USE OF A STEEL ALLOY FOR WELL PIPES FOR PERFORATION OF BOREHOLE CASINGS, AND WELL PIPE

• Main Authors: PETERS, ANDREAS, HALFPAP, CHRISTOPHER, TRITTEL, ROLF
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 20.11.2008
• Subjects: ALLOYS; CHEMISTRY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUSMETALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE BY DECARBURISATION, TEMPERING OR OTHERTREATMENTS; METALLURGY; METALLURGY OF IRON; MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS

Use of a steel alloy for well pipes of perforating units for perforation of borehole casings, with the steel alloy comprised, in mass-%, of Carbon (C) 0.12 -0.25 Manganese (Mn) 0.5 -2.0 Silicon (Si) 0.1 -0.5 Nitrogen (N) 0.006 -0.015 Sulfur (S) <0.005 Chromium (Cr) 0.1 -1.5 Molybdenum (Mo) <0.3 Nickel (Ni) <1.0 Vanadium (V) <0.25 Niobium (Nb) 0.010 -0.15 Titanium (Ti) 0.02 -0.06 Boron (B) 0.001 -0.006 Calcium (Ca) <0.0025 and iron as well as impurities resulting from smelting as remainder, wherein the steel alloy is heated at a heating rate of 1-100 K/s to an austenitizing temperature between 10 to 50 °C above its transformation temperature Ac3, and held at this austenitizing temperature between 0.1 and 10 minutes and austenitized, subsequently quenched at a quenching rate of >50K/s, so as to adjust a martensite content of >95 %, wherein the remainder is formed of lower bainite, wherein the structure is then tempered starting from room temperature between 1 and 25 minutes at temperatures between 280 °C and 700 °C, and finally cooled in air or quenched in water to room temperature, wherein the steel has a tensile strength Rm ranging from 600 MPa to 1,350 MPa at transverse notch impact toughnesses in a range between 210 and 70 J/cm2 at room temperature, wherein the product of tensile strength and transverse notch impact toughness lies in the strength range between 750 MPa and 1,200 MPa in a range of 141,000 to 165,000 MPa*J/cm2. L'invention concerne l'utilisation d'un alliage d'acier pour des tuyaux de puits de perforation d'unités pour la perforation de cuvelages de puits de forage, l'alliage d'acier étant constitué, en % en masse, de 0,12 à 0,25 de carbone (C), de 0,5 à 2,0% de manganèse (Mn), de 0,1 à 0,5% de silicium (Si), de 0,006 à 0,015% d'azote (N), de < 0,005% de souffre (S), de 0,1 à 1,5% de chrome (Cr), de < 0,3% de molybdène (Mo), de < 1,0% de nickel (Ni), de < 0,25% de vanadium (V), de 0,010 à 0,15% de niobium (Nb), de 0,02 à 0,06% de titane (Ti), de 0,001 à 0,006 de bore (B) et de < 0,0025% de calcium (Ca) et du fer ainsi que des impuretés résultant de la fusion en tant que résidus, l'alliage d'acier étant chauffé à une vitesse de chauffage allant de 1 à 100 K/s jusqu'à une température d'austénitisation comprise entre 10 et 50°C au-dessus de sa température de transformation Ac3, et maintenu à cette température d'austénitisation entre 0,1 et 10 minutes et austénisé, ultérieurement trempé à une vitesse de trempe de >50 Ks, de façon à ajuster une teneur en martensite >95%, les résidus étant formés de bainite inférieure, la structure étant ensuite durcie en commençant à partir de la température ambiante entre 1 et 25 minutes jusqu'à des températures comprises entre 280°C et 700°C, et finalement refroidie à l'air ou trempée dans de l'eau jusqu'à la température ambiante, l'acier ayant une résistance à la traction Rm se situant dans la plage allant de 600 MPa à 1350 MPa à des résistances aux chocs sur encoche transversale se situant dans une plage entre 210 et 70 J/cm2 à la température ambiante, le produit de la résistance à la traction et de la résistance aux chocs sur encoche transversale se situant dans la plage de résistance entre 750 MPa et 1200 MPa dans une plage allant de 141 000 à 165 000 MPa*J/cm2.