Сталь

 

(72) Авторы изобретения и В.Л. Метепьков, H.Ä. Шавкунов, О.И. Новикова, Н.И. Панова, И.П. Адиев и В.К. Лаптев

3 (73 ) .заявитепн, (54) СТАЛЬ

0,12-0,1 8

1,5-2,0

1,3-1,5

Изобретение относится к металлургии, в частности к сталям, имеющим повышенную коррозионную стойкость к общей коррозии и сульфидному растрескиванию и иопользуемым при производстве труб, рабоS тающих в активных средах, содержащих например, сернистые соединения.

Известны стали, используемые для из готовления труб нефтяного сортамента, Например сталь 36Г2С Ц и сталь 45(2).

Однако эти стали не обладают доста. точной коррозионной стойкостью в актив ных средах, содержащих обычные для нефтепродуктов сернистые соединения.

Наиболее близкой.к изобретению по тех,нической сущности и достигаемому эффек-, ту является сталь(3, содержащая, вес. %а

Углерод 0,20-0,45

Марганец 0,60-1,40

Кремний 0,80-2,50

Хром До 1,0

Молибден До 0,50

Ванадий До 0,50

Никель До 0,50

Алюминий До 0,03

Сера До 0,05

Фосфор До 0,07

Железо Остальное

Эта сталь обеспечивает сопротивление коррознонному воздействию в сероводородосодержащих средах и высокий уровень механической прочности. Однако этот высський уровень может быть достигнут лишь в результате закалки в воде с последующим отпуском, что существенно повышает стоимость изготавливаемых иэделий.

Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости и сопротивления коррозионному растрескива нию.

Для достижения указанной цели сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, алюминий, фосфор и железо, допо ънительно содержит титан, церий и сурьму при следующем соотношении компонентов, в вес. % .

Углерод

Марганец

Кремний

Хром 0,1-0,5

Алюминий 0,1-0,5

Фосфор 0,03-0,1

Титан 0,1-0,2

Берий 0,01-0,05 5

Сурьма 0,01-0,05

Железо Остальное

Стойкость предлагаемой стали в агрео-, сивных сероводородосодержаших средах определяли в водных соленасышенных расч .10

«ворах нефтегазоносных районов с прояв лением сероводорода (ионный состав, г/л:

НСО 0,329, 50g -1,393, С 158,11, . М," -1.459, Са . 5,210, (аа К )

94,995, 11 $ --340, уд. вес 1,168 r/ñì, pH=6,3) - среда 1 и в растворе, имитирующем водные соленасыщенные растворы нефтегазоносных месторождений Азербайджанской ССР и Грозненской области с проявлением сероводорода (3% )аС8 20

3000 мг/л Н, 5, 10% ИС ) - сре- . да 2.

В среде 1 испытывали образцы размером 2 к 8 1 00 мм весовым методом на общую коррозию, в среде 2 — цилинд- 2 рические образцы длиной 1 20 мм, диаметром 10 мм с концентратором напряжения (глубина надреза 1 мм, радиус в вершине надреза 0,1 мм) на стойкость к сульфидному растрескиванию. Стойкость 30 к сульфидному растрескиванию в среде 2 определяли при напряжении 50 кгс/мм

1 (-095, ).

В таблице 1 представлены результаты испытаний на общую коррозию в среде 1 образцов 2 к 8 к100 мм, изготовленных из предлагаемой и известной сталей..

Как видно из табл. 1, в среде 1 стойкость образцов к общей коррозии из пред- 40 лагаемой стали примерно в 1,4 раза выше, чем у известной стали.

В табл. 2 представлены результаты испытаний на сульфидное растрескивание в среде 2 цилиндрических образцов с кон- 45 центратором. напряжения, изготовленных из предлагаемой и известной сталей.

Как видно из табл. 2, образцы из предлагаемой стали в среде 2 не разрушались при выбранной базе испытания 250 ч.

Приведенные данные свидетельствуют о высокой стойкости предлагаемой стали как к обшей коррозии, так и к сульфидному растрескиванию в соленасьпценных растворах, содержащих сероводород.

Расчет экономической эффективности проведен по "Методике определения экономической эффективности использования

5 4 при строительстве нефтяных и газовых скважин новой техники и технологических процессов, изобретений и рационализаторс ких предложений".

Основная формула для расчета годовой экономической эффективности (б Ь»ЕР» E„l lU,-U») — E» K»-К» ) „

rue 3 и 3 -приведенные затраты еди-.

0. ницы, соответственно, базового и нового средства труда, руб. л и ° р — коэффициент учета роста производительности единицы нового средства труда по сравнению с базовым; р,, +Еи коэффициент учета измене + и ния срока службы нового средства труда по сравне нию с базовым;

U»-4-Е» Кт-к» -екокомия потребителя ие

Р,Е, р»Е» текуаих иеаержкек екоплуетации и отчислениях от.. сопутствующих капитальных вложений за весь срок службы нового средства труда по сравнению с базовым, руб,,;

Д - годовой объем производсти ва нового средства труда в расчетном году, т.

Таким образом, годовая экономическая эффективность на скважину глубиной

4000 м для насосно-компрессорных труб составит: где 52555 и 72771,24 - стоимость подвески труб базового и нового вариантов, руб,;

7,5 и 8 - срок службы труб базового и нового вариантов, г,;

18384 и 1650 - годовые эксплуатацион ные издержки на одну скважину при использовании труб базового и нового варианта, руб.

Годовая экономическая эффективность на тонну насосно-компрессорных труб wa скважин глубиной 4000 м, оборудованных новыми трубами, составит:

755 42054,5 руб. т

55,64 т где 55,64 т — вес подвески труб.

Годовая экономическая эффективность на потребность 10000 т составит

7,558,000 руб.

899705

Таблипа1

Равномерная коррозия по всей поверхности

1,32

1,80

Известная плавка 1 плавка 2

Таблица 2

Среда 2 (соленасьпценный раствор нефтегазонос-.ых месторождений с сероводородом) Предлагаемая плавка 1

250

Не разрушился

Не разрушился плавка 2

250

Известная плавка 1

163

Разрыв образца

Разрыв образца плавка 2

Составитель С. Деркачева

Техред Л. Пекарь

Корректор Л. Шеньо

Редактор В. Данко

Подписное

Заказ 1 2092/37 Тираж 656

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

5 оск — P ск б 4

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород., ул. Проектная, 4

Предлагаемая Среда 1 (соле плавка 1 насыщенный раплавка 2 створ нефтегазоносных районов) Формула изобр етения

Сталь, содержашая углерод, марганец, кремний, хром, алюминий, фосфор и железо, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, 35 с целью повышения коррозионной стойкости и сопротивления коррозионному растрескиванию, она дополнительно со держит титан, церий и сурьму при следун шем соотношении компонентов, вес. %:

Углерод 0,12-0,1 8

Марганец 1,5-2,0

Кремний 1,3-1,5

Хром 0,1-0.5

2,06 Коррозия носит ло2,1 9 кальный характер, следы питтингов

Алюминий 0,1-0,5

Фосфор 0,03-0,1

Титан 0,1-0,2

Церий 0,01-0,05

Сурьма 0,01-0,05

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сталь марки 36Г2С, .

ГОСТ 5058-65.

2. Сталь марки 45. ГОСТ 1050-74.

3. Патент Франции % 2107804, кл. Е 21 В 17/рр, С 22 С 38/00, 1 972.