(57)【要約】本発明による拡管用油井管は、坑井内で拡管される。本発明の拡管用油井管は、質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０３％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｃｒ：１８．０〜２７．０％、Ｎｉ：４．０〜９．０％、Ａｌ：０．０４０％以下、Ｎ：０．０５〜０．４０％を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる化学組成と、オーステナイト率が４０〜９０％である組織とを有する２相ステンレス鋼からなる。また、本発明の拡管用油井管は、２７６ＭＰａ〜６５５ＭＰａの降伏強度を有し、２０％よりも大きい一様伸びを有する。そのため、本発明の拡管用油井管は、優れた拡管性を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
坑井内で拡管される拡管用油井管であって、
質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０３％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｃｒ：１８．０〜２７．０％、Ｎｉ：４．０〜９．０％、Ａｌ：０．０４０％以下、Ｎ：０．０５〜０．４０％を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる化学組成と、オーステナイト率が４０〜９０％である組織とを有する２相ステンレス鋼からなり、２７６ＭＰａ〜６５５ＭＰａの降伏強度を有し、２０％よりも大きい一様伸びを有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項２】
請求項１に記載の拡管用油井管であって、
前記２相ステンレス鋼はさらに、
Ｃｕ：２．０％以下を含有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の拡管用油井管であって、
前記２相ステンレス鋼はさらに、
Ｍｏ：４．０％以下及びＷ：５．０％以下からなる群から選ばれる１種又は２種を含有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の拡管用油井管であって、
前記２相ステンレス鋼はさらに、
Ｔｉ：０．８％以下、Ｖ：１．５％以下及びＮｂ：１．５％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の拡管用油井管であって、
前記２相ステンレス鋼はさらに、
Ｂ：０．０２％以下、Ｃａ：０．０２％以下及びＭｇ：０．０２％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項６】
坑井内で拡管される拡管用油井管に用いられる２相ステンレス鋼であって、
質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０３％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｃｒ：１８．０〜２７．０％、Ｎｉ：４．０〜９．０％、Ａｌ：０．０４０％以下、Ｎ：０．０５〜０．４０％を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなり、オーステナイト率が４０〜９０％であり、２７６ＭＰａ〜６５５ＭＰａの降伏強度を有し、２０％よりも大きい一様伸びを有することを特徴とする、拡管用油井管に用いられる２相ステンレス鋼。
【請求項７】
請求項６に記載の２相ステンレス鋼であってさらに、
Ｃｕ：２．０％以下を含有することを特徴とする２相ステンレス鋼。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の２相ステンレス鋼であってさらに、
Ｍｏ：４．０％以下及びＷ：５．０％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする２相ステンレス鋼。
【請求項９】
請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の２相ステンレス鋼であってさらに、
Ｔｉ：０．８％以下、Ｖ：１．５％以下及びＮｂ：１．５％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする２相ステンレス鋼。
【請求項１０】
請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載の２相ステンレス鋼であってさらに、
