO2004/001076號(hào)小冊(cè)子、國際公開第WO2005/080621號(hào)小冊(cè)子以及日本特開2002-349177號(hào)公報(bào)中,公開了以抑制擴(kuò)徑后的壓塌強(qiáng)度的降低為目的的擴(kuò)徑用油井管。在日本特開2002-266055號(hào)公報(bào)中,公開了以提高耐腐蝕性為目的的擴(kuò)徑用油井管。不過,擴(kuò)徑用油井管為了在礦井內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)徑,要求在擴(kuò)徑時(shí)管進(jìn)行均勻地變形的性能(下面稱為擴(kuò)徑性)。為了得到優(yōu)異的擴(kuò)徑性,要求在加工時(shí)不產(chǎn)生縮徑地變形的性能,即,要求可通過拉伸試驗(yàn)評(píng)價(jià)的高均勻延伸率。在此所謂的均勻延伸率是指拉伸試驗(yàn)的最大負(fù)荷點(diǎn)的變形(%)。特別是,在成為在礦井內(nèi)上下排列的油井管彼此重復(fù)部分的鐘狀部(bellpart)上,擴(kuò)徑率最高。若考慮鐘狀部的擴(kuò)徑率,優(yōu)選擴(kuò)徑用油井管的均勻延伸率為16%以上。在曰本特開2002—129283和曰本特開2005—146414號(hào)公報(bào)中公開了以提高擴(kuò)徑性為目的的擴(kuò)徑用油井管。在日本特開2002—129283號(hào)7>4艮中,不對(duì)油井管實(shí)施淬火、回火,且鋼的組織由5%~70%體積%的鐵素體相、馬氏體相和貝氏體相這樣的低溫相變相構(gòu)成。由此油井管具有優(yōu)異的擴(kuò)徑性。不過,認(rèn)為若馬氏體相和貝氏體相這樣的低溫相變相在組織內(nèi)所占的比例大的話,不能得到高均勻延伸率。日本特開2005—146414號(hào)公報(bào)中公開的油井管實(shí)施了公知的淬火、在不足Acl溫度的條件下公知的回火,且其屈服比為0.85以下,由此具有優(yōu)異的擴(kuò)徑性。不過,調(diào)查的結(jié)果是在曰本特開2005—146414號(hào)公報(bào)中公開的油井管有時(shí)不能得到16%以上的均勻延伸率。并且,日本特開2005—146414號(hào)公報(bào)中公開的油井管在實(shí)施例的記載中含有1.45。/。的Mn。這樣高的Mn的成分有可能降低韌性。這樣高的Mn的成分的回火溫度高,因此有可能產(chǎn)生脫碳、爐壁的磨損這樣的問題。擴(kuò)徑用油井管也如日本特開2002-349177號(hào)公報(bào)等公開5那樣,優(yōu)選對(duì)外壓的壓塌強(qiáng)度、即壓扁強(qiáng)度高。壓扁強(qiáng)度受到油井管的橢圓率和偏厚率的影響。為了得到高的壓扁強(qiáng)度,優(yōu)選降低油井管的偏厚而使偏厚率變小,且使橫截面接近正圓而使橢圓率變小。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)異的擴(kuò)徑性的擴(kuò)徑用油井管。具體來說,提供一種具有16%以上的均勻延伸率的擴(kuò)徑用油井管。本發(fā)明人進(jìn)行了各種調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn),為了擴(kuò)徑用油井管具有高均勻延伸率,特別是具有16%以上的均勻延伸率,必須滿足以下事項(xiàng)(1)和(2)。(1)金屬組織中的鐵素體率為80%以上。鐵素體相軟,因此通過提高金屬組織中的鐵素體率,能得到高均勻延伸率。(2)調(diào)整屈服強(qiáng)度處于276MPa379MPa的范圍。由此能得到作為油井管所必須的強(qiáng)度,且能得到高均勻延伸率。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)為了擴(kuò)徑用油井管具有18%以上的均勻延伸率,除了上述(1)和(2)夕卜,滿足以下事項(xiàng)(3)也是有效的。(3)實(shí)施淬火、回火且回火溫度為Acl點(diǎn)以上。在此,回火處理的具體工序如下所述。使淬火后的擴(kuò)徑用油井管升溫到Acl點(diǎn)以上的回火溫度,升溫后,進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的均熱。均熱后,使擴(kuò)徑用油井管進(jìn)行空冷。