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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102409241A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102409241A(43)申请公布日2012.04.11(21)申请号201010292768.2(22)申请日2010.09.25(71)申请人宝山钢铁股份有限公司地址201900上海市牡丹江路1813号南楼(72)发明人董晓明田青超(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人郑立柱金惠淑(51)Int.Cl.C22C38/28(2006.01)C21D8/10(2006.01)E21B17/01(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称石油套管用钢、石油套管及其制造方法(57)摘要本发明涉及一种石油套管用钢,其按重量百分比的化学成分为:C:0.25-0.35%、Si:0.1-0.6%、Mn:0.8-1.5%、P≤0.015%、S≤0.003%、Cr:1-1.5%、Mo:1-1.5%、V:0.05-0.12%、Nb:0.02-0.04%、Ti:0.01-0.04%、Al:0.01-0.08%、Ca:0.0005-0.005%,余量为Fe和不可避免的杂质。上述成分经冶炼、连铸、穿孔和热轧得到的钢管在奥氏体化温度880-930℃保温30-60min,出炉后空冷至830℃-850℃水淬,于580-620℃高温回火,保温时间40-80min,得到的石油套管可达到160ksi钢级以上,其冲击功为70J以上,具有高强度和高韧性。CN10249ACCNN110240924102409245A权利要求书1/1页1.一种石油套管用钢,其按重量百分比的化学成分为:C:0.25-0.35%、Si:0.1-0.6%、Mn:0.8-1.5%、P≤0.015%、S≤0.003%、Cr:1-1.5%、Mo:1-1.5%、V:0.05-0.12%、Nb:0.02-0.04%、Ti:0.01-0.04%、Al:0.01-0.08%、Ca:0.0005-0.005%,余量为Fe和不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的石油套管用钢,其特征在于,Si:0.20-0.35%。3.如权利要求1或2所述的石油套管用钢的制造方法,包括:钢水冶炼后,经炉外精炼和真空脱气后,经过Ca处理;连铸成圆坯,在1220-1260℃加热炉内均热,穿孔温度1200-1240℃,终轧温度900℃-950℃。4.一种石油套管的制造方法,包括:将权利要求3的钢管在奥氏体化温度880-930℃保温30-60min,出炉后空冷至830℃-850℃水淬,于580-620℃高温回火,保温时间40-80min。5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述钢管在进行调质热处理后,在550-620℃热定径,热矫直温度大于500℃。6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,热矫直温度为500-550℃。7.如权利要求3所述的方法制造的石油套管用钢,其达到160ksi钢级以上。8.如权利要求4-6任一所述的方法制造的石油套管,其达到160ksi钢级以上。9.如权利要求8所述的石油套管,其特征在于,所述石油套管的冲击韧性为70J以上。2CCNN110240924102409245A说明书1/5页石油套管用钢、石油套管及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及一种超高强度高韧性石油套管及其制造方法,具体地说,涉及160ksi以上超高强度高韧性石油套管及其制造方法。背景技术[0002]套管是适用于深井、超深井等油气井完井作业不可缺少的专用管材,在下井及固井过程中,起着保护井眼、加固井壁、隔绝井下油、气、水层及封固各种复杂地层,保证钻进的作用。未来10年,西部油田将是中国石油开发的重点之一。西部油田资源埋藏极深,地层复杂,通常为数千米,目前最深井已经超过8000m。随着钻井技术的进步,钻压、转速显著提高,强化钻井工艺越来越普及,热采、注水、出砂等生产作业工况也日益苛刻,所需套管强度显著提高。受到套管性能和井深结构等的限制,套管的设计和选择面临着很大的难题,如果选材错误,将会造成严重的事故。深井、超深井套管的选择要考虑抗拉、抗压、抗外挤、整体密封性、温度、腐蚀、磨损、接箍强度等多种因素,是一项复杂的系统工程。[0003]一般说来,钢级越高,高强度套管对表面缺陷越为敏感。随着钢级的增高,材料的屈服强度增大,材料的硬度相应变高而韧性逐渐下降,材料对表面缺陷的敏感程度增大,加上高钢级套管生产过程中带来的缺陷,是高钢级套管潜在的危险点。过去曾发生过高钢级套管因冲击韧性差而失效导致弃井的例子,如柯深-1井中150钢级套管的螺旋状破裂直接经济损失上亿元,据检测当时此钢级套管韧性较低,大约为20J左右。在高强度条件下,高韧性可以确保管体在高应力场中抵抗裂纹失稳扩展,对微细缺陷具有包容能力,从而具