Page 59 - 理化检验-物理分册2023年第九期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202309012

无磁钢测井电缆滚筒断裂原因

赵海杉 , 宋 涛 , 李振坤 , 金 磊 , 杨中娜 , 徐志刚 , 王增华 3

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[ 1. 中海油海油发展工程技术公司, 天津 300450 ; 2. 中海油( 天津) 管道工程技术有限公司 失效分析中心, 天津 300452 ;

3. 中海油田服务股份有限公司, 廊坊 065201 ]
摘 要: 某井口无磁钢测井电缆滚筒在测井过程中发生断裂。采用宏观观察、 化学成分分析、 扫
描电镜分析、 金相检验、 力学性能测试等方法分析了该滚筒断裂的原因。结果表明: 滚筒发生了疲
劳断裂, 疲劳起源于滚筒轴内壁的凹槽处; 该滚筒的力学性能和化学成分不合格, 滚筒壁厚不均匀,
断口处存在大量铸造缺陷, 导致滚筒的耐疲劳性能变差, 滚筒轴径处存在应力集中, 在交变应力的
作用下, 裂纹萌生并扩展, 最终导致滚筒发生疲劳断裂。
关键词: 无磁钢; 测井电缆滚筒; 疲劳断裂; 铸造缺陷; 耐疲劳性能

中图分类号: TB31 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 09-0043-04

Fracturereasonsforthenon-ma g neticsteello gg in g cabledrum

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ZHAOHaishan , SONGTao , LIZhenkun , JINGLei , YANGZhon g na , XUZhi g an g WANGZen g hua 3
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[ 1.CNOOCOffshoreOilDevelo p mentEn g ineerin gTechnolo gyCo. , Ltd. , Tian j in300450 , China ;

2.FailureAnal y sisCenter , CNOOC ( Tian j in ) Pi p elineEn g ineerin gTechnolo gyCo. , Ltd. , Tian j in300452 , China ;

3.ChinaOilfieldServicesCo. , Ltd. , Lan g fan g 065201 , China ]

Abstract : Anon-ma g neticsteello gg in g cabledrumbrokedurin g thelo gg in gp rocessatacertainwellhead.

Thefraturereasonsforthedrum wereanal y zedb y macrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis ,

scannin g electronmicrosco pyanal y sis , metallo g ra p hicexamination , andmechanical p ro p ert y testin g .Theresults

showthatthedrumex p eriencedfati g uefracture , whichori g inatedatthe g rooveontheinnerwallofthedrumshaft.

Themechanical p ro p ertiesandchemicalcom p ositionofthedrum wereun q ualified , thedrum wallthicknesswas

uneven , therewerealar g enumberofcastin gdefectsatthefracture , resultin g inp oorfati g ueresistanceofthe

drum.Therewasstressconcentrationatthedrumshaftdiameter , undertheactionofalternatin gstress , cracks

initiatedandex p anded , ultimatel y ledtofati g uefractureofthedrum.

Ke y words : non-ma g neticsteel ; lo gg in g cabledrum ; fati g uefracture ; castin g defect ; fati g ueresistance
某井口无磁钢测井电缆滚筒在测井过程中突然 成 [ 2-7 ] 。笔者采用一系列理化检验方法, 查明了该滚
断裂, 造成电缆散落无法入井, 影响作业。滚筒的材 筒断裂的原因, 并提出了改进措施, 以避免该类问题
料为 ZG40Mn18Cr3NiRe铸造无磁钢, 该钢为 Fe- 再次发生。
Mn-Cr系奥氏体无磁高锰系结构钢, 钢中添加了稀
土元素 Re , 添加稀土元素可以提高材料的耐疲劳性 1 理化检验
能, 该钢主要应用于电力、 交通、 建筑等民用领域 [ 1 ] 。 1.1 宏观观察
滚筒本体是由筒状的滚筒轴、 固定在滚筒轴两端的 对断裂滚筒进行宏观观察, 结果如图 1 所示。
刹车鼓、 套 在 滚 筒 轴 上 的 测 井 器 固 定 盘 焊 接 而 由图1可知: 断裂位置在滚筒轴颈附近, 即测井器固
定盘对侧刹车鼓圆挡板附近的滚筒轴上; 断面与刹
车鼓圆挡板的距离为5mm , 接近角焊缝的位置, 位

收稿日期: 2022-09-29
作者简介: 赵海杉( 1984- ), 男, 硕士, 主要从事中海油油气田井 于热影响区; 滚筒轴颈端的角焊缝尺寸偏小且存在
下技术工作 周向裂纹。
通信作者: 徐志刚, xz g 93070129@163.com
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