Ｂ：０．０２％以下、Ｃａ：０．０２％以下及びＭｇ：０．０２％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含むことを特徴とする２相ステンレス鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油井管及び２相ステンレス鋼に関し、さらに詳しくは、坑井内で拡管される拡管用油井管及びその拡管用油井管に用いられる２相ステンレス鋼に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油やガスを生産するための井戸（油井やガス井）を掘削するとき、一般に、ケーシングと呼ばれる複数の油井管をドリルパイプにより掘削された坑井内に挿入し、坑井壁の崩れを防止する。従来の井戸の構築方法は以下のとおりである。初めに、ドリルパイプにより抗井が所定距離掘削されると、第１のケーシングが挿入される。次に、抗井がさらに所定距離掘削されると、第１のケーシングの内径より小さい外径を有する第２のケーシングが挿入される。このように、従来の構築方法では、坑井が深くなるに従い挿入されるケーシングの外径を順次小さくする。そのため、油井が深くなるほど、坑井の上部（地表付近部分）に使用されるケーシングの内径は大きくなる。その結果、掘削面積が増大し、掘削費が増大する。【０００３】
掘削面積を低減して掘削費を低減するための新たな構築方法が、特表７−５６７６１０号公報及び国際公開第ＷＯ９８／００６２６号パンフレットで開示されている。これらの文献に開示された方法は以下のとおりである。まず、坑井内に既に配設されたケーシングＣ１、Ｃ２の内径ＩＤ１よりも小さい外径を有するケーシングＣ３を坑井内に挿入する。次に、挿入されたケーシングＣ３を拡管し、図１に示すように、その内径を、先に配設されたケーシングＣ１、Ｃ２の内径ＩＤ１と等しくする。この方法では、坑井内でケーシングを拡管するため、構築される油井が深くても、掘削面積を増大する必要がない。そのため、掘削面積を低減できる。さらに、大径のケーシングを使用する必要がないため、鋼管使用量も低減できる。【０００４】
上述のように坑井内で拡管される油井管には、拡管時に管が均一に変形する性能（以下、拡管性という）が求められる。優れた拡管性を得るためには、加工時にくびれを生じることなく変形する性能、すなわち、引張試験で評価できる一様伸びが高いことが要求される。【０００５】
特に、図１に示すように、上下に配列されたケーシング同士の重複部分となるベル部１０では、拡管率が最も高くなる。ベル部の拡管率を考慮すれば、拡管用油井管の一様伸びは２０％を超えるのが好ましい。【０００６】
特開２００５−１４６４１４号公報には、拡管用の継目無油井管が開示されている。この文献で開示された油井管は、その組織がフェライト相と低温変態相（ベイナイト、マルテンサイト、ベイニティックフェライト等）で構成されることにより、優れた拡管性を示すとされている。しかし、実施例で示された試験片の一様伸びはいずれも２０％以下である（特開２００５−１４６４１４号公報の表２−１及び表２−２内のｕ−Ｅｌ参照）。したがって、上述のベル部が均一に変形しない可能性がある。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の目的は、優れた拡管性を有する拡管用油井管を提供することである。具体的には、２０％を超える一様伸びを有する拡管用油井管を提供することである。
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成するために、初めに、種々の鋼種の一様伸びを調査した。その結果、炭素鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼の一様伸びに対して、所定の化学成分を有する２相ステンレス鋼の一様伸びが顕著に大きいことを見出した。
【０００９】
さらに検討した結果、本発明者は、一様伸びが２０％を超える拡管用油井管を製造するためには、以下の事項を満たす必要があることを見出した。
【００１０】
（１）２相ステンレス鋼中のオーステナイト率を４０〜９０％にする。ここで、オーステナイト率は以下の方法で測定される。拡管用油井管の任意の箇所から試料を採取する。採取された試料を機械研磨した後、研磨された試料を３０ｍｏｌ％ＫＯＨ溶液中で電解エッチングする。エッチングされた試料表面を、２５格子の接眼レンズを用いて４００倍の光学顕微鏡で観察し、オーステナイト率をＡＳＴＭ  Ｅ５６２に準じたポイントカウント法により測定する。
【００１１】
（２）降伏強度を２７６ＭＰａ〜６５５ＭＰａの範囲に調整する。ここでいう降伏強度とは、ＡＳＴＭ規格に基づく０．２％耐力である。拡管用油井管を溶体化ままの状態とすれば、その降伏強度は上述の範囲内となる。ここで、「溶体化まま」とは、溶体化処理を実施した後、他の熱処理や、冷間矯正を除く他の冷間加工を実施しない状態であることをいう。
【００１２】
本発明は上述の知見に基づいてなされたものである。本発明の要旨は以下のとおりである。
【００１３】
本発明による拡管用油井管は、坑井内で拡管される。本発明の拡管用油井管は、質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０３％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｃｒ：１８．０〜２７．０％、Ｎｉ：４．０〜９．０％、Ａｌ：０．０４０％以下、Ｎ：０．０５〜０．４０％を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる化学組成と、オーステナイト率が４０〜９０％である組織とを有する２相ステンレス鋼からなる。また、本発明の拡管用油井管は、２７６ＭＰａ〜６５５ＭＰａの降伏強度を有し、２０％よりも大きい一様伸びを有する。