通過進(jìn)行以上處理,能得到18%以上的高均勻延伸率。其理由雖未確定,但認(rèn)為通過使回火溫度為Acl點(diǎn)以上,在均熱過程中奧氏體相析出,由此鋼中的結(jié)晶粒子微細(xì)化的緣故。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),在進(jìn)行淬火、回火處理之前,若對(duì)管坯進(jìn)行冷加工,維持上述的均勻延伸率的情況下,可減少擴(kuò)徑用油井管的橢圓率和偏厚率,其結(jié)果可提高擴(kuò)徑用油井管的壓扁強(qiáng)度。本發(fā)明是基于上述見解而做成的。本發(fā)明的主旨如下所述。本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管在礦井內(nèi)被擴(kuò)徑。擴(kuò)徑用油井管具有鐵素體率為80%以上的組織和如下化學(xué)成分,該化學(xué)成分以質(zhì)量%計(jì),含有C:0.05~0.08%、Si:0.50。/o以下、Mn:0.80~1.30%、P:0.030。/q以下、S:0.020M以下、Cr:0.08~0.50%,N:0.0P/。以下、Al:0.005~0.06%、Ti:0.05%以下、Cu:0.50%以下以及Ni:0.50Q/。以下,剩余部分由Fe和雜質(zhì)組成。擴(kuò)徑用油井管還具有276MPa379MPa的屈服強(qiáng)度,具有16%以上的均勻延伸率。在此所謂的鐵素體率是指鐵素體面積率。本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管的化學(xué)成分也可以含有從由Mo:0.10%以下、V:0.10%以下、Nb:0.040%以下、Ca:0.005%以下及稀土類元素(REM):0.01%以下組成的群中所選擇的1種或2種以上以^辦代一部分Fe。優(yōu)選擴(kuò)徑用油井管具有18%以上的均勻延伸率。優(yōu)選擴(kuò)徑用油井管在淬火之后,以Acl點(diǎn)以上的回火溫度(即,所謂雙相域的溫度)進(jìn)行回火。優(yōu)選本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管的橢圓率為0.7%以下,且偏厚率為6.0%以下。此時(shí),提高了擴(kuò)徑用油井管的壓扁強(qiáng)度。優(yōu)選本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管在進(jìn)行冷加工之后,進(jìn)行淬火、回火。在此,冷加工例如通過冷拉伸進(jìn)行。此時(shí),維持16%以上的均勻延伸率的同時(shí),擴(kuò)徑用油井管的橢圓率為0.7%以下,偏厚率為6.0%以下。本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管的制造方法,包括制造管坯的工7序,該管坯具有如下化學(xué)成分,該化學(xué)成分以質(zhì)量%計(jì),含有C:0.05~0.08%、Si:0.50Q/o以下、Mn:0.80~1.30%、P:0.03()o/o以下、S:0.020%以下、Cr:0.08~0.50%,N:0.01%以下、Al:0.005~0.06%、Ti:0.05%以下、Cu:0.50%以下以及Ni:0.50o/。以下,剩余部分由Fe和雜質(zhì)組成;淬火、回火工序,對(duì)制造的管坯進(jìn)行淬火、回火,形成具有鐵素體為80%以上的組織、276MPa~379MPa的屈月良強(qiáng)度,16%以上的均勻延伸率的擴(kuò)徑用油井管。另外,管坯的化學(xué)成分也可以含有上述選擇元素(Mo、V、Nb、Ca、REM)—種以上以替代一部分Fe。優(yōu)選在淬火、回火工序中,對(duì)淬火后的管坯以Acl點(diǎn)以上的回火溫度進(jìn)行回火,使擴(kuò)徑用油井管的均勻延伸率為18%以上。優(yōu)選本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管的制造方法還具有對(duì)制造的管坯進(jìn)行冷加工而4吏擴(kuò)徑用油井管的橢圓率為0.7%以下、且偏厚率為6.0%以下的工序。在淬火、回火工序中,對(duì)上述冷加工后的管坯進(jìn)行淬火、回火。圖l是表示在實(shí)施例2中所制造的擴(kuò)徑用油井管的橢圓率和偏厚率之間的關(guān)系的圖。