双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢及其生产方法技术

本发明专利技术公开了双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢及其生产方法，其中双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢的生产方法，准备合金结构钢和不锈钢管，其中不锈钢管比合金结构钢短100mm以上，将合金结构钢伸入不锈钢管，其中合金结构钢一端伸入不锈钢管5mm～10mm、另一端露出不锈钢管100mm以上；合金结构钢和不锈钢管通过真空净界面组坯方式形成双金属钢坯，再对双金属钢坯进行加热及轧制，得到双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢。真空净界面组成的双金属钢坯在轧钢高温和形变应力作用下发生塑性变形和金属扩散，形成冶金结合。合。合。

【技术实现步骤摘要】
双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢及其生产方法


[0001]本专利技术涉及金属材料及石油开采设备
，具体而言，涉及双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢及其生产方法。

技术介绍

[0002]抽油杆是油田抽油系统中的主要组成部分，它起着连接抽油机和抽油泵并传递动力的作用，是油田“三抽设备”之一。因油井液中不但有原油，还有矿化度高的水、盐分、二氧化碳和硫化氢等腐蚀介质，这些腐蚀介质会显著降低抽油杆使用寿命，使腐蚀疲劳断裂成为抽油杆失效断裂的主要原因。现行提高抽油杆防腐性能和寿命的方法有改变抽油杆材质，表面涂镀层强化，改变井液介质降低井液腐蚀力，牺牲阳极和电流阴极保护法降低腐蚀等，但这些方法都还不能满足石油开采行业对抽油杆长寿命的要求。
[0003]现行抽油杆用钢材质是合金结构钢，主要通过调整钢的合金成分元素或配比来改善钢的耐腐蚀疲劳性能，还不能满足石油开采行业对抽油杆长寿命的要求，虽然公开有不锈钢覆层抽油杆技术，但还没有不锈钢覆层抽油杆用钢材的制造方法，且具体的生产方式、方法不同，得到的抽油杆加工用钢材的品质或加工效率有很大区别。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢的生产方法和双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢的生产方法得到的双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢的生产方法，准备合金结构钢和不锈钢管，其中不锈钢管比合金结构钢短100mm以上，将合金结构钢伸入不锈钢管，其中合金结构钢一端伸入不锈钢管5mm～10mm、另一端露出不锈钢管100mm以上；合金结构钢和不锈钢管通过真空净界面组坯方式形成双金属钢坯，再对双金属钢坯进行加热及轧制，得到双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢。
[0008]在可选的实施方式中，所述合金结构钢为含Mn、Cr、Ni、Mo和V中至少两种元素的圆钢或连铸圆钢坯；所述不锈钢管为Cr
‑
Ni系奥氏体不锈钢、Cr
‑
Ni
‑
Mo系奥氏体不锈钢和双相不锈钢中的至少一种。
[0009]在可选的实施方式中，所述真空净界面组坯包括：
[0010]先焊接密封合金结构钢伸入不锈钢管端双金属的间隙，再在该端部焊接一块直径与不锈钢管外径相同的圆饼状钢板，对不锈钢管进行二次密封；
[0011]对合金结构钢露出不锈钢管的一端沿周向进行四等分，先焊接对称两等分间隙，然后对余下间隙空间进行抽真空至真空度小于10Pa，在该真空状态下焊接所述余下间隙。
[0012]在可选的实施方式中，所述双金属钢坯直径160mm～170mm，钢坯以合金结构钢有裸露端为轧制咬入端装入加热炉，所述加热步骤包括预热段、加热段和均热段；
[0013]所述预热段升温速度不大于12℃/min，温度不高于650℃；加热段温度为1120℃～1230℃；均热段温度为1120℃～1180℃；所述预热段、加热段和均热段总加热时间不少于120min。
[0014]在可选的实施方式中，所述轧制步骤中，轧机装备及布置方式为：粗轧6机架
→
中轧6机架
→
预精轧4机架
→
精轧4机架
→
三辊KOCKS轧机4机架，粗轧机至精轧机架为平、立交替布置，KOCKS轧机为正Y、倒Y交替布置；粗轧第6架轧机与中轧轧机间隔50m～55m，粗轧机组与中轧机组不形成连续轧制，采用脱头轧制方式。
[0015]在可选的实施方式中，粗轧至KOCKS轧机道次顺序依次为第1道次至第24道次，第1道次至第4道次粗轧孔型均为箱型孔，第5道次至第20道次孔型为椭圆
‑
圆交替布置。
[0016]在可选的实施方式中，所述粗轧第1～6道次轧件咬入过程不开轧辊冷却水，咬入后轧制过程中开正常水量的20％～30％冷却。
[0017]在可选的实施方式中，粗轧第1和第2道次空过不压下，第3道次压下量为双金属钢坯直径值的5％～7％，第4道次压下量为轧制第3道次后轧件宽度值的10％～13％，第5道次压下量为轧制第4道次后轧件宽度值的15％～17％，第6道次压下量为轧制第5道次后轧件宽度值的20～23％，粗轧后双金属界面间隙得到压合；和/或中轧第7、9、11道次压下量为前道次轧件直径值的40％～45％，第8、10、12道次压下量为前道次轧件宽度值的38％～43％。
