Page 84 - 理化检验-物理分册2024年第四期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202404017

P110S 钢级油管管体断裂原因

赵映辉, 夏文斌, 周 勇, 赵建明

( 衡阳华菱钢管有限公司 技术中心, 衡阳 421001 )

摘 要: 某油井 P110S钢级油管接箍下方8m 位置处发生断裂, 采用宏观观察、 化学成分分析、
金相检验、 扫描电镜和能谱分析、 X 射线衍射分析等方法对油管断裂原因进行分析。结果表明: 该
批油管力学性能不稳定, 油管断口上的腐蚀产物主要为 FeS ; 油管的强度较高、 使用温度较低且质
量较大, 导致油管内部形成硫化物应力腐蚀开裂。

关键词: P110S钢级油管; 硫化物; 应力腐蚀开裂; 力学性能; 显微组织

中图分类号: TG115.2 ; TB31 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2024 ) 04-0068-04

FracturereasonofP110Ssteel g radetubin g bod y

,
ZHAOYin g hui , XIAWenbin , ZHOUYon g ZHAOJianmin g

( TechnicalCenter , Hen gy an gValinSteelTubeCo. , Ltd. , Hen gy an g 421001 , China )

Abstract : Fractureoccurredat8mbelowthecou p lin g ofP110Ssteel g radetubin g inanoilwell.Thecauses

oftubin gfracture werea nal y zed b y macrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , metallo g ra p hic

examination , scannin gelectron microsco pyandener gys p ectrum anal y sis , X-ra ydiffractionanal y sisandother

methods.Theresultsshowthatthemechanical p ro p ertiesofthetubin gwereunstable , andthecorrosionp roducts

onthefractureofthetubin gweremainl yFeS.Thehi g hstren g th , lowservicetem p eratureandlar g emassofthe

tubin g ledtotheformationofsulfidestresscorrosioncrackin g insidethetubin g .

Ke y words : P110Ssteel g radetubin g ; sulfide ; stresscorrosioncrackin g ; mechanical p ro p ert y ; microstructure
油管是油井中连接地表与地层的管道, 在油气 行抽吸作业, 抽吸作业过程中并未发生任何问题, 抽
的开采过程中, 油管主要承担将石油、 天然气等采出 子下井深度为2200m 。之后再次进行抽吸作业时,

物运送至地表以及将压裂液、 酸化液等增产作业用 抽吸装置又发生卡住现象, 发现第2支油管管体已经
料运输至地层的作用 [ 1-4 ] 。作为连接地层与地表的 断裂, 断裂位置在接箍下方8m 处。

通道, 石油和天然气等高压、 高流速产出物会对油管 笔者采用宏观观察、 化学成分分析、 金相检验、
产生强烈的冲刷腐蚀作用, 尤其在油管管柱服役结 扫描电镜( SEM ) 和能谱分析、 X 射线衍射分析等方
构 异 常 的 情 况 下, 经 常 发 生 油 管 管 柱 的 断 裂 法对油管断裂原因进行分析, 以防止该类事故再次
事故 [ 5-8 ] 。 发生。
某石油井在工作过程中发生 P110S钢级油管断

裂事故, 油管规格为73.02mm×5.51mm ( 外径×壁 1 理化检验

厚)。井深为4152m , 井队在进行抽吸作业时, 发现 1.1 宏观观察

抽吸装置卡在井下300m 处, 无法继续下井。经过调 断裂油管整体宏观形貌如图1所示, 油管长度
查发现, 装置被卡原因是工厂段接头扭矩台肩变形缩 约8m , 裂纹主要分布在距上部接箍0.4~8m 位置

颈。更换8支新油管后, 重新将油管柱下井, 继续进 ( 断口), 管体上共存在11条裂纹, 最短裂纹长度约

为0.41m , 最长裂纹长度约为2.6m , 裂纹走向基本

收稿日期: 2023-06-12
为纵向。油管管体断口宏观形貌如图2所示。由图
作者简介: 赵映辉( 1981- ), 女, 高级工程师, 主要从事金属管材
新产品开发及其失效分析研究工作 2可知: 断口无明显塑性变形, 呈典型的脆性断裂特
征。磁粉检测后油管管体宏观形貌如图3所示。由
通信作者: 夏文斌, xwb6626295@163.com
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