【００１４】
ここで、一様伸びとは、引張試験の最大荷重点における歪み（％）である。また、ここでいうオーステナイト率とは、オーステナイト面積率である。
【００１５】
２相ステンレス鋼はさらに、Ｃｕ：２．０％以下を含有してもよい。２相ステンレス鋼はさらに、Ｍｏ：４．０％以下及びＷ：５．０％以下からなる群から選ばれる１種又は２種を含有してもよい。２相ステンレス鋼はさらに、Ｔｉ：０．８％以下、Ｖ：１．５％以下及びＮｂ：１．５％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有してもよい。２相ステンレス鋼はさらに、Ｂ：０．０２％以下、Ｃａ：０．０２％以下及びＭｇ：０．０２％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有してもよい。
【００１６】
本願発明による２相ステンレス鋼は、上述の拡管用油井管に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】石油やガスを生産する井戸の新たな構築方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を詳しく説明する。【００１９】
本発明の実施の形態による拡管用油井管は、以下の化学組成及び金属組織を有する２相ステンレス鋼からなる。以降、元素に関する％は質量％を意味する。【００２０】
１．化学組成
Ｃ：０．００５〜０．０３％
Ｃはオーステナイト相を安定化する。この効果を有効に得るために、Ｃ含有量は０．００５％以上とする。一方、Ｃ含有量が０．０３％を超えると、炭化物が析出しやすくなり、耐粒界腐食性が劣化する。したがって、Ｃ含有量は０．００５〜０．０３％とする
Ｓｉ：０．１〜１．０％
Ｓｉは鋼を脱酸する。この効果を有効に得るために、Ｓｉ含有量は０．１％以上とする。一方、Ｓｉ含有量が１．０％を超えると金属間化合物の生成が促進され、その結果、熱間加工性が低下する。したがって、Ｓｉ含有量は０．１〜１．０％とする。【００２１】
Ｍｎ：０．２〜２．０％
Ｍｎは鋼を脱酸及び脱硫し、その結果、熱間加工性を向上する。Ｍｎはさらに、Ｎの固溶度を大きくする。この効果を有効に得るために、Ｍｎ含有量は０．２％以上とする。一方、Ｍｎ含有量が２．０％を超えると耐食性が劣化する。したがって、Ｍｎ含有量は０．２〜２．０％とする。【００２２】
Ｐ：０．０４％以下
Ｐは不純物である。Ｐは中心偏析を助長し、耐硫化物応力割れ性を劣化する。そのため、Ｐ含有量はなるべく低い方が好ましい。したがって、Ｐ含有量は０．０４％以下とする。【００２３】
Ｓ：０．０１５％以下
Ｓは不純物である。Ｓは熱間加工性を低下する。そのためＳ含有量は低い方が好ましい。したがって、Ｓ含有量は０．０１５％以下とする。【００２４】
Ｃｒ：１８．０〜２７．０％
Ｃｒは耐炭酸ガス腐食性を向上する。２相ステンレス鋼として十分な耐炭酸ガス腐食性を得るために、Ｃｒ含有量は１８．０％以上とする。一方、Ｃｒ含有量が２７．０％を超えると、金属間化合物の生成が促進され、その結果、熱間加工性が低下する。したがって、Ｃｒ含有量を１８．０〜２７．０％とする。好ましいＣｒ含有量は、２０．０〜２６．０％である。【００２５】
Ｎｉ：４．０〜９．０％
Ｎｉはオーステナイト相を安定化する。Ｎｉ含有量が少なすぎれば、鋼中のフェライト量が多くなりすぎて２相ステンレスの特性が得られない。また、フェライト相のＮ固溶度は小さいため、フェライト量の増加は窒化物の析出を招き、その結果、耐食性が劣化する。一方、Ｎｉ含有量が多すぎれば、鋼中のフェライト量が少なくなりすぎて２相ステンレスの特性が得られない。さらに、Ｎｉの過剰な含有はσ相の析出を招く。したがって、Ｎｉ含有量は４．０〜９．０％とする。好ましいＮｉ含有量は、５．０〜８．０％である。【００２６】
Ａｌ：０．０４０％以下
Ａｌは脱酸剤として有効である。しかし、Ａｌ含有量が０．０４０％を超えると、鋼中の介在物が増加し、その結果、靭性及び耐食性が劣化する。したがって、Ａｌ含有量は０．０４０％以下とする。【００２７】
Ｎ：０．０５〜０．４０％
Ｎはオーステナイト相を安定化する。Ｎはさらに、２相ステンレスの熱的安定性及び耐食性を向上する。鋼中のフェライト相とオーステナイト相との割合を適正なものとするために、Ｎ含有量は０．０５％以上とする。一方、Ｎ含有量が０．４０％を超えると、ブローホールの発生に起因した欠陥が生じる。また、鋼の靭性や耐食性が劣化する。したがって、Ｎ含有量は０．０５〜０．４０％とする。好ましいＮ含有量は、０．１〜０．３５％である。【００２８】
なお、本発明の２相ステンレス鋼の残部は、Ｆｅ及び不純物で構成される。【００２９】
本実施の形態による拡管油井管用の２相ステンレス鋼はさらに、必要に応じて、Ｆｅの一部に替えて、Ｃｕを含有する。【００３０】
Ｃｕ：２．０％以下
