防硫钻杆及其制造方法，属于石油钻杆技术领域。用于该钻杆的钢种成分为：Ｃ：０．２５－０．３８，Ｃｒ：０．８０－３．８０，Ｍｏ：０．１５－０．６５，Ｖ：０－０．０８，Ｔｉ：０－０．０６，Ｂ：０－０．０６，Ｎｉ：０．１０－０．３５，Ｍｎ：０．４０－０．９０，Ｓｉ：０．１７－０．４０，Ｓ：＜０．０１０，Ｐ：＜０．０１５，其余成分为Ｆｅ，单位为质量百分比。其制造方法为：将上述成分的钢管加热至１０００－１２００℃后，两端墩粗，制成钻杆本体；然后对钻杆本体整体热处理，热处理工艺为淬火＋高温回火工艺，淬火介质为水，淬火温度为８６０℃±１０℃，保温时间不少于２０分钟，回火温度在５００℃以上，保温时间不少于６０分钟，淬火后，经该方法制造的钻杆，其抗硫化氢应力腐蚀的能力远高于普通ＡＰＩ钻杆，可以满足酸性油气田开采的需要。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种石油钻杆及其制造方法，特别是一种具有较高抗硫化氢应力腐蚀性能的钻杆及其制造方法，属于石油钻杆
技术介绍
普通的石油钻杆是按照API标准生产的，其生产的主要工艺过程是将热轧无缝钢管两端按所需尺寸加厚，然后进行整体调质热处理，制成钻杆管体。同时在工具接头上加工内、外螺纹，然后将工具接头放在淬火炉中进行热处理。将钻杆管体与热处理后的工具接头经摩擦对焊连接，再对焊缝进行热处理，最后制成石油钻杆。长期以来，API钻杆获得了广泛地应用，但随着酸性油气田的大量开发，在这种工况下API钻杆具有明显的缺陷。在酸性油气田中，硫化氢是重要的腐蚀介质。H2S会导致金属材料(石油钻杆的材料)发生突发性的硫化物应力腐蚀开裂(SSC)，从而大大缩短石油钻杆的使用寿命。经对现有技术文献的检索发现，中国专利公开号为CN1715438A，公开日为2006年1月4日，专利技术为抗二氧化碳、氯离子腐蚀石油钻杆用钢。该专利自述为一种石油钻杆用钢，特别是一种含有湿润抗二氧化碳、氯离子、硫酸盐等复合腐蚀环境条件下的抗二氧化碳、氯离子腐蚀石油钻杆用钢。解决了现有钻杆用钢耐CO2、Cl-腐蚀性能不好的缺陷。抗二氧化碳、氯离子腐蚀石油钻杆用钢，其组成成分的重量百分比为C0.20-0.40，Si0.10-1.0，Mn0.10-1.5，Cr1.0-4.0，Mo0.10-1.0，Al0.01-0.10，Cu0.05-1.0，Ni0.05-1.0，V0.01-0.1，其余为Fe和不可避免的杂质组成。必要时加入0.01-0.05的Nb和0.01-0.10的W元素，杂质元素是总量低于0.05％。主要用作含有湿润二氧化碳、氯离子、硫酸盐等复合腐蚀环境条件下的石油钻杆用钢。该专利同时考虑了抗二氧化碳和氯离子两种性质不同的腐蚀介质，因此钢种成分设计加入对抗氯离子有利的Cr元素，和对抗二氧化碳有利的Cu、Ni、Al等微量元素。但由于钢种中Si、Mn等有害元素的含量偏高，同时对S、P等有害元素没有严格控制，使得该钢种抗硫化氢应力腐蚀性能并不理想。另外，现有钻杆采用的都是摩擦焊接头，这种情况下，即使钻杆管体本身的抗硫化氢应力腐蚀性能得到提高，但是在接头与管体焊接的部位，抗腐蚀性能很差，这也损害了整个钻杆的整体抗腐蚀性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有较高抗硫化氢应力腐蚀能力的，以满足酸性油气田的开采需要。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案1)改善套管钢种的化学成分，使所述套管钢种的化学成分除Fe外，其它成分为C0.25-0.38，Cr0.80-3.80，Mo0.15-0.65，V0-0.08，Ti0-0.06，B0-0.06，Ni0.10-0.35，Mn0.40-0.90，Si0.17-0.40，S＜0.010，P＜0.015。单位为质量百分比。上述化学成分中，C是保证钻杆强度和淬透性所必须的，含C量太低，则强度和淬透性不够，太高则韧性变差。对于钢级从X95到S135的钻杆，C含量在0.25-0.38范围内，可以满足强度和韧性的要求。Ni、Mn、Si、S、P等元素对材料的抗硫化氢腐蚀性能是不利的，属于有害元素，在设计时要限制其含量，尤其是S、P含量要严格控制。对防止H2S腐蚀有益的元素有Cr、Mo、Ti、B等，加入适量的Cr、Mo元素能起到细化晶粒的作用，Mo元素在调质或正火钢的热处理中能生成碳化物，易于除掉固溶碳，还能防止有害元素Si、P的晶间偏析，元素Ti可以提高钢材的相变点温度，提高钢的淬透性，易于形成晶粒细化的回火索氏体组织。