Page 56 - 理化检验-物理分册2022年第十二期

毕红军, 等: 不同注水井油管性能对比

( 2 油管试样)、 防垢油管( 3 油管试样) 和玻璃纤维
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2 试验结果与分析
增强塑料油管( 4 油管试样), 并分别截取试样( 见
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图 1 )。 2.1 残余应力测试
4 种油管的盲孔法残余应力测试结果如表 1 所
示。测点分布于油管的外表面, 均发现有不同程度
的残余应力, 这与油管成型和后期加工等工艺处理
有关。残余应力对油管的承载、 腐蚀等有重大影响,

需要限制在一定范围内。参照标准 Q / SY1394 —

2011 《 高抗挤套管》, 残余应力应低于 152 MPa , 才

能保证套管的抗挤毁等安全性能 [ 11 ] 。测试结果表
明, 1 镀渗钨合金油管试样的残余应力最大, 超过
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高抗挤套管标准规定的 152 MPa , 3 防垢油管试样

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的残余应力最小。 4 个油管试样的残余应力从大到
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小依次为: 1 油管试样、 2 油管试样、 4 油管试样、
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3 油管试样。
表 1 4 种油管的盲孔法残余应力测试结果 MPa
类型 轴向 环向 类型 轴向 环向
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1 159.12 212.16 1 136.36 173.60
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图 1 不同油管试样宏观形貌 2 102.29 136.15 2 119.32 153.18
1.2 残余应力测试 3 # 70.34 52.28 3 # 54.48 47.71
# #
采用 GB / T31310 — 2014 标准测试油管外表面 4 98.25 116.34 4 28.24 -74.11
的残余应力。
2.2 腐蚀测试
1.3 电化学腐蚀测试
2.2.1 水的品质测试
采用 CS310H 型电化学工作站对 1 , 2 , 3 油
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按照 SY / T5329 — 2012 《 碎屑岩油藏注水水质
管试样进行原位电化学阻抗谱( EIS ) 测试。测试过
指标及分析方法》 标准, 测试注入水的品质, 结果如表
程使用的电解池为标准三电极体系, 参比电极为饱
2所示, 测试油田水的总矿化度为24684.4m gL 。
/
和甘汞电极, 在测试温度下, 相对标准氢电极的电位
表 2 注入水的品质测试结果 m g / L

为 0.241V , 对电极为碳棒, 工作电极为试样。腐蚀
离子种类 离子密度 总矿化度
溶液为 NaCl溶液,开路电位采集频率为 10Hz , 采 +

Na 7986.0
集时间设置为60min , 达到稳定的标准为10min内 K + 199.0

2+ 549.0
上下波动不超过 10 mV 。交流阻抗测试阻抗谱频 Ca
2+
Ba 38.3

5
-2
率设置为 10 ~10 Hz 。水样温度为 80 ℃ 。 2+
Sr 121.0 24684.4
1.4 水接触角测试 M g 2+ 126.0

-
研究表明, 材料表面能越低、 接触角越大, 则污 Cl 15408.0
- , 2- 432.0
垢结晶成核势垒越大、 成核速率越低, 防结垢性能则 HCO 3 CO 3
2-
SO 3 41.1
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越好。取盐雾腐蚀试验后的 1 , 3 , 4 油管试样,
2.2.2 电化学性能测试

其中盐雾箱温度稳定在 47 ℃ , 低盐水密度为( 50±

10 ) / L , H 为 6.5~7.2 , 喷雾压力为 1 MPa , 盐雾 浸泡试验过程中, 每隔 24h 对试样进行 EIS 测

g
p
腐蚀时间为 24h , 使用光学接触角仪进行纯水接触 试, 并结合等效电路图( 见图 2 ) 进行数据拟合分析。

角测试。主要测试盐雾腐蚀试验后水在试样表面的 电化学阻 抗 谱 可 快 速 评 价 材 料 的 腐 蚀 行 为, 其 中
接触角, 用于判断腐蚀的程度, 尤其用于对比玻璃纤 R 1 R 2 CPE 分别为溶液电阻、 溶液 / 金属界面电阻
, ,
维增强塑料管材试样与其他金属管材试样的抗腐蚀 和恒常数元件 [ 12-13 ] 。 R 2 可作为评价不同材料在相
结垢性能。 同环境中腐蚀性能的标准, 表 3 为 3 个试样的电化
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