拉拔式擴制特大口徑j55套管的生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于無縫鋼管生產技術領域，特別涉及一種拉拔式擴制特大口徑J55套管 的生產方法。
【背景技術】
[0002] 表層套管是油氣井套管程序里最外層的套管，在油氣田開發過程中，鉆井開孔后 鉆到表土層以下的基巖或鉆達一定深度后，下入表層套管，具體地，表層套管具有以下作 用：
[0003] (1)隔離上部含水層，不使地面水和表層地下水滲入井筒；
[0004] (2)保護井口，加固表土層井段的井壁；
[0005] (3)對于鉆井時遇到高壓油氣層的情形，在表層套管上安裝防噴器可以預防井噴。 表層套管與井壁之間的間隙全部要用水泥封堵，即固井注水泥時，水泥漿需返出井口，才能 起到隔離地層和保護井壁的作用。
[0006] 隨著易開采淺層油氣油氣資源的枯竭，鉆井深度越來越深，深井(4500~6000米） 和超深井(6000米以上)油氣田開發越來普遍;同時近年來，在世界能源日益緊張的今天，頁 巖氣作為非常規能源已經引起了全世界的廣泛關注，成為世界油氣勘探開發的一個熱點， 為了新的開采需求，表層套管的主要規格鋼級由(p339.72mmJ55鋼級向(p508.00mmj55 鋼級轉變。
[0007] 目前，特大口徑(p508mm規格J55鋼級無縫套管的乳制，國內生產主要機組有720 皮爾格乳管機、508三輥連乳機，其生產主要工藝流程為:坯料加熱-坯料斜乳穿孔-乳管 -定徑，該工藝能乳制滿足外徑規格的無縫管，但壁厚薄的規格(如φ508.00χΠ .13 mm規 格)不能實現乳制，需通過再次斜乳擴管工藝或拉拔式擴管工藝進行擴制(擴徑并減壁）。
[0008] 常用的擴管機有拉拔式擴管機、推制式擴管機和輥式斜乳擴管機三種生產方式。 推制式擴管生產效率低，不能實現明顯減壁;輥式斜乳擴管機組投資大，不適合頻繁更換規 格;拉拔式擴管不僅能實現擴徑，同時能實現減壁，更換規格靈活，但傳統的拉拔式擴管工 藝生產的鋼管彎曲度、壁厚和外徑精度差（彎曲度：管端< 6mm/1.5m，D±1.0%，S土 20.0%)，難以滿足API 5CT和API 5B標準對套管幾何尺寸公差規定。
[0009] 目前采用650mm拉拔式擴管機組進行擴管時，原拉拔式擴管工藝由cp356mm擴制 (p508mm規格都采取一次加熱擴制（5道次擴制），為保證終擴溫度，熱溫度按1040~1060 °c加熱，氧化嚴重，表面質量差，同時采取一次加熱擴制，每道次擴徑率大，壁厚和外徑精度 差，同時管端彎曲度過大，通過矯直后難以明顯改善。
【發明內容】
[0010] 【要解決的技術問題】
[0011] 本發明的目的是提供一種拉拔式擴制特大口徑J55套管的生產方法，使產品的幾 何尺寸和性能滿足API 5CT標準規定。
[0012] 【技術方案】
[0013] 本發明是通過以下技術方案實現的。
[0014]本發明涉及一種拉拔式擴制特大口徑J55套管的生產方法，該方法包括以下步驟：
[0015] A、冶煉形成成分按重量百分比計為C 0.34~0.41 %、Si 0.17~0.37 %、Μη1· 25~ 1.60、P/S < 0.028%的合金液，制成連鑄圓坯；
[0016] Β、將連鑄圓坯乳制成(p356mm規格的鋼管；
[0017] C、將cp356mm規格鋼管的一個管端經縫式爐加熱至900~1200 °C，然后將該管端 擴制成喇叭口；