具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管由具有以下化學(xué)成分和金屬組織。以后關(guān)于元素的%是指質(zhì)量%。l.化學(xué)成分8C:0.05~0.08%碳(C)提高鋼的強(qiáng)度。若C含有量不足0.05。/。,就不能得到本發(fā)明所需的屈服強(qiáng)度。另一方面,C含有量超過0.08。/。時(shí),均勻延伸率就降低。因此,C含有量為0.050.08%。Si:0.50M以下硅(Si)使鋼脫氧。提高回火軟化阻力而提高了鋼的強(qiáng)度,不過,Si含有量超過0.50o/o時(shí),鋼的熱加工性就降低。因此,Si含有量為0.50M以下。為了有效地得到上述效果,優(yōu)選Si含有量為0.1%以上。但是,即使Si含有量不足0.1。/。,也能一定程度地得到上述效果。Mn:0.80~1.30%錳(Mn)提高了鋼的淬硬性,提高了鋼的強(qiáng)度。若Mn含有量不足0.80%,就不能得到本發(fā)明所需的強(qiáng)度。另一方面,Mn含有量超過1.30。/。時(shí),鋼中的偏析就增加,鋼的韌性降低。因此,Mn含有量為0.801.30%。較好的Mn含有量為1.20~1.30%。P:0.030g/q以下磷(P)是雜質(zhì)。P通過在晶界偏析,而降低鋼的韌性。因此,優(yōu)選盡可能降低P含有量。因此,P含有量為0.030。/。以下。較好的P含有量為0.015。/。以下S:0.020M以下硫(S)是雜質(zhì)。S與Mn或Ca結(jié)合而形成夾雜物。形成的夾雜物在熱加工時(shí)被延伸,其結(jié)果,降低鋼的韌性。因此優(yōu)選盡可能降低S含有量。因此,S含有量為0.020。/。以下。較好的S含有量為0.0050%以下。Al:0.005~0.06%鋁(A1)使鋼脫氧。若鋁含有量不足0.005%,由于脫氧不9充分而降低鋼的純度,其結(jié)果,鋼的韌性就降低。另一方面,鋁含有量超過了0.06%的情況下,鋼的韌性也降低。因此,鋁含有量為0.005~0.06%。優(yōu)選鋁含有量為0.020.06°/0。另夕卜,在本說明書中所謂的鋁含有量是指酸溶A1(sol.Al)的含有量。N:0.01%以下氮(N)是雜質(zhì)。N與A1、Ti和Nb結(jié)合而形成氮化物。若AlN和TiN大量析出,鋼的韌性就降低。因此,優(yōu)選盡可能降低N含有量。因此,N含有量為0.01。/。以下。Cr:0.08~0.50%鉻(Cr)提高了鋼的淬硬性。還提高了抗二氧化碳腐蝕性能。若0含有量不足0.08%,抗二氧化碳腐蝕性能就降低。另一方面,若增加Cr含有量,易于形成粗大的碳化物,因此,Cr含有量的上限為0.50%。因此,Cr含有量為0.080.50%。較好的Cr含有量為0.080.35%。更優(yōu)選0.08~0.25%。Ti:0.05%以下鈦(Ti)與N結(jié)合而形成TiN,抑制高溫區(qū)域的結(jié)晶粒子的粗大化。但是,Ti含有量超過0.05Q/Q時(shí),與C結(jié)合而形成TiC,其結(jié)果,鋼的韌性就降低。因此Ti含有量為0.05。/。以下。另夕卜,認(rèn)為抑制上述結(jié)晶粒子的效果在Ti含有量為0.001%左右的雜質(zhì)水平也一定程度地存在,但在Ti含有量為0.005。/。以上時(shí),顯現(xiàn)得更加明顯。Cu:0.50%以下銅(Cu)通過固溶強(qiáng)化而提高了鋼的強(qiáng)度。但是,若Cu含有量過多,鋼就脆化,若含有量超過0.50%,鋼就顯著脆化。因此,Cu含有量為0.50o/。以下。另外,若Cu含有量為0.01。/o以上,顯著地顯現(xiàn)出提高上述鋼的強(qiáng)度的效果。Ni:0.50。/o以下鎳(Ni)提高了鋼的韌性的同時(shí),在與Cu共存的情況下,抑制起因于Cu的鋼的脆化。但是,若Ni含有量超過0.50。/。,該效果就飽和。因此,Ni含有量為0.50%以下。若Ni含有量為0.01%以上,就顯著地顯現(xiàn)上述效果。另外,化學(xué)成分的剩余部分由Fe和雜質(zhì)組成。本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管還根據(jù)需要含有Mo來替代一部分Fe。Mo:0.10M以下鉬(Mo)是任意添加元素。Mo通過提高淬硬性,提高鋼的強(qiáng)度。