Page 69 - 理化检验-物理分册2018年第十一期

DOI : １０．１１９７３ / lh jy Ｇwl２０１８１１０１２

P１１０S 钢级油管断裂失效分析

张 乐 ,安 浩 ,张 瑶 ,王亚龙 ,李 岩 ,张益铭 １
２
１
３
１
１
( １． 中国石油集团石油管工程技术研究院,西安 ７１００７７ ;
２． 宝鸡石油机械有限责任公司,宝鸡 ７２１００２ ; ３． 塔里木油田,库尔勒 ８４１０００ )
摘 要: 某油田进行酸化验抽作业时发现一根 P１１０S 钢级油管沿横向完全断裂, 通过宏观观察、
化学成分分析、 金相检验、 力学性能试验、 扫描电镜及能谱分析等方法对断裂原因进行了分析.结
果表明: 该油管断裂由硫化物应力腐蚀开裂导致, 裂纹起始于油管上扣端大钳夹持区的咬伤牙痕
内; 工作应力和牙痕底部的应力集中、 含硫腐蚀介质及油管强度偏高共同导致该油管发生了硫化物
应力腐蚀开裂.
关键词: 油管;断裂;硫化物;应力腐蚀开裂;牙痕
中图分类号: TG１７２ 文献标志码: B 文章编号: １００１Ｇ４０１２ ( ２０１８ ) １１Ｇ０８３３Ｇ０４

FailureAnal y sisonFractureofP１１０SSteelGradeTubin g

１
２
１
１
ZHANGLe , ANHao , ZHANGYao , WANGYalon g LIYan , ZHANGYimin g １
３
,
( １．CNPCTubularGoodsResearchInstitute , Xi ’ an７１００７７ , China ;
２．Bao j iOilfieldMachiner yCo． , Ltd． , Bao j i７２１００２ , China ; ３．Tarim Oilfield , Korla８４１０００ , China )
Abstract : A P１１０Ssteelg radeoiltubin g wasfoundfracturedcom p letel yalon gthetransversaldirection
durin gacidificationo p erationinanoilfield．Thefracturereasonsoftheoiltubin gwereanal y zedb ymeansofmacro
observation , chemicalcom p osition anal y sis , metallo g ra p hic examination , mechanical p ro p ert y test , scannin g
electronmicrosco p e , ener gys p ectrum anal y sisandsoon．Theresultsshowthatthefractureofthetubin g was
causedb y sulfidestresscorrosioncrackin g ．Thecracksinitiatedfromthebottomofthetoothmarkintheclam p in g
areaoftheoiltubin g ．Theworkstressandthestressconcentrationatthebottom ofthetooth mark , thesulfurＧ
containin gcorrosivemediumandthehi g hstren g thofthetubin g , thesethreecausesresultedinthesulfidestress
corrosioncrackin gofthetubin g ．
Ke y words : tubin g ; fracture ; sulfide ; stresscorrosioncrackin g ; toothmark

油管在油气田服役应用过程中, 不仅要承受来
自内部及外部的复杂应力载荷, 同时还受到作业环 １ 理化检验
境中多种腐蚀介质的腐蚀, 服役条件极为恶劣 [ １ ] . １．１ 宏观观察
在复杂工况的综合作用下, 油管失效案例频发 [ ２Ｇ３ ] , 断裂油管的规格为 ８８．９mm×６．４５mm , 钢级
ϕ
严重影响了油气田的正常生产, 不但导致重大经济 为 P１１０S 钢, 供 货 协 议 为 « ８８．９ mm×６．４５ mm
ϕ
损失, 同时也造成了不同程度的环境污染.某油田 １１０SEU 油管订货补充技术协议».该油管服役油
进行酸化验抽作业时, 发现井口向下第 １４ 根油管沿 井产出的 水 为 典 型 氯 化 钙 水 型, 氯 离 子 含 量 高 达
横向完全断裂, 给该井的正常生产造成了极大影响. ５０９００m g L ; 产 出 的 气 中 硫 化 氢 含 量 高 达
－１

笔者通过一系列的理化检验对该油管断裂原因进行

３５００m g m －３ .由该井工况环境参数可以判断, 该
了分析, 旨在预防此类事故的再次发生.
井的流体介质对碳钢材料具有一定的腐蚀性 [ ４ ] .
该断裂油管的宏观形貌如图 １a ) 所示, 可见其
收稿日期: ２０１７Ｇ１２Ｇ２５
作者简介: 张 乐( １９９１－ ), 男, 工程师, 硕士, 主 要 从 事 油 管、 套 沿横向完全断裂, 断面呈深褐色, 周围无明显颈缩变
形.断面分为平坦区和剪切唇区两个特征区, 平坦
管的检验及试验研究工作, zhan g le００３＠cn p c．com．cn
８ ３ ３