[0018] D、對步驟C得到的鋼管采取二次加熱擴制，所述第一次加熱擴制包括將步驟C得到 的鋼管經三道次擴制成(p440mm~q>460mm，所述第二次加熱擴制包括將經過第一次加熱 擴制后得到的鋼管通過三道次擴制成φ508ιηιη~φ513 mm，所述第一次加熱擴制的溫度為 970~990°C，第二次加熱擴制的溫度為950~970°C。通過采取二次加熱擴制并對二次加熱 擴制的加熱溫度進行設置，改善了鋼管表面質量，同時能保證終擴管溫2 715°C(37Mn2鋼種 Ar3為713°C)，能夠保證鋼管性能合格。同時，通過將原來的五道次擴徑增加到六道次，改善 了彎曲度、壁厚和外徑精度。
[0019] 作為一種優選的實施方式，所述步驟C中φ356ηπη規格鋼管的一個管端經縫式爐 加熱的加熱長度300~450mm。
[0020] 作為另一種優選的實施方式，所述步驟C中喇叭口的最大直徑7 20mm。
[0021]作為另一種優選的實施方式，所述步驟D中的第一次加熱擴制將步驟C得到的鋼管 經三道次擴制成(p450mmm，所述第二次加熱擴制將經過第一次加熱擴制后得到的鋼管通 過三道次擴制成φ510 mm。
[0022] 作為另一種優選的實施方式，還包括將步驟D得到的鋼管平頭并通過六輥輥式矯 直機矯直，進一步改善了鋼管橢圓度，管端彎曲度不合的長度明顯減短，減小了切頭長度， 提高了成材率。
[0023] 作為另一種優選的實施方式，還包括成品檢查，合格后包裝，所述成品檢查包括探 傷、水壓、測長和稱重。
[0024]【有益效果】
[0025] 本發明提出的技術方案具有以下有益效果：
[0026] 根據本發明制定的加熱制度、擴制變形制度、鋼管矯直工藝，解決了拉拔式擴管機 組幾何尺寸精度不足、表面質量差和成材率低的問題，生產的tp508mm規格J55套管的彎 曲度、外徑、壁厚尺寸和機械性能均滿足API 5CT標準，實現了在拉拔式擴管機組批量生產 (p508mra規格J55套管的目的，而且擴制成材率達到89%。
【具體實施方式】
[0027] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明的【具體實施方式】 進行清楚、完整的描述。
[0028] 實施例一
[0029] 實施例一提供一種生產508.00X11.13mm J55套管的方法，具體工藝流程為：
[0030] (1)340連乳管機組提供φ356χ 15.5mm管坯。具體地，首先冶煉形成成分按重量 百分比計為C 0.34~0.41%、Si 0.17~0·37%、Μη 1.25~1.60、P/S< 0.028%的合金液， 制成連鑄圓坯;然后將連鑄圓坯乳制成φ3 5 6mm規格的鋼管。
[0031] (2)管端加熱并擴喇叭口。具體地，將步驟（1)提供的鋼管的一個管端經縫式爐加 熱至9 0 0 °C，其中管端加熱長度為3 0 0m m。然后將該管端擴制成喇叭口，喇叭口的直徑為 710mm〇
[0032] (3)步進式爐中進行第一次加熱擴制。具體地，加熱溫度980°C，通過第1道次擴制 至395X 14.3mm，然后經過第2道次擴制至418X13.6mm，最后經過第3道次擴制至440 X 13·2mm〇
[0033] (4)步進式爐中進行第二次加熱擴制。具體地，加熱溫度為960°C，通過第1道次擴 制至477 X 12.3mm，然后經過第2道次擴制至506 X 11.5mm，最后經過第3道次擴制至510 X 11.3mm〇
[0034] (5)平頭(切頭、切尾）。
[0035] (6)采用(p72:0mm六輥矯直機矯直。
[0036] (7)探傷、水壓、測長稱重，合格后包裝。
[0037] 實施例一生產的508.00XI 1.13mm J55套管的外徑尺寸見表1。
[0038]表1實施例一生產的J55套管的外徑尺寸(mm)