Ｃｕは選択元素である。Ｃｕは鋼の耐食性を向上する。しかしながら、過剰なＣｕの含有は、熱間加工性を低下する。したがって、Ｃｕ含有量は２．０％以下とする。なお、上述の効果を有効に得るために、Ｃｕ含有量は０．２％以上とするのが好ましい。ただし、Ｃｕ含有量が０．２％未満であっても上述の効果をある程度得ることができる。【００３１】
本実施の形態による拡管油井管用２相ステンレス鋼はさらに、必要に応じて、Ｆｅの一部に替えて、Ｍｏ及びＷからなる群から選ばれる１種又は２種を含有する。【００３２】
Ｍｏ：４．０％以下
Ｗ：５．０％以下
Ｍｏ及びＷは、いずれも選択元素である。これらの元素は、耐孔食性及び耐すきま腐食性を向上する。しかしながら、Ｍｏ及び／又はＷを過剰に含有すれば、σ相が析出しやすくなり、鋼の脆化を招く。したがって、Ｍｏ含有量は４．０％以下とし、Ｗ含有量は５．０％以下とする。上述の効果を有効に得るために、Ｍｏ含有量は２．０％以上とするのが好ましく、Ｗ含有量は０．１％以上とするのが好ましい。ただし、Ｍｏ含有量、Ｗ含有量が上述の下限値未満であっても、上述の効果をある程度得ることができる。【００３３】
本実施の形態による拡管油井管用２相ステンレス鋼はさらに、必要に応じて、Ｆｅの一部に替えて、Ｔｉ、Ｖ及びＮｂからなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有する。【００３４】
Ｔｉ：０．８％以下
Ｖ：１．５％以下
Ｎｂ：１．５％以下
Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂはいずれも選択元素である。これらの元素は、鋼の強度を向上する。しかしながら、これらの元素を過剰に含有すれば、熱間加工性が低下する。したがって、Ｔｉ含有量は０．８％以下、Ｖ含有量は１．５％以下、Ｎｂ含有量は１．５％以下とする。上述の効果をより有効に得るために、Ｔｉ含有量は０．１％以上とするのが好ましく、Ｖ含有量は０．０５％以上とするのが好ましい。また、Ｎｂ含有量は０．０５％以上とするのが好ましい。ただし、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ含有量が上述の下限値未満であっても、上述の効果をある程度得ることができる。【００３５】
本実施の形態による拡管油井管用２相ステンレス鋼はさらに、必要に応じて、Ｆｅの一部に替えて、Ｂ、Ｃａ及びＭｇからなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有する。【００３６】
Ｂ：０．０２％以下
Ｃａ：０．０２％以下
Ｍｇ：０．０２％以下
Ｂ、Ｃａ及びＭｇはいずれも選択元素である。これらの元素は、熱間加工性を向上する。しかしながら、これらの元素を過剰に含有すれば、鋼の耐食性が低下する。したがって、Ｂ含有量、Ｃａ含有量及びＭｇ含有量はそれぞれ０．０２％以下とする。上述の効果をより有効に得るために、好ましいＢ含有量、Ｃａ含有量、Ｍｇ含有量は、それぞれ０．０００２％以上である。ただし、Ｂ、Ｃａ、Ｍｇ含有量の下限値が上述の下限値未満であっても、上述の効果をある程度得ることができる。【００３７】
２．金属組織
本発明の拡管用油井管を構成する２相ステンレス鋼は、フェライト相及びオーステナイト相の２相からなる金属組織を有する。軟らかい相であるオーステナイト相が一様伸びの向上に寄与すると考えられる。【００３８】
鋼中のオーステナイト率は４０〜９０％である。ここで、オーステナイト率は、面積率であり、以下の方法で測定される。拡管用油井管の任意の箇所から試料を採取する。採取された試料を機械研磨した後、研磨された試料を３０ｍｏｌ％ＫＯＨ溶液中で電解エッチングする。エッチングされた試料表面を、２５格子の接眼レンズを用いて４００倍の光学顕微鏡で観察し、オーステナイト率をＡＳＴＭ  Ｅ５６２に準じたポイントカウント法により測定する。【００３９】
オーステナイト率が４０％未満であれば、一様伸びが２０％以下に低下する。一方、オーステナイト率が９０％を超えると、鋼の耐食性が劣化する。したがって、オーステナイト率は４０〜９０％とする。好ましいオーステナイト率は４０〜７０％であり、さらに好ましいオーステナイト率は４５〜６５％である。【００４０】
３．製造方法
本発明による拡管用油井管は、以下の製造方法により製造される。【００４１】
上記化学組成の鋼を溶製し、ビレットを製造する。製造されたビレットを熱間加工して拡管用油井管とする。熱間加工として、たとえばマンネスマン法を実施する。熱間加工として熱間押出を実施してもよいし、熱間鍛造を実施してもよい。また、製造された拡管用油井管は継目無管であってもよいし溶接管であってもよい。【００４２】
熱間加工された拡管用油井管に対して溶体化処理を実施する。このとき、溶体化処理温度は１０００℃〜１２００℃とする。溶体化処理温度が１０００℃未満であれば、σ相が析出して鋼が脆化する。また、σ相の析出により降伏強度が上昇し、６５５ＭＰａを超えるため、一様伸びが２０％以下となる。一方、溶体化処理温度が１２００℃を超えると、オーステナイト率が著しく低下し、４０％未満となる。好ましい溶体化処理温度は１０００℃〜１１７５℃であり、さらに好ましい溶体化処理温度は１０００℃〜１１５０℃である。【００４３】