Mo還抑制P等所導(dǎo)致的脆化。不過,若含有過量Mo,就形成粗大的碳化物。因此Mo含有量為0.10。/。以下。為了有效地得到上述效果,較好的Mo含有量為0.05。/。以上。但是,即使Mo含有量不足0.05%,也可以一定程度地得到上述效果。本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管還根據(jù)需要含有從Nb和V組成的群中所選#^的一種或兩種來替代一部分Fe。Nb:0.040o/o以下V:0.10Q/c)以下鈮(Nb)和釩(V)都是任意添加元素。它們都提高鋼的強(qiáng)度。具體來說,Nb通過形成碳氮化物來提高鋼的強(qiáng)度。V通過形成碳化物來提高鋼的強(qiáng)度。不過,若含有過量Nb,就發(fā)生偏析和延伸粒。若含有過量V,鋼的韌性就降低。因此,Nb含有量為0.040%以下,V含有量為0.10。/。以下。為了有效地得到上述效果,較好的Nb含有量為0.001Q/。以上,較好的V含有量為0.02%以上。但是,即使含有量不足上述下限值,也可以一定程度地得到上述效果。本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管還根據(jù)需要含有從Ca和稀土類元素(REM)組成的群中所選擇的一種或兩種來替代一部分Fe。Ca:0.005M以下REM:0.01Q/。以下4丐(Ca)和REM都是任意添加元素。Ca和REM有助于控制硫化物的形態(tài),其結(jié)果提高了鋼的韌性。不過,Ca含有量超過0.005%時(shí),或REM含有量超過0.01。/。時(shí),大量發(fā)生夾雜物。因此,Ca含有量為0.005%以下,REM含有量為0.01。/。以下。為了有效地得到上述效果,較好的Ca含有量為0.001。/Q以上,較好的REM含有量為0.001Q/Q以上。但是,即使Ca含有量和REM含有量不足上述下限值,也可以一定程度地得到上述效果。2.金屬組織金屬組織內(nèi)的鐵素體率為80%以上。在此,鐵素體率為鐵素體面積率。通過以下方法測(cè)量。從擴(kuò)徑用油井管的任意處采集試樣。對(duì)所采集的試樣機(jī)械研磨之后,將所研磨的試樣在4%苦味酸酒精溶液中進(jìn)行蝕刻。通過光學(xué)顯微鏡觀察蝕刻的試樣表面,利用基于ASTME562的計(jì)點(diǎn)法測(cè)量鐵素體率。另外,在金屬組織內(nèi),除了鐵素體相之外的其他部分由低溫相變相組成。低溫相變相包括貝氏體、馬氏體和玉朱光體之中的一種或兩種以上。本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管的軟的鐵素體相占金屬組織的比例大,因此認(rèn)為能得到16%以上的均勻延伸率。若鐵素體率不足80%,比鐵素體相硬的低溫相變相的比例增加,因此均勻延伸率不足16%。3.屈服強(qiáng)度鋼的屈服強(qiáng)度處于276MPa379MPa的范圍內(nèi)。在此,屈服強(qiáng)度是指基于ASTM標(biāo)準(zhǔn)的0.2。/。偏壓耐力。屈服強(qiáng)度超過379MPa時(shí),均勻延伸率不足16%。另一方面,若屈服強(qiáng)度不足276MPa,就不能得到作為油井管所需的強(qiáng)度。因此,屈服強(qiáng)度為276MPa379MPa。4.橢圓率和偏厚率本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管優(yōu)選橢圓率為0.7%以下,偏厚率為6.0%以下。橢圓率由下式(1)決定。橢圓率(%)二(最大外徑Dmax-最小外徑Dmin)/平均外徑DaveX100(1)在此,最大外徑Dmax、最小外徑Dmin和平均外徑Dave例如通過以下方法測(cè)量。在擴(kuò)徑用油井管的任意橫截面中,對(duì)同一個(gè)圓的外徑每隔22.5°進(jìn)行測(cè)量。由此,測(cè)量了16(=360°/22.5。)個(gè)外徑。以所測(cè)量的16個(gè)外徑中最大的外徑為Dmax,以最小的外徑為Dmin。所測(cè)量的16個(gè)外徑的平均值為Dave。偏厚率由下式(2)決定。偏厚率(%)二(最大壁厚Tmax-最小壁厚Tmin)/平均壁厚TaveX100(2)在此,最大壁厚Tmax、最小壁厚Tmin和平均壁厚Tave例如通過以下方法測(cè)量。在擴(kuò)徑用油井管的任意橫截面中,每隔11.25。測(cè)量壁厚。