[0040]由表1可以看出，實施例一生產的508.00X 11.13mm J55套管的的外徑公差在+ 0.13%~+0.8%的范圍內，滿足API 5CT標準外徑規定范圍要求。
[0041 ] 實施例一生產的508.00X11.13mm J55套管的壁厚尺寸見表2。
[0042]表2實施例一生產的J55套管的壁厚尺寸(mm)
[0043]
[0044] 由表2可以看出，實施例一生產的508.00X11.13mm J55套管的壁厚公差可在-8% ~+10.7%的范圍內，滿足API 5CT標準外徑規定范圍要求。
[0045] 實施例一生產的508.00 XI 1.13mm J55套管的彎曲度見表3,表3中，L為單支鋼管 實際長度。
[0046]表3實施例一生產的J55套管的彎曲度
[0048] 實施例一生產的508.00XI 1.13mm J55套管的性能示于表4。
[0049]表4實施例一生產的J55套管的性能 [0050]
[0051 ]由表4可以看出，實施例一生產的508.00X11.13mm J55套管的拉伸和沖擊功滿足 API 5CT標準要求。
[0052] 實施例二
[0053]實施例二提供一種生產508.00X11.13mm J55套管的方法，具體工藝流程為：
[0054] (1) 340連乳管機組提供φ356χ 15.5mm管坯。具體地，首先冶煉形成成分按重量 百分比計為C 0.34~0.41%、Si 0.17~0·37%、Μη 1.25~1.60、P/S< 0.028%的合金液， 制成連鑄圓坯;然后將連鑄圓坯乳制成φ3 5 6mm規格的鋼管。
[0055] (2)管端加熱并擴喇叭口。具體地，將步驟（1)提供的鋼管的一個管端經縫式爐加 熱至10 0 0 °C，其中管端加熱長度為4 0 0mm。然后將該管端擴制成喇叭口，喇叭口的直徑為 720mm〇
[0056] (3)步進式爐中進行第一次加熱擴制。具體地，加熱溫度990°C，通過第1道次擴制 至400X 14.2mm，然后經過第2道次擴制至425 X 13.5mm，最后經過第3道次擴制至450 X 13.lmm〇
[0057] (4)步進式爐中進行第二次加熱擴制。具體地，加熱溫度為950°C，通過第1道次擴 制至470X 12.4mm，然后經過第2道次擴制至505X 11.4mm，最后經過第3道次擴制至510X 11.3mm〇
[0058] (5)平頭(切頭、切尾）。
[0059] (6)采用(p720mm六輥矯直機矯直。
[0060] (7)探傷、水壓、測長稱重，合格后包裝。
[0061 ] 實施例二生產的508.00X11.13mm J55套管的外徑尺寸見表5。
[0062]表5實施例二生產的J55套管的外徑尺寸(mm)
[0064]由表5可以看出，實施例二生產的508.00X 11.13mm J55套管的的外徑公差在+ 0.13%~+0.8%的范圍內，滿足API 5CT標準外徑規定范圍要求。
[0065] 實施例二生產的508.00X11.13mm J55套管的壁厚尺寸見表6。
[0066]表6實施例二生產的J55套管的壁厚尺寸(mm)
[0067]
[0068] 由表6可以看出，實施例二生產的508.00X11.13mm J55套管的壁厚公差可在-8% ~+10.7%的范圍內，滿足API 5CT標準外徑規定范圍要求。
[0069] 實施例二生產的508.00 XI 1.13mm J55套管的彎曲度見表7,表7中，L為單支鋼管 實際長度。
[0070]表7實施例二生產的J55套管的彎曲度
[0072] 實施例二生產的508.00X11.13mm J55套管的性能示于表8。
[0073]表8實施例二生產的J55套管的性能
