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超稠油属难采储量,由于其原油粘度高,开发难度比较大。而通过对地层注入过热蒸汽,可以进一步提高井底蒸汽干度,利用过热蒸汽携带热焓较高、能够更好地加热地层的优势,使超稠油原油粘度进一步降低,增加其流动性,最终改善超稠油的开发效果。 现有SAGD注汽管柱(封隔器、伸缩管及隔热管等)是否适合过热蒸汽注入条件,目前还没有相关的研究,这样使得过热蒸汽注入配套工艺技术在井下工具的设计、选材方面,缺少必要的科学理论依据。本文在对石油工业中广泛使用的N80油井管钢和35CrMo钢进行室温和高温拉伸、冲击、疲劳等力学性能试验、微观组织分析以及断口分析的基础上,综合评价其服役可靠性,并采用正交实验法,改善加工处理工艺,获得了高硬度的N80油井管钢和综合性能良好的35CrMo油井管钢。研究表明: (1)该N80和35CrMo油井管钢均不能长期在400℃过热蒸汽注入条件下使用,但可在300℃过热蒸汽注入条件下使用。且该N80钢常温组织中存在粗大的网状铁素体缺陷,网状铁素体的存在会影响钢的韧性;在35CrMo钢的常温组织中存在铁素体带,且在铁素体基体上有析出相。 (2)在钢管热处理时,淬火温度、回火温度是影响N80和35CrMo钢性能的主要因素,回火时间是次要因素。N80油井管钢获得最高硬度的最佳热处理工艺参数为:淬火温度为820℃,淬火介质为水,回火温度为500℃,回火时间为90min,此时N80油井管的维氏硬度高达352.2,其显微组织为回火索氏体和少量沿晶析出的铁素体;获得综合性能优良35CrMo钢的最佳热处理工艺为参数:淬火温度790℃,淬火介质为水,回火温度580℃,回火时间90min,在400℃环境下,所测得的抗拉强度值985MPa,屈服强度值932MPa,维氏硬度值为362.1,延伸率为19.1%,其显微组织为细小、均匀的索氏体和少量游离的铁素体组织,少量游离的条状铁素体相使裂纹扩展变得困难,所以能在保证较高强度和硬度的前提下,其塑韧性得到一定提高。