由此,測(cè)量了32(=360。/11.25。)個(gè)壁厚。以所測(cè)量的32個(gè)壁厚中最大的壁厚為Tmax,以最小的壁厚為Tmin。所測(cè)量的32個(gè)壁厚的平均值為Tave。如后所述,若對(duì)熱加工的管坯在進(jìn)行淬火、回火之前進(jìn)行冷加工,能得到具有0.7%以下的橢圓率且6.0%以下的偏厚率的擴(kuò)徑用油井管。這樣的擴(kuò)徑用油井管在幾何學(xué)上均勻性高。因此,壓扁強(qiáng)度高,抗壓塌性優(yōu)異。更優(yōu)選橢圓率為0.5%以下,偏厚率為5.0%以下。13另外,在上述中,測(cè)量了16個(gè)外徑和32個(gè)壁厚,只要將同一圓周等分為8份以上,在各等分點(diǎn)測(cè)量外徑和壁厚,測(cè)量數(shù)量不進(jìn)行特別的限制。5.制造方法說明本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管的制造方法的一個(gè)例子。熔煉上述化學(xué)成分的鋼,制造鋼坯。對(duì)所制造的鋼坯進(jìn)行加工而制造管坯(管坯制造工序)。在管坯制造工序中,例如通過熱加工來制造管坯。具體來說,對(duì)鋼坯進(jìn)行穿孔軋制而形成管坯?;蛘咭部梢酝ㄟ^對(duì)鋼坯進(jìn)行熱擠壓來形成管坯。對(duì)所制造的管坯實(shí)施淬火、回火,形成本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管(淬火、回火工序)。淬火溫度為公知的溫度(Ac3點(diǎn)以上)。另一方面,回火溫度優(yōu)選Acl點(diǎn)以上?;鼗鸬?交好的具體工序如下所述。將淬火后的管坯升溫到Acl點(diǎn)以上的回火溫度。升溫后,以回火溫度進(jìn)行規(guī)定時(shí)間(例如,具有12.5mm的壁厚的管坯的情況下,約30分鐘)的均熱。均熱后,對(duì)管坯空冷。若回火溫度為Acl點(diǎn)以上,均勻延伸率為18%以上。其理由雖不能確定,^旦認(rèn)為通過使回火溫度為Acl點(diǎn)以上,在均熱過程中析出奧氏體相,由此,鋼中的結(jié)晶粒微細(xì)化,因此均勻延伸率為18%以上。較好的回火溫度的上限為Ac3點(diǎn)?;鼗饻囟热舫^Ac3點(diǎn),擴(kuò)徑用油井管的強(qiáng)度就降低。因此,較好的回火溫度為Acl點(diǎn)以上且小于Ac3點(diǎn)。另外,回火溫度即使不足Acl點(diǎn),只要鐵素體率為80%以上、屈服強(qiáng)度為276~379MPa,能得到16%以上的均勻延伸率。Acl點(diǎn)和Ac3點(diǎn)可通過Formaster試驗(yàn)求出。在Formaster試驗(yàn)中,使用相變點(diǎn)測(cè)量裝置(Formaster全自動(dòng)膨脹儀),測(cè)量試驗(yàn)片的熱膨脹量,基于所測(cè)量的熱膨脹量求出相變點(diǎn)(Acl點(diǎn)、Ac3點(diǎn))。優(yōu)選在管坯制造工序之后即在淬火、回火工序之前實(shí)施冷加工工序。在冷加工工序中,對(duì)制造的管坯進(jìn)行冷加工。冷加工例如是冷縮徑加工。更具體來說,通過利用冷拉伸和冷皮爾格式軋機(jī)等的冷軋制來進(jìn)行。更優(yōu)選冷加工由冷拉伸來進(jìn)行。通過冷加工,擴(kuò)徑用油井管的橢圓率為0.7%以下,偏厚率為6.0%以下。另外,也可以在冷加工工序前,對(duì)上述管坯實(shí)施淬火、回火等熱處理。通過上述方法制造的擴(kuò)徑用油井管為無縫管,但本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管也可以是電焊鋼管所代表的焊接管。但是,在焊接管中可能在焊接部的耐腐蝕性方面產(chǎn)生問題,因此本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管優(yōu)選無縫鋼管。實(shí)施例1制造具有表l所示的化學(xué)成分的多個(gè)圓鋼坯。表l表1鋼種化學(xué)成分(l^位以咸量9H--,剩,S部分為鐵和雜庫〗Ac1點(diǎn)《t)0SiMnPSOuCrNlMoVNbnNAlA0.070.2B,.32O加B0.咖70.02O.,B0.020加0.04—O加B0加50.0470BB0.120.20l.