Page 87 - 理化检验-物理分册2024年第四期

赵映辉, 等: P110S钢级油管管体断裂原因

P110S油管的抗应力腐蚀开裂性能。 原因[ J ] . 机械工程材料, 2020 , 44 ( 2 ): 82-86.

-5 [ 2 ] 李鹤林. 油井管发展动向及若干热点问题( 上)[ J ] . 钢
该井地层中硫化氢的质量分数约为5×10 ~
5×10 , 井口的温度约为-10℃ , 不作业时温度会 管, 2005 , 34 ( 6 ): 1-6.

-3
[ 3 ] 王尚卫, 罗有刚, 赵鹏玉, 等. 外加厚 P110钢级油管的

降低至-40℃左右。在含硫化氢的环境中, 材料的
抗应力腐蚀性能随着使用温度的降低而降低。在油 断裂原因[ J ] . 机械工程材料, 2022 , 46 ( 8 ): 122-126.
[ 4 ] 杨琦, 王尚卫, 程飞, 等.30CrMo光杆断裂失效原因

井不作 业 的 情 况 下, 冬 季 井 口 位 置 的 温 度 低 于
-10℃ , 在该温度下, 油管材料的断裂韧性将会降 分析[ J ] . 石油管材与仪器, 2022 , 8 ( 6 ): 70-73.

[ 5 ] 冯耀荣, 付安庆, 王建东, 等. 复杂工况油套管柱失效
低, 应力腐蚀临界应力强度因子将会减小, 材料发生
控制与完整性技术研究进展及展望[ J ] . 天然气工业,
应力腐蚀开裂的倾向将会增大 [ 11-12 ] 。
2020 , 40 ( 2 ): 106 -114.

( 3 )油管由于自重的原因将承受拉伸载荷, 且
[ 6 ] 林乃明, 谢发勤, 吴向清, 等. 油套管表面防护技术的
距离井口越近, 其承受的拉伸载荷越大, 而随着外载
研究现状与展望[ J ] . 腐蚀与防护, 2009 , 30 ( 11 ): 801-
荷的增大, 材料发生应力腐蚀开裂的概率也增大。
805.
3 结论及建议 [ 7 ] 韩燕, 姬蕊, 吕玉海, 等. 某 N80S 油管腐蚀穿孔的失
效分析[ J ] . 腐蚀与防护, 2019 , 40 ( 12 ): 933-937.
( 1 ) P110S钢级油管发生断裂的机制为硫化氢

[ 8 ] 王凯. 油井管材料液固两相流体冲刷腐蚀研究[ D ] .

应力腐蚀开裂,断裂油管的强度较大, 油管的抗应
西安: 西安石油大学, 2013.
力腐蚀开裂性能降低, 关井期间靠近井口的油管使 [ 9 ] 黄永昌, 张建旗. 现代材料腐蚀与防护[ M ] . 上海: 上
用温度较低, 油管抗应力腐蚀开裂的性能随温度的
海交通大学出版社, 2012.
降低而降低, 井口位置油管承受的总拉伸应力最大, [ 10 ] 冯耀荣, 李鹤林. 石油钻具的氢致应力腐蚀及预防
这也增加了油管发生硫化氢应力腐蚀开裂的风险。
[ J ] . 腐蚀科学与防护技术, 2000 , 12 ( 1 ): 57-59.

( 2 )建议在类似腐蚀工况条件下, 在满足强度 [ 11 ] 董晓明. 高强度抗腐蚀油管和套管用钢的抗 H 2 S应
条件的前提下( 校核安全系数), 使用抗硫化氢油套 力腐蚀行为研究[ D ] . 上海: 上海大学, 2019.
管, 降低应力腐蚀开裂的风险。 [ 12 ] 闫湃, 龙岩, 窦伟, 等. 某西部油田高温高压气井连续
油管断裂原因[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2022 , 58
参考文献:
( 1 ): 18-22.
[ 1 ] 赵海洋, 叶帆, 汤晟, 等. 某油井 P110 油管腐蚀穿孔

( 上接第67页)
有更高的氯离子浓度, 加速了局部腐蚀。腐蚀坑的 会承受压应力和弯曲应力, 这些应力产生的轴向分
形成可能与材料中的夹杂物、 碳化物、 δ铁素体、 晶 量为应力腐蚀开裂提供了力学条件。
界的冶金不均匀性等因素有关 [ 4-5 ] 。
参考文献:
该探管在钻井作业过程中承受压应力和弯曲应
力, 这些应力产生的轴向分量构成其应力腐蚀的力 [ 1 ] 王博. 旋转导向钻井工具试验装置的设计与研究

学条件。在腐蚀环境、 应力以及材料的联合作用下, [ D ] . 北京: 中国石油大学, 2020.

探管发生氯化物应力腐蚀开裂。 [ 2 ] H ERBSLEB G.The stress corrosion crackin g of

sensitizedausteniticstainlesssteelsandnickel-base
3 结论 allo y s [ J ] .CorrosionScience , 1980 , 20 ( 2 ): 243-268.

[ 3 ] 杜志杰, 李沛轩. 无磁钻铤开裂原因分析[ J ] . 金属热
探管外壁裂纹产生的机制为氯化物应力腐蚀开
处理, 2019 , 44 ( 增刊1 ): 467-471.
裂。探管外壁产生裂纹的主要原因为: 服役过程中,
[ 4 ] 张铁峰. 奥氏体钢炉管的应力腐蚀开裂及防护措施探
泥浆冲刷探管外壁, 且泥浆中氯离子含量较高。井
讨[ J ] . 石油化工设备技术, 2002 , 23 ( 6 ): 21-25.
下的特定环境为探管应力腐蚀提供了腐蚀环境, 是 [ 5 ] 杨宏泉, 段永锋. 奥氏体不锈钢的氯化物应力腐蚀开
产生应力腐蚀的主要原因之一; 探管在钻进过程中 裂研究进展[ J ] . 全面腐蚀控制, 2017 , 31 ( 1 ): 13-19.
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