Page 86 - 理化检验-物理分册2023年第十一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202311019

套管滑套出液口部位断裂原因

晏 健 1 , 2 , 宫娜娜 1 , 2 , 王伟鹏 1 , 2

( 1. 川庆钻控工程有取公司 长庆井下技术作业公司, 咸阳 712000 ;

2. 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室, 咸阳 712000 )
摘 要: 某套管滑套在进行工具强度和密封性能检测时, 其出液口部位突然发生断裂。采用宏
观观察、 化学成分分析、 扫描电镜分析、 硬度测试、 冲击性能测试、 金相检验及有限元分析等方法分
析了该套管滑套断裂的原因。结果表明: 该套管滑套结构设计不合理, 出液口部位存在明显的应力
集中, 产生了缺口效应; 热处理工艺不当使材料的断裂韧度显著降低, 最终导致套管滑套出液口部

位发生断裂。
关键词: 套管滑套; 脆性断裂; 应力集中; 断裂韧度

中图分类号: TB31 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 11-0070-05

Causesoffractureattheoutletofcasin g slidin g sleeve

1 , 2
YANJian , GONGNana , WANG Wei p en g 1 , 2
1 , 2

( 1.Chan gq in gDownholeTechndo gyCom p an y , Chuan q in gDrillin gEn g ineerin gCo. , Ltd. , Xian y an g 712000 , China ;

2.NationalEn g ineerin gLaborator y forEx p lorationandDevelo p mentofLowPermeabilit yOiland

GasFields , Xian y an712000 , China )

Abstract : Whenthetoolstren g thandsealin gp erformanceofacasin g slidin g sleeveweretested , theli q uid

outlet p artsuddenl y broke.Thecausesofthesleevefracturewereanal y zedb ymacrosco p icobservation , chemical

com p ositionanal y sis , scannin g electron microsco p e anal y sis , hardness test , im p act p erformance test and

metallo g ra p hicexaminationandfiniteelementanal y sis.Theresultsshowthatthestructuredesi g nofthecasin g

slidin g sleevewasunreasonableandtherewasobviousstressconcentrationattheoutlet , resultin g inanotcheffect.

Theim p ro p erheattreatment p rocesssi g nificantl y reducedthefracturetou g hnessofthematerial , whicheventuall y

ledtothefractureoftheoutletofthecasin g slidin g sleeve.

Ke y words : casin g slidin g sleeve ; brittlefracture ; stressconcentration ; fracturetou g hness
相比于常规压裂工艺, 套管滑套压裂技术能够 时, 套管滑套出液口部位突然发生断裂, 断裂部位如
满足大排量、 大通径、 多段改造的要求, 已成为非常 图1所示。在整体密封性检测时, 套管滑套内部承
规油气藏开发增产的有效技术手段, 因此, 套管滑套 受高压, 出液口部位断裂之前未发现渗漏, 为查明该
工具的质量直接影响压裂施工的进程。某套管滑套 套管滑套断裂的原因, 笔者进行了一系列理化检验,
的材料为42CrMo钢, 热处理工艺为淬火 + 高温回 以避免该类问题再次发生。
火, 零部件表面采用渗氮工艺处理。对套管滑套进
行出厂前整体工具强度和密封性能检测, 将套管滑
套进液端连接试压泵, 封闭端采用试压堵头进行密
封, 利用试压泵对套管滑套进液端泵注压力, 介质为
图1 套管滑套断裂部位示意

水, 目标检测压力为50MPa , 在压力升至28.6MPa
1 理化检验
收稿日期: 2022-10-09

作者简介: 晏 健( 1988- ), 男, 硕士, 工程师, 主要从事试油压裂 1.1 宏观观察
开下工具研发工作, su y an0923@126.com 套管滑套断口的宏观形貌如图2所示。由图2
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