幼0.010D加230.110.420.01-0.0270.0240加80.04715C0加0.21O.卿0.00180.02O.,O0.02--—O加00加80.037,BD0.170.281.300.0140加500.010加0加0.010.07-0加7O.咖0.037000.071J2B0加70加150.020鄰0加0.01-0加1O.咖0加10.04729參照表1,鋼種C和鋼種E的化學(xué)成分處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。另一方面,Mn含有量超過了本發(fā)明的上限。鋼種B的C含有量和Mn含有量超過了本發(fā)明的上限。鋼種D的Mn含有量和Cr含有量超出了本發(fā)明的范圍。從各圓鋼坯采集試驗(yàn)片,使用所采集的試驗(yàn)片而實(shí)施Formaster試驗(yàn),求出了各鋼種的Acl點(diǎn)(°C)。求出的Acl點(diǎn)表示在表l中。15在加熱爐中對(duì)鋼種AE的多個(gè)圓鋼坯進(jìn)行加熱。對(duì)已加熱的多個(gè)圓鋼坯進(jìn)行穿孔軋制,制造了多個(gè)無縫鋼管(管坯)。無縫管的公稱外徑為203.2mm,公稱壁厚為12.7mm。以表2所示的淬火溫度(。C)和回火溫度(°C)對(duì)所制造的無縫鋼管實(shí)施淬火、回火,制造了擴(kuò)徑用油井管?;鼗鹛幚淼木鶡釙r(shí)間為30分鐘。對(duì)表2中的試驗(yàn)編號(hào)13、14的圓鋼坯進(jìn)行穿孔軋制,形成了/>稱外徑為219.1mm,7>稱壁厚為14.5mm的無縫鋼管。然后以18.4%的截面減少率對(duì)制造的無縫鋼管實(shí)施冷拉伸,形成了公稱外徑為203.2mm,公稱壁厚為12.7mm的無縫鋼管。在此,截面減少率(%)由下式(3)定義。截面減少率(%)=(冷拉伸前的無縫鋼管的截面積-冷拉伸后的無縫鋼管的截面積)/冷拉伸前的無縫鋼管的截面積X100(3)并且,對(duì)冷拉伸的無縫鋼管實(shí)施了淬火、回火。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>鐵素體率的測(cè)量通過以下方法求出表2所示的試驗(yàn)編號(hào)1~14的擴(kuò)徑用油井管的鐵素體率。從各擴(kuò)徑用油井管采集組織觀察用的試驗(yàn)片。對(duì)采集的試驗(yàn)片進(jìn)行機(jī)械研磨,將研磨后的試驗(yàn)片在4%苦味酸酒精溶液中進(jìn)行了蝕刻。用光學(xué)顯微鏡(500倍)觀察蝕刻后的試樣表面。此時(shí),觀察到的區(qū)域的面積大約為36000jum2。在所觀察的區(qū)域內(nèi)求出了鐵素體率(%)。鐵素體率通過基于ASTME562計(jì)點(diǎn)法求出。求出的鐵素體率(%)表示在表2中。拉伸試驗(yàn)從試驗(yàn)編號(hào)l~14的擴(kuò)徑用油井管采集拉伸試驗(yàn)片,實(shí)施了拉伸試驗(yàn)。具體來說,從各擴(kuò)徑用油井管的長度方向采集了外徑6.35mm,平行部長度25.4mm的圓棒試驗(yàn)片。在常溫下對(duì)所采集的圓棒試驗(yàn)片實(shí)施了拉伸試驗(yàn)。將拉伸試驗(yàn)所得到的屈服強(qiáng)度(MPa)顯示在表2中的"YS"欄,將拉伸強(qiáng)度(MPa)顯示在表2中的"TS"欄,均勻延伸率(%)顯示在表2中"均勻延伸率"欄?;贏STM標(biāo)準(zhǔn)的0.2。/。偏壓耐力為屈服強(qiáng)度(YS)。拉伸試驗(yàn)的最大負(fù)荷點(diǎn)的試驗(yàn)片的變形為均勻延伸率(%)。試驗(yàn)結(jié)果參照表2,試驗(yàn)編號(hào)8~10、13和14的油井管的化學(xué)成分、金屬組織(鐵素體率)、屈服強(qiáng)度處于本發(fā)明的范圍內(nèi),因此均勻延伸率為16%以上。并且,試驗(yàn)編號(hào)9、10和14的油井管的回火溫度為Ac1點(diǎn)以上,因此均勻延伸率為18%以上。試驗(yàn)編號(hào)13的橢圓率為0.22%,偏厚率為3.66%。試驗(yàn)編號(hào)14的橢圓率為0.21%,偏厚率為2.22%。也就是說,試驗(yàn)編號(hào)13和14的橢圓率為0.7%以下,偏厚率為6.0%以下。另外,橢圓率和偏厚率通過上述4.所示的方法求出。另一方面,試驗(yàn)編號(hào)l~3的油井管的Mn含有量超過了本發(fā)明的上限,因此均勻延伸率不足16%。