Page 67 - 理化检验-物理分册2024年第六期

6

质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl230168

海上油田电泵连接螺栓断裂原因

1
1,2
冯电稳 ，何泽宇 ，杨中娜 ，杨 阳 ，徐志刚 ，徐振东 ，高海宾 1
1,2
3
1
1
［1.中海油（天津）管道工程技术有限公司，天津 300452；2.天津北海油人力资源咨询服务有限公司，天津 300452；
3.中海石油 （中国）有限公司天津分公司，天津 300459］
摘 要：某海上油田电泵连接螺栓发生断裂现象，采用宏观观察、断口分析、化学成分分析、
硬度测试、金相检验等方法分析螺栓断裂的原因。结果表明：螺栓的断裂模式为疲劳断裂，在
服役过程中，螺栓根部发生点腐蚀，进而引起应力腐蚀微裂纹，在电泵振动应力的作用下，腐蚀
微裂纹进一步扩展，直至螺栓断裂。
关键词： 点腐蚀；微裂纹；疲劳断裂；表面锈蚀；显微组织
中图分类号：TB31；TG115.2 文献标志码：B 文章编号：1001-4012(2024)06-0051-05

Causes of fracture of electric pump connecting bolt in offshore oilfield

FENG Dianwen , HE Zeyu , YANG Zhongna , YANG Yang , XU Zhigang , XU Zhendong , GAO Haibin 1
1
3
1
1,2
1,2
1
［1. CNOOC (Tianjin) Pipeline Engineering Technology Co., Ltd., Tianjin 300452, China;
2. Tianjin Beihai Oil Human Resource Consulting Service Co., Ltd., Tianjin 300452, China;
3. Tianjin Branch of CNOOC Ltd., Tianjin 300459, China］
Abstract: The connecting bolt of electric pump in an offshore oilfield was fractured. The causes of bolt fracture
were analyzed by means of macroscopic observation, fracture analysis, chemical composition analysis, hardness test and
metallographic examination.The results show that the fracture mode of the bolt was fatigue fracture. During the service
process, pitting corrosion occured at the root of the bolt, which in turn induced stress corrosion microcracks. Under the
action of the vibration stress of the electric pump, the corrosion microcracks further expanded until the bolt broke.
Keywords: pitting corrosion; microcrack; fatigue fracture; surface corrosion; microstructure

潜油电泵是一种在海上油田广泛应用的机械采
油工具，电泵法兰连接螺栓是井下工具的附件，起着

关键的作用，一旦螺栓出现断裂会影响泵的使用，进
而影响油田的安全生产。
某海上油田生产井电泵在服役过程中出现故
障，油嘴处无流动。在提管柱修井的过程中，发现电
泵从泵头法兰面处脱开并落井。泵头法兰螺栓断裂
现场如图1所示，经查阅资料，断裂的螺栓强度等级
图 1 泵头法兰螺栓断裂现场
为8.8级， 材料为35CrMo钢。
‒1
3
产压差为8.36 MPa，采液指数为57 m ·d · MPa 。
‒1
已知该井于 2010 年 12 月投产，开采层位为
‒4
L60-L90，最大井斜为16.54°。该井正常生产时计 修井前取样化验H 2 S的质量分数为 2.9×10 ，CO 2
的质量分数为2.2%。所有管柱及工具下井时间为
3
量日产液为478 m /d，泵吸入口压力为2.64 MPa，生
2020年1月。螺栓服役过程中处于受拉状态，且周
围存在腐蚀性介质。
收稿日期：2023-06-18
笔者采用宏观观察、断口分析、化学成分分析、
作者简介：冯电稳（1987-） ，男，硕士，工程师，主要从事井下管
柱及工具的失效分析工作，fengdianwen08@163.com 硬度测试、金相检验等方法分析螺栓断裂的原因，以
51