本発明による拡管用油井管は、溶体化ままの状態（いわゆる溶体化まま材）である。つまり、溶体化処理を実施した後、他の熱処理や、冷間矯正を除く他の冷間加工（冷間抽伸やピルガー圧延）を実施することなく、製品として使用される。このように、本発明による拡管用油井管は、溶体化ままの状態であるため、その降伏強度を２７６ＭＰａ〜６５５ＭＰａ（４０ｋｓｉ〜９５ｋｓｉ）の範囲内とすることができる。これにより、一様伸びが２０％を超え、坑井内であっても優れた拡管性を有すると考えられる。なお、降伏強度が６５５ＭＰａを超えると、一様伸びが２０％以下となる。また、拡管用油井管はある程度の強度が必要であるため、その降伏強度を２７６ＭＰａ以上とする。【００４４】
なお、溶体化処理の後で冷間加工を実施した場合、降伏強度が６５５ＭＰａを超える。そのため、一様伸びが２０％未満になる。
【実施例１】
【００４５】
表１に示した化学組成を有する複数の鋼を溶製し、ビレットを製造した。製造されたビレットを熱間鍛造及び熱間圧延して厚さ３０ｍｍ、幅１２０ｍｍ、長さ３００ｍｍを有する複数の試験用鋼板とした。
【表１】
2008117680.tif 000002
表１中の「組織」欄に各試験番号の鋼種を示す。「Ｄ」は２相ステンレス鋼を示し、「Ｃ」は炭素鋼を示す。「Ｍ」はマルテンサイト系ステンレス鋼を示す。表１を参照して、試験番号１〜１１及び２１〜２３は２相ステンレス鋼とした。また、試験番号１２〜１４は炭素鋼とし、試験番号１５〜２０はマルテンサイト系ステンレス鋼とした。【００４６】
試験番号１〜２３の鋼板に対して、表１中の「熱処理」欄に記載の熱処理及び冷間加工を実施した。具体的には、試験番号１〜１１の鋼板に対しては１０５０℃〜１１５０℃の温度範囲で溶体化処理を実施した（表１中の「熱処理」欄に「溶体化」と示す）。各鋼板における溶体化処理温度を表１中の「溶体化温度」欄に示す。試験番号１〜１１の鋼板は、溶体化処理後に他の熱処理や冷間抽伸等の冷間加工を行わず、いわゆる溶体化まま材とした。【００４７】
試験番号１２〜２０の鋼板に対しては、９２０℃で焼入れを実施し、５５０〜７３０℃の温度範囲で焼戻しを実施した（表１中の「熱処理」欄に「ＱＴ」と示す）。試験番号２１の鋼板に対しては、１０００℃未満の温度で溶体化処理を実施し、試験番号２２の鋼板に対しては、１２００℃を超える温度で溶体化処理を実施した。試験番号２１及び２２の鋼板は、溶体化まま材とした。試験番号２３の鋼板に対しては、１０８５℃の温度で溶体化処理を実施した後、冷間抽伸を実施した。【００４８】
［オーステナイト率の測定］
試験番号１〜１１及び２１〜２３の２相ステンレス鋼からなる鋼板については、熱処理後にオーステナイト率を求めた。具体的には、これらの鋼板の各々から試験片を採取した。採取された試験片を機械研磨し、研磨された試験片を３０ｍｏｌ％ＫＯＨ溶液中で電解エッチングした。エッチング後の試料表面を、２５格子の接眼レンズを用いて４００倍の光学顕微鏡で１６視野観察した。観察された各視野でオーステナイト率（％）を求めた。オーステナイト率はＡＳＴＭ  Ｅ５６２に準拠したポイントカウント法により求めた。各視野で求めたオーステナイト率（％）の平均を表１中の「γ量」欄に示す。【００４９】
［引張試験］
外径６．３５ｍｍ、平行部長さ２５．４ｍｍの丸棒試験片を各鋼板１〜２３の長手方向に沿って採取し、常温で引張試験を実施した。引張試験により得られた降伏強度（ＭＰａ）を表１中の「ＹＳ」欄に、引張強度（ＭＰａ）を表１中の「ＴＳ」欄に、一様伸び（％）を表１中の「一様伸び」欄にそれぞれ示す。ＡＳＴＭ規格に基づく０．２％耐力を降伏強度（ＹＳ）とした。また、引張試験の最大荷重点における試験片の歪みを一様伸び（％）とした。【００５０】
［試験結果］
表１を参照して、試験番号１〜１１の鋼板は、化学組成、金属組織及び降伏強度が本発明の範囲内であったため、いずれも一様伸びが２０％を超えた。【００５１】
一方、試験番号１２〜２０の鋼板は、２相ステンレス鋼ではなかったため、いずれも一様伸びが２０％以下であった。【００５２】
試験番号２１の鋼板は、２相ステンレス鋼であり、その化学成分は本願発明の範囲内であったが、溶体化処理温度が１０００℃未満であった。そのため、降伏強度が本発明範囲の上限を超え、一様伸びが２０％以下となった。溶体化処理温度が低かったため、σ相が析出し、降伏強度が上昇したものと考えられる。【００５３】
試験番号２２の鋼板は、溶体化処理温度が１２００℃を超えたため、オーステナイト率が４０％未満となり、一様伸びが２０％以下となった。試験番号２３の鋼板は、溶体化まま材ではなく、溶体化処理の後冷間加工されたため、降伏強度が本発明範囲の上限を超え、一様伸びが２０％以下となった。【００５４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明による拡管用油井管及び２相ステンレス鋼は、油井管として利用可能であり、特に、坑井内で拡管される油井管として利用可能である。
【図１】
2008117680.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月26日(2008.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