特別是試驗(yàn)編號(hào)3的油17井管的金屬組織、屈服強(qiáng)度雖處于本發(fā)明的范圍內(nèi),但化學(xué)成分的Mn含有量超出了范圍,因此均勻延伸率不足16%。試驗(yàn)編號(hào)4~6、11和12的油井管的化學(xué)成分處于本發(fā)明的范圍外,因此均勻延伸率不足16%。試驗(yàn)編號(hào)7的油井管的化學(xué)成分雖處于本發(fā)明的范圍內(nèi),但鐵素體率和屈服強(qiáng)度超出了本發(fā)明的范圍,因此均勻延伸率不足16%。實(shí)施例2制造了多個(gè)擴(kuò)徑用油井管,對(duì)制造的擴(kuò)徑用油井管的橢圓率和偏厚率進(jìn)行了調(diào)查。具體來說,準(zhǔn)備了具有表l所示的化學(xué)成分的8根圓鋼坯。對(duì)8根中的4根進(jìn)行熱穿孔軋制,形成了公稱外徑為203.2mm,公稱壁厚為12.7mm的無縫鋼管。以950。C的淬火溫度對(duì)制造的無縫管進(jìn)行了淬火。然后,在淬火后以650。C的回火溫度進(jìn)行回火,形成了擴(kuò)徑用油井管。以下將這4根擴(kuò)徑用油井管稱為熱加工件l~4。另一方面,其^也4才艮圓鋼坯通過以下方法制造了擴(kuò)徑用油井管。首先,進(jìn)行熱穿孔軋制,形成了公稱外徑為219.1mm,公稱壁厚為14.5mm的無縫鋼管。接著,以18.4%的截面減少率對(duì)制造的無縫鋼管實(shí)施冷拉伸,形成為公稱外徑為203.2mm,公稱壁厚為12.7mm。冷拉伸后,以920°C的淬火溫度進(jìn)行了淬火,以640。C~74(TC的回火溫度進(jìn)行回火,形成了擴(kuò)徑用油井管。以下將這些擴(kuò)徑用油井管稱為冷加工件l~4。與實(shí)施例1同才羊地對(duì)熱加工件l-4和冷力o工件1~4測(cè)量了鐵素體率、屈服強(qiáng)度和均勻延伸率。其結(jié)果,熱加工件和冷加工件的鐵素體率都為80%以上,屈服強(qiáng)度為276~379MPa。均勻延伸率都為16%以上。并且,調(diào)查了熱加工件14和冷加工件1~4的橢圓率和偏18厚率。具體來說,通過上述4.記載的方法,測(cè)量了16個(gè)外徑,求出了最大外徑Dmax、最小外徑Dmin、平均外徑Dave。然后使用式(1)求出了橢圓率。通過4.記載的方法測(cè)量32個(gè)壁厚,求出了最大壁厚Tmax、最小壁厚Tmin、平均壁厚Tave。然后使用式(2)求出了偏厚率。調(diào)查結(jié)果表示在表3和圖1。圖l中的"〇,,表示熱加工件,"參"表示冷加工件。表3表3<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>參照表3和圖1,冷力口工件14的橢圓率小于熱加工件1~4,為0.7%以下。冷加工件l~4的偏厚率小于熱加工件l~4,為6.00/o以下。以上,說明了本發(fā)明的實(shí)施方式,但上述實(shí)施方式只不過是用于實(shí)施本發(fā)明的例示。因此,本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式,在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)刈冃蝸韺?shí)施。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管可廣泛用于油井管,特別是可用作在礦井內(nèi)被擴(kuò)徑的油井管。權(quán)利要求1.一種擴(kuò)徑用油井管,在礦井內(nèi)被擴(kuò)徑,其特征在于,擴(kuò)徑用油井管具有鐵素體率為80%以上的組織和如下化學(xué)成分,該化學(xué)成分以質(zhì)量%計(jì),含有C0.05~0.08%、Si0.50%以下、Mn0.80~1.30%、P0.030%以下、S0.020%以下、Cr0.08~0.50%,N0.01%以下、Al0.005~0.06%、Ti0.05%以下、Cu0.50%以下以及Ni0.50%以下,剩余部分由Fe和雜質(zhì)組成,該擴(kuò)徑用油井管具有276MPa~379MPa的屈服強(qiáng)度和16%以上的均勻延伸率。