2)除了对化学成分严格控制以外，同时需要对钻杆的热处理工艺进行严格规定，必须满足以下要求采用淬火+高温回火的热处理工艺，淬火介质为水，淬火温度为860℃±10℃，保温时间不少于20分钟，回火温度在500℃以上，保温时间不少于40分钟。淬火后，钢管全截面可获得98％以上马氏体组织。高温回火后，形成细小、均匀的回火马氏体组织，晶粒度8级或者更细小。3)接头采用非焊接式的整体接头，消除焊缝处对抗腐蚀性能的不利影响。本专利技术的优点是1)抗硫化氢应力腐蚀的性能好。与现有技术相比，该技术采用了新的钢种成分设计，同时采用了更合理的热处理工艺，因而具有更好的抗硫化氢腐蚀性能；2)克服了焊缝处抗腐蚀性能薄弱的缺陷，使包括接头在内的整个钻杆都具有良好的抗硫化氢腐蚀性能，可以用来制造X95-S125的各种钻杆。具体实施例方式实施例一X95钢级的Ф73.03×9.19mm WSP-SS95防硫钻杆。该钻杆的化学成分(质量百分比)为C0.25-0.38，Cr0.80-3.80，Mo0.15-0.65，V0-0.08，Ti0-0.06，B0-0.06，Ni0.10-0.35，Mn0.40-0.90，Si0.17-0.40，S＜0.010；P＜0.015。该钻杆的热处理工艺为采用淬火+高温回火的热处理工艺，淬火介质为水，淬火温度为860℃±10℃，保温40分钟，回火温度在500℃以上，保温时间不低于40分钟。淬火后，钢管全截面可获得98％以上马氏体组织。该钻杆的接头采用直接加工在钻杆上的API钻杆螺纹。生产出的这种钻杆各项性能指标满足API 5D的性能要求，按NACE TM-01标准检验，施加80％内屈服应力，720H无开裂。实施例二G105钢级的Ф101.6×8.38mm WSP-SS105防硫钻杆。该钻杆的化学成分(质量百分比)为C0.25-0.35，Cr1.20-2.50，M0.15-0.65，V0.04-0.08，Ti0-0.06，B0-0.06，Ni0.10-0.20，Mn0.40-0.90，Si0.17-0.40，S＜0.010，P＜0.015。该钻杆的热处理工艺为采用淬火+高温回火的热处理工艺，淬火介质为水，淬火温度为860℃±10℃，保温40分钟，回火温度在500℃以上，保温时间不低于100分钟。淬火后，钢管全截面可获得98％以上马氏体组织。该钻杆的接头采用直接加工在钻杆上的API钻杆螺纹。生产出的这种钻杆各项性能指标满足API 5D的性能要求，按NACE TM-01标准检验，施加80％内屈服应力，720H无开裂。利用本方法制造的防硫钻杆，其抗硫化氢应力腐蚀的能力远高于普通API钻杆，也高于目前的防腐蚀钻杆。该钻杆成品按照NACE TM-01标准检验，施加规定的应力值，浸泡在饱和的硫化氢盐溶液中，至少720小时无开裂。权利要求1.一种防硫钻杆，其特征在于，用于该钻杆的钢种成分为C0.25-0.38，Cr0.80-3.80，Mo0.15-0.65，V0-0.08，Ti0-0.06，B0-0.06，Ni0.10-0.35，Mn0.40-0.90，Si0.17-0.40，S＜0.010，P＜0.015，其余成分为Fe，单位为质量百分比。2.如权利要求1所述防硫钻杆的制造方法，其特征在于，将上述成分的钢管加热至1000-1200℃后，两端墩粗，制成钻杆本体；然后对钻杆本体整体热处理，热处理工艺为淬火+高温回火工艺，淬火介质为水，淬火温度为860℃±10℃，保温时间不少于20分钟，回火温度在500℃以上，保温时间不少于60分钟。3.如权利要求2所述防硫钻杆的制造方法，其特征在于，淬火后，钢管全截面获得98％以上的马氏体组本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种防硫钻杆，其特征在于，用于该钻杆的钢种成分为：Ｃ：０．２５－０．３８，Ｃｒ：０．８０－３．８０，Ｍｏ：０．１５－０．６５，Ｖ：０－０．０８，Ｔｉ：０－０．０６，Ｂ：０－０．０６，Ｎｉ：０．１０－０．３５，Ｍｎ：０．４０－０．９０，Ｓｉ：０．１７－０．４０，Ｓ：＜０．０１０，Ｐ：＜０．０１５，其余成分为Ｆｅ，单位为质量百分比。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，朴龙华，罗日新，高连新，
申请(专利权)人：无锡西姆莱斯石油专用管制造有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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