坑井内で拡管される拡管用油井管であって、
質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０３％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｃｒ：１８．０〜２７．０％、Ｎｉ：５．０％よりも多く９．０％以下、Ａｌ：０．０４０％以下、Ｎ：０．０５〜０．４０％を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる化学組成と、オーステナイト率が４０〜９０％である組織とを有する２相ステンレス鋼からなり、２７６ＭＰａ〜６５５ＭＰａの降伏強度を有し、２０％よりも大きい一様伸びを有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項２】
請求項１に記載の拡管用油井管であって、
前記２相ステンレス鋼はさらに、
Ｃｕ：２．０％以下を含有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の拡管用油井管であって、
前記２相ステンレス鋼はさらに、
Ｍｏ：４．０％以下及びＷ：５．０％以下からなる群から選ばれる１種又は２種を含有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の拡管用油井管であって、
前記２相ステンレス鋼はさらに、
Ｔｉ：０．８％以下、Ｖ：１．５％以下及びＮｂ：１．５％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の拡管用油井管であって、
前記２相ステンレス鋼はさらに、
Ｂ：０．０２％以下、Ｃａ：０．０２％以下及びＭｇ：０．０２％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項６】
坑井内で拡管される拡管用油井管に用いられる２相ステンレス鋼であって、
質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０３％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｃｒ：１８．０〜２７．０％、Ｎｉ：５．０％よりも多く９．０％以下、Ａｌ：０．０４０％以下、Ｎ：０．０５〜０．４０％を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなり、オーステナイト率が４０〜９０％であり、２７６ＭＰａ〜６５５ＭＰａの降伏強度を有し、２０％よりも大きい一様伸びを有することを特徴とする、拡管用油井管に用いられる２相ステンレス鋼。
【請求項７】
請求項６に記載の２相ステンレス鋼であってさらに、
Ｃｕ：２．０％以下を含有することを特徴とする２相ステンレス鋼。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の２相ステンレス鋼であってさらに、
Ｍｏ：４．０％以下及びＷ：５．０％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする２相ステンレス鋼。
【請求項９】
請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の２相ステンレス鋼であってさらに、
Ｔｉ：０．８％以下、Ｖ：１．５％以下及びＮｂ：１．５％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする２相ステンレス鋼。
【請求項１０】
請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載の２相ステンレス鋼であってさらに、
Ｂ：０．０２％以下、Ｃａ：０．０２％以下及びＭｇ：０．０２％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含むことを特徴とする２相ステンレス鋼。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明による拡管用油井管は、坑井内で拡管される。本発明の拡管用油井管は、質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０３％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｃｒ：１８．０〜２７．０％、Ｎｉ：５．０％よりも多く９．０％以下、Ａｌ：０．０４０％以下、Ｎ：０．０５〜０．４０％を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる化学組成と、オーステナイト率が４０〜９０％である組織とを有する２相ステンレス鋼からなる。また、本発明の拡管用油井管は、２７６ＭＰａ〜６５５ＭＰａの降伏強度を有し、２０％よりも大きい一様伸びを有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
Ｎｉ：５．０％よりも多く９．０％以下