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的擴(kuò)徑用油井管,其特征在于,上述化學(xué)成分含有從由Mo:0.10%以下、V:0.10%以下、Nb:0.040%以下、Ca:0.005%以下及稀土類元素0.01%以下組成的群中所選才奪的l種或2種以上以替代一部分Fe。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的擴(kuò)徑用油井管,其特征在于,具有18%以上的均勻延伸率。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擴(kuò)徑用油井管,其特征在于,在淬火之后,以Acl點(diǎn)以上的回火溫度進(jìn)行回火。5.根據(jù)權(quán)利要求l~4中任一項(xiàng)所述的擴(kuò)徑用油井管,其特征在于,擴(kuò)徑用油井管具有0.7%以下的橢圓率,6.0%以下的偏厚率。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的擴(kuò)徑用油井管,其特征在于,在進(jìn)行冷加工之后,進(jìn)行淬火、回火。7.—種擴(kuò)徑用油井管的制造方法,其特征在于,包括制造管坯的工序,該管坯具有如下化學(xué)成分,該化學(xué)成分以質(zhì)量%計(jì),含有C:0.050.08%、Si:0.5()o/o以下、Mn:0.80~1.30%、P:0.030Q/c)以下、S:0.020Q/c)以下、Cr:0.08~0.50%、N:0.01%以下、Al:0.005~0.06%、Ti:0.05%以下、Cu:0.50%以下以及Ni:0.50。/。以下,剩余部分由Fe和雜質(zhì)組成;淬火、回火工序,對(duì)上述制造的管坯進(jìn)行淬火、回火,形成具有鐵素體率為80%以上的組織、276MPa379MPa的屈月良強(qiáng)度、16%以上的均勻延伸率的擴(kuò)徑用油井管。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的擴(kuò)徑用油井管的制造方法,其特征在于,上述管坯的化學(xué)成分含有由Mo:0.10%以下、V:0.10%以下、Nb:0.040%以下、Ca:0.005%以下以及稀土類元素0.01%以下組成的群中所選擇的一種以上以4辦代一部分Fe。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的擴(kuò)徑用油井管的制造方法,其特征在于,在上述淬火、回火工序中,對(duì)淬火后的上述管坯以Acl點(diǎn)以上的回火溫度進(jìn)行回火,使上述擴(kuò)徑用油井管的均勻延伸率為18%以上。10.根據(jù)權(quán)利要求7~9中任一項(xiàng)所述的擴(kuò)徑用油井管的制造方法,其特征在于,還具有對(duì)上述制造的管坯進(jìn)行冷加工而使上述擴(kuò)徑用油井管的橢圓率為0.7%以下,且偏厚率為6.0%以下的工序,在上述淬火、回火工序中,對(duì)上述冷加工的管坯進(jìn)行淬火、回火。全文摘要本發(fā)明提供一種擴(kuò)徑用油井管及其制造方法。該擴(kuò)徑用油井管,在礦井內(nèi)被擴(kuò)徑,具有鐵素體率為80%以上的組織和如下化學(xué)成分,該化學(xué)成分以質(zhì)量%計(jì),含有C0.05~0.08%、Si0.50%以下、Mn0.80~1.30%、P0.030%以下、S0.020%以下、Cr0.08~0.50%,N0.01%以下、Al0.005~0.06%、Ti0.05%以下、Cu0.50%以下以及Ni0.50%以下,剩余部分由Fe和雜質(zhì)組成。該擴(kuò)徑用油井管具有276MPa~379MPa的屈服強(qiáng)度和16%以上的均勻延伸率。因此,本發(fā)明的擴(kuò)徑用油井管具有優(yōu)異的擴(kuò)徑性。文檔編號(hào)C22C38/00GK101541998SQ200880000130公開日2009年9月23日申請(qǐng)日期2008年3月14日優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日發(fā)明者中村圭一,大江太郎,森友希,植田昌克,阿部俊治,高部秀樹申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社
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