Brevet FR3126006A1 — publié le 20230210

MATÉRIAU EN ACIER INOXYDABLE À HAUTE RÉSISTANCE L’invention concerne des procédés d’amélioration de la ténacité et de la force d’un matériau en acier inoxydable. Par exemple, un matériau en acier inoxydable à haute résistance peut comprendre au moins 11 % en poids de Cr, entre 0,01 % en poids et 1,0 % en poids de Ni, plus de 0 % en poids de Mo, plus de 0 % en poids de W, plus de 0 % en poids de Ti, plus de 0 % en poids de Nb et plus de 0 % en poids de V. Dans certains exemples, le matériau en acier inoxydable à haute résistance peut être traité thermiquement avec au moins un traitement de trempe et au moins un traitement de revenu thermique. Dans certains exemples, le matériau en acier inoxydable à haute résistance peut comprendre entre 0,01 % en poids et 0,5 % en poids de Ni, pas plus de 0,25 % en poids de Mo, pas plus de 0,1 % en poids de W, pas plus de 0,1 % en poids de Ti, pas plus de 0,1 % en poids de Nb et pas plus de 0,1 % en poids de V. MATÉRIAU EN ACIER INOXYDABLE À HAUTE RÉSISTANCE La présente divulgation concerne généralement les opérations de complétion de puits de forage et, plus particulièrement (bien que pas nécessairement exclusivement), l’utilisation d’un matériau en acier inoxydable à haute résistance dans les opérations de complétion de puits de forage. Contexte Les hydrocarbures, tels que le pétrole et le gaz, peuvent être extraits de formations souterraines qui peuvent être situées à terre ou en mer. Les hydrocarbures peuvent être extraits par un puits de forage formé dans la formation souterraine. Les opérations de puits de forage pour extraire les hydrocarbures peuvent comporter des opérations de forage, des opérations de complétion et des opérations de production. Certaines ou toutes ces opérations de puits de forage peuvent impliquer des outils de puits de forage qui peuvent être exposés à des fluides corrosifs ou autrement nuisibles dans le puits de forage, tels que le sulfure d’hydrogène. Dans de nombreux cas, ces outils de puits de forage sont composés d’alliages d’acier inoxydable, tels que des alliages d’acier inoxydable austénitique et des alliages d’acier inoxydable martensitique. Les alliages d’acier inoxydable martensitique ne comportent généralement pas de nickel et présentent une résistance relativement élevée mais une faible ductilité et une faible résistance à la corrosion. Les alliages d’acier inoxydable austénitique comportent généralement des quantités relativement élevées de nickel et présentent une résistance relativement faible mais une ductilité et une résistance à la corrosion élevées. Les alliages d’acier inoxydable, en particulier les alliages d’acier inoxydable martensitique, peuvent être sensibles à la fissuration sous contrainte de sulfure en présence de sulfure d’hydrogène. La est un schéma d’un système de puits comportant un outil de puits selon un exemple de la présente divulgation. La est un organigramme d’un procédé pour améliorer la ténacité d’un matériau 13Cr selon un exemple de la présente divulgation. La est un diagramme d’une microstructure d’un matériau 13Cr selon un exemple de la divulgation. Matériau en acier inoxydable comprenant : au moins 11 % en poids de Cr ; entre 0,01 % en poids et 1,0 % en poids de Ni ; plus de 0 % en poids de Mo ; plus de 0 % en poids de W ; plus de 0 % en poids de Ti ; plus de 0 % en poids de Nb ; et plus de 0 % en poids de V. Matériau en acier inoxydable selon la revendication 1, comprenant en outre : pas plus de 0,020 % en poids de S ; pas plus de 0,020 % en poids de P ; pas plus de 0,25 % en poids de Cu ; entre 0,01 % en poids et environ 1,0 % en poids de Mn ; entre 0,01 % en poids et environ 1,0 % en poids de Si ; et pas plus de 0,25 % en poids de C ; Matériau en acier inoxydable selon la revendication 1, comprenant en outre : pas plus de 0,5 % en poids de C ; pas plus de 0,040 % en poids de S ; et pas plus de 0,040 % en poids de P. Matériau en acier inoxydable selon la revendication 1, dans lequel le matériau en acier inoxydable comprend une limite d’élasticité minimale inférieure à 80 ksi et une résistance à la traction de 110 ksi à 140 ksi. Matériau en acier inoxydable selon la revendication 1, dans lequel le matériau en acier inoxydable présente une valeur d’impact Charpy de 20 J à 40 J à 0 °C. Matériau en acier inoxydable selon la revendication 1, dans lequel le matériau en acier inoxydable présente un allongement de 10 % à 20 %. Matériau en acier inoxydable selon la revendication 1, comprenant en outre : pas plus de 0,25 % en poids de Mo ; pas plus de 0,1 % en poids de W ; pas plus de 0,1 % en poids de Ti ; pas plus de 0,1 % en poids de Nb ; et pas plus de 0,1 % en poids de V. Matériau en acier inoxydable selon la revendication 1, dans lequel le matériau en acier inoxydable comprend entre 0,01 % en poids et 0,5 % en poids de Ni. Matériau en acier inoxydable selon la revendication 1, dans lequel le matériau en acier inoxydable comprend une limite d’élasticité minimale de 95 à 125 ksi. Procédé de formation d’un matériau en acier inoxydable comprenant : la fusion d’un matériau comprenant : au moins 11 % en poids de Cr ; et entre 0,01 % en poids et 1,0 % en poids de Ni ; et l’ajout de Mo, W, Ti, Nb et V au matériau. Procédé selon la revendication 10, comprenant en outre : la réalisation d’au moins un traitement de trempe sur le matériau comprenant un traitement de surgélation. Procédé selon la revendication 10, comprenant en outre : la réalisation d’au moins un traitement d’austénitisation sur le matériau et la réalisation d’au moins un traitement de revenu thermique sur le matériau. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la fusion du matériau comprend en outre le matériau comprenant en outre : pas plus de 0,020 % en poids de S ; pas plus de 0,020 % en poids de P ; pas plus de 0,25 % en poids de Cu ; entre 0,01 % en poids et 1,0 % en poids de Mn ; entre 0,01 % en poids et 1,0 % en poids de Si ; et pas plus de 0,25 % en poids de C. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la fusion du matériau comprend en outre le matériau comprenant en outre : pas plus de 0,5 % en poids de C ; pas plus de 0,040 % en poids de S ; et pas plus de 0,040 % en poids de P. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la fusion du matériau comprend en outre le matériau comprenant en outre entre 0,01 % en poids et 0,5 % en poids de Ni.