Ｎｉはオーステナイト相を安定化する。Ｎｉ含有量が少なすぎれば、鋼中のフェライト量が多くなりすぎて２相ステンレスの特性が得られない。また、フェライト相のＮ固溶度は小さいため、フェライト量の増加は窒化物の析出を招き、その結果、耐食性が劣化する。一方、Ｎｉ含有量が多すぎれば、鋼中のフェライト量が少なくなりすぎて２相ステンレスの特性が得られない。さらに、Ｎｉの過剰な含有はσ相の析出を招く。したがって、Ｎｉ含有量は５．０％よりも多く９．０％以下とする。好ましいＮｉ含有量は、５．０％よりも多く８．０％以下である。
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月19日(2009.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
坑井内で拡管される拡管用油井管であって、
質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０３％、Ｓｉ：０．１〜０．５５％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｃｒ：１８．０〜２７．０％、Ｎｉ：５．０％〜９．０％（ただし、５．０％を除く）、Ａｌ：０．０４０％以下、Ｎ：０．０５〜０．４０％を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる化学組成と、オーステナイト率が４０〜９０％である組織とを有する２相ステンレス鋼からなり、２７６ＭＰａ〜６５５ＭＰａの降伏強度を有し、２０％よりも大きい一様伸びを有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項２】
請求項１に記載の拡管用油井管であって、
前記２相ステンレス鋼はさらに、
Ｃｕ：２．０％以下を含有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項３】
請求項２に記載の拡管用油井管であって、
前記２相ステンレス鋼はさらに、
Ｍｏ：２．０％〜３．１８％及びＷ：５．０％以下からなる群から選ばれる１種又は２種を含有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の拡管用油井管であって、
前記２相ステンレス鋼はさらに、
Ｔｉ：０．８％以下、Ｖ：１．５％以下及びＮｂ：１．５％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の拡管用油井管であって、
前記２相ステンレス鋼はさらに、
Ｂ：０．０２％以下、Ｃａ：０．０２％以下及びＭｇ：０．０２％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする拡管用油井管。
【請求項６】
坑井内で拡管される拡管用油井管に用いられる２相ステンレス鋼であって、
質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０３％、Ｓｉ：０．１〜０．５５％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｃｒ：１８．０〜２７．０％、Ｎｉ：５．０％〜９．０％（ただし、５．０％を除く）、Ａｌ：０．０４０％以下、Ｎ：０．０５〜０．４０％を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなり、オーステナイト率が４０〜９０％であり、２７６ＭＰａ〜６５５ＭＰａの降伏強度を有し、２０％よりも大きい一様伸びを有することを特徴とする、拡管用油井管に用いられる２相ステンレス鋼。
【請求項７】
請求項６に記載の２相ステンレス鋼であってさらに、
Ｃｕ：２．０％以下を含有することを特徴とする２相ステンレス鋼。
【請求項８】
請求項７に記載の２相ステンレス鋼であってさらに、
Ｍｏ：２．０％〜３．１８％及びＷ：５．０％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする２相ステンレス鋼。
【請求項９】
請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の２相ステンレス鋼であってさらに、
Ｔｉ：０．８％以下、Ｖ：１．５％以下及びＮｂ：１．５％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とする２相ステンレス鋼。
【請求項１０】
請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載の２相ステンレス鋼であってさらに、
Ｂ：０．０２％以下、Ｃａ：０．０２％以下及びＭｇ：０．０２％以下からなる群から選ばれる１種又は２種以上を含むことを特徴とする２相ステンレス鋼。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明による拡管用油井管は、坑井内で拡管される。本発明の拡管用油井管は、質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０３％、Ｓｉ：０．１〜０．５５％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｃｒ：１８．０〜２７．０％、Ｎｉ：５．０％〜９．０％（ただし、５．０％を除く）、Ａｌ：０．０４０％以下、Ｎ：０．０５〜０．４０％を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる化学組成と、オーステナイト率が４０〜９０％である組織とを有する２相ステンレス鋼からなる。また、本発明の拡管用油井管は、２７６ＭＰａ〜６５５ＭＰａの降伏強度を有し、２０％よりも大きい一様伸びを有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