[0076]由表8可以看出，實施例二生產的508.00X11.13mm J55套管的拉伸和沖擊功滿足 API 5CT標準要求。
[0077] 從以上實施例可以看出，根據本發明實施例制定的加熱制度、擴制變形制度、鋼管 矯直工藝，解決了拉拔式擴管機組幾何尺寸精度不足、表面質量差和成材率低的問題，生產 的(f>5G8mm規格J55套管的彎曲度、外徑、壁厚尺寸和機械性能均滿足API 5CT標準，實現 了在拉拔式擴管機組批量生產q>508mm規格J55套管的目的，而且擴制成材率達到89%。
[0078] 需要說明，上述描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例，也不 是對本發明的限制。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在不付出創造性勞動前提 下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種拉拔式擴制特大口徑J55套管的生產方法，其特征在于包括以下步驟： 八、冶煉形成成分按重量百分比計為(：0.34~0.41%、310.17~0.37%、]/1111.25~ 1.60、P/S < 0.028%的合金液，制成連鑄圓坯； B、 將連鑄圓坯乳制成(p356mm規格的鋼管； C、 將(p356mm規格鋼管的一個管端加熱至900~1200°C，然后將該管端擴制成喇叭 P； D、 對步驟C得到的鋼管采取二次加熱擴制，所述第一次加熱擴制包括將步驟C得到的鋼 管經三道次擴制成q)440mm~(p460mm，所述第二次加熱擴制包括將經過第一次加熱擴 制后得到的鋼管通過三道次擴制成(p508mm~φ513 mm，所述第一次加熱擴制的溫度為 970~990°C，第二次加熱擴制的溫度為950~970°C。2. 根據權利要求1所述的拉拔式擴制特大口徑J55套管的生產方法，其特征在于所述步 驟C中q)356mm規格鋼管的一個管端經縫式爐加熱的加熱長度300~450mm。3. 根據權利要求1所述的拉拔式擴制特大口徑J55套管的生產方法，其特征在于所述步 驟C中喇叭口的最大直徑720mm。4. 根據權利要求1所述的拉拔式擴制特大口徑J55套管的生產方法，其特征在于所述步 驟D中的第一次加熱擴制將步驟c得到的鋼管經三道次擴制成((>450ramm，所述第二次加 熱擴制將經過第一次加熱擴制后得到的鋼管通過三道次擴制成q)510mm。5. 根據權利要求1至4中任一所述的拉拔式擴制特大口徑J55套管的生產方法，其特征 在于還包括將步驟D得到的鋼管平頭并通過六輥輥式矯直機矯直。6. 根據權利要求5所述的拉拔式擴制特大口徑J55套管的生產方法，其特征在于還包括 成品檢查，檢查合格后包裝，所述成品檢查包括探傷、水壓、測長和稱重。
【專利摘要】本發明涉及無縫鋼管生產技術領域，提供一種拉拔式擴制特大口徑J55套管的生產方法，該方法包括：生產管坯；管端加熱并擴喇叭口；進行第一次加熱擴制，第一次加熱擴制包括三道次加熱擴制；進行第二次加熱擴制，第二次加熱擴制包括三道次加熱擴制。本發明提出的技術方案解決了拉拔式擴管機組幾何尺寸精度不足、表面質量差和成材率低的問題，生產的規格J55套管的彎曲度、外徑、壁厚尺寸和機械性能均滿足API 5CT標準，實現了在拉拔式擴管機組批量生產規格J55套管的目的，而且擴制成材率達到89％。
【IPC分類】B21C1/22, B21C37/30, B21C37/06, B21C9/00
【公開號】CN105710147
【申請號】CN201610081904
【發明人】曾理, 劉昊, 黃英, 鄒友富, 黃云
【申請人】攀鋼集團成都鋼釩有限公司