[0018]在可选的实施方式中，第6道次、第12道次、第16道次、第20道次和第24道次后均配置有飞剪，飞剪编号依次为1号、2号、3号、4号和5号；
[0019]所述1号飞剪不切头，所述2号飞剪切除头部基材没有套管部分，切头总长度为0.6m～0.8m。
[0020]第二方面，本专利技术提供一种前述实施方式任意一项所述的双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢的生产方法得到的双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢，由内而外包括合金结构钢芯材、双金属扩散层和不锈钢层，所述合金结构钢芯材直径16mm～33mm，所述双金属扩散层厚度40～70μm，所述不锈钢层厚度0.7mm～1.0mm。
[0021]本专利技术具有以下有益效果：
[0022]双金属芯部基材圆钢坯和不锈钢管通过真空净界面组坯技术形成双金属钢坯，双金属钢坯在轧钢高温和形变应力作用下发生塑性变形和金属扩散，形成冶金结合。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0024]图1为实施例1得到的成品双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢体视显微结构；
[0025]图2为实施例1得到的成品双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢500倍显微结构；
[0026]图3为实施例1得到的成品双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢100倍显微结构。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中
的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0028]本实施例提供一种双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢的生产方法，准备合金结构钢和不锈钢管，其中不锈钢管比合金结构钢短100mm以上，将合金结构钢伸入不锈钢管，其中合金结构钢一端伸入不锈钢管5mm～10mm、另一端露出不锈钢管100mm以上；合金结构钢和不锈钢管通过真空净界面组坯方式形成双金属钢坯，再对双金属钢坯进行加热及轧制，得到双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢。
[0029]不锈钢管长度比合金结构钢短100mm以上，在一些实施例中优选为100～200mm，短的原因是因不锈钢管表面光滑，轧制过程轧件易出现打滑、难咬入，圆钢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢的生产方法，其特征在于，准备合金结构钢和不锈钢管，其中不锈钢管比合金结构钢短100mm以上，将合金结构钢伸入不锈钢管，其中合金结构钢一端伸入不锈钢管5mm～10mm、另一端露出不锈钢管100mm以上；合金结构钢和不锈钢管通过真空净界面组坯方式形成双金属钢坯，再对双金属钢坯进行加热及轧制，得到双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢。2.根据权利要求1所述的双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢的生产方法，其特征在于，所述合金结构钢为含Mn、Cr、Ni、Mo和V中至少两种元素的圆钢或连铸圆钢坯；所述不锈钢管为Cr
‑
Ni系奥氏体不锈钢、Cr
‑
Ni
‑
Mo系奥氏体不锈钢和双相不锈钢中的至少一种。3.根据权利要求1所述的双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢的生产方法，其特征在于，所述真空净界面组坯包括：先焊接密封合金结构钢伸入不锈钢管端双金属的间隙，再在该端部焊接一块直径与不锈钢管外径相同的圆饼状钢板，对不锈钢管进行二次密封；对合金结构钢露出不锈钢管的端沿周向进行四等分，先焊接对称两等分间隙，然后对余下间隙空间进行抽真空至真空度小于10Pa，在该真空状态下焊接所述余下间隙。4.根据权利要求1所述的双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢的生产方法，其特征在于，所述双金属钢坯直径160mm～170mm，双金属钢坯以合金结构钢有裸露端为轧制咬入端装入加热炉，所述加热步骤包括预热段、加热段和均热段；所述预热段升温速度不大于12℃/min，温度不高于650℃；加热段温度为1120℃～1230℃；均热段温度为1120℃～1180℃；所述预热段、加热段和均热段总加热时间不少于120min。5.根据权利要求1所述的双金属耐腐蚀抽油杆用圆钢的生产方法，其特征在于，所述轧制步骤中，轧机装备及布置方式为：粗轧6机架
→
中轧6机架
→
预精轧4机架
→
精轧4机架
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三辊KOCKS轧机4机架，粗轧机至精轧机架为平、立交替布置，KOCKS轧机为正Y、倒Y交替布置；粗轧第6架轧机与中轧轧机间隔50m～55...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志明，冯富友，周小兵，敖永明，杨明梅，
申请(专利权)人：广东中南钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：