１．化学組成
Ｃ：０．００５〜０．０３％
Ｃはオーステナイト相を安定化する。この効果を有効に得るために、Ｃ含有量は０．００５％以上とする。一方、Ｃ含有量が０．０３％を超えると、炭化物が析出しやすくなり、耐粒界腐食性が劣化する。したがって、Ｃ含有量は０．００５〜０．０３％とする
Ｓｉ：０．１〜０．５５％
Ｓｉは鋼を脱酸する。この効果を有効に得るために、Ｓｉ含有量は０．１％以上とする。一方、Ｓｉ含有量が１．０％を超えると金属間化合物の生成が促進され、その結果、熱間加工性が低下する。したがって、Ｓｉ含有量は０．１〜０．５５％とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
Ｎｉ：５．０％〜９．０％（ただし、５．０％を除く）
Ｎｉはオーステナイト相を安定化する。Ｎｉ含有量が少なすぎれば、鋼中のフェライト量が多くなりすぎて２相ステンレスの特性が得られない。また、フェライト相のＮ固溶度は小さいため、フェライト量の増加は窒化物の析出を招き、その結果、耐食性が劣化する。一方、Ｎｉ含有量が多すぎれば、鋼中のフェライト量が少なくなりすぎて２相ステンレスの特性が得られない。さらに、Ｎｉの過剰な含有はσ相の析出を招く。したがって、Ｎｉ含有量は５．０％〜９．０％（ただし、５．０％を除く）とする。好ましいＮｉ含有量は、５．０％〜８．０％（ただし、５．０％を除く）である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
Ｍｏ：２．０％〜３．１８％
Ｗ：５．０％以下
Ｍｏ及びＷは、いずれも選択元素である。これらの元素は、耐孔食性及び耐すきま腐食性を向上する。しかしながら、Ｍｏ及び／又はＷを過剰に含有すれば、σ相が析出しやすくなり、鋼の脆化を招く。したがって、Ｍｏ含有量は２．０％〜３．１８％とし、Ｗ含有量は５．０％以下とする。上述の効果を有効に得るためにＷ含有量は０．１％以上とするのが好ましい。ただし、Ｍｏ含有量、Ｗ含有量が上述の下限値未満であっても、上述の効果をある程度得ることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
表１に示した化学組成を有する複数の鋼を溶製し、ビレットを製造した。製造されたビレットを熱間鍛造及び熱間圧延して厚さ３０ｍｍ、幅１２０ｍｍ、長さ３００ｍｍを有する複数の試験用鋼板とした。
【表１】
2008117680.tif 000004
表１中の「組織」欄に各試験番号の鋼種を示す。「Ｄ」は２相ステンレス鋼を示し、「Ｃ」は炭素鋼を示す。「Ｍ」はマルテンサイト系ステンレス鋼を示す。表１を参照して、試験番号１〜１０及び２１〜２３は２相ステンレス鋼とした。また、試験番号１２〜１４は炭素鋼とし、試験番号１５〜２０はマルテンサイト系ステンレス鋼とした。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
試験番号１〜２３の鋼板に対して、表１中の「熱処理」欄に記載の熱処理及び冷間加工を実施した。具体的には、試験番号１〜１０の鋼板に対しては１０５０℃〜１１５０℃の温度範囲で溶体化処理を実施した（表１中の「熱処理」欄に「溶体化」と示す）。各鋼板における溶体化処理温度を表１中の「溶体化温度」欄に示す。試験番号１〜１１の鋼板は、溶体化処理後に他の熱処理や冷間抽伸等の冷間加工を行わず、いわゆる溶体化まま材とした。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
［オーステナイト率の測定］
試験番号１〜１０及び２１〜２３の２相ステンレス鋼からなる鋼板については、熱処理後にオーステナイト率を求めた。具体的には、これらの鋼板の各々から試験片を採取した。採取された試験片を機械研磨し、研磨された試験片を３０ｍｏｌ％ＫＯＨ溶液中で電解エッチングした。エッチング後の試料表面を、２５格子の接眼レンズを用いて４００倍の光学顕微鏡で１６視野観察した。観察された各視野でオーステナイト率（％）を求めた。オーステナイト率はＡＳＴＭ  Ｅ５６２に準拠したポイントカウント法により求めた。各視野で求めたオーステナイト率（％）の平均を表１中の「γ量」欄に示す。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
［試験結果］
表１を参照して、試験番号１〜１０の鋼板は、化学組成、金属組織及び降伏強度が本発明の範囲内であったため、いずれも一様伸びが２０％を超えた。
【国際調査報告】
2008117680.tif 000005
2008117680.tif 000006