(2.21)--25材料金属构件失效分析.ppt

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1、塔里木油田油套管失效分析综述目录DIRECTORY引言01失效案例02预防措施03结论0401现象综述。引言01PART02DXN2油田11口气井所用特殊螺纹接头13Cr钢油管，在投产之前9口井已经出现套压异常升高现象，套压升高的井数占总井数的81.8%。对DXN2-8井套管压力升高原因进行分析，结果表明完井管柱有91个接头现场端泄漏，11个接头工厂端泄漏。套压升高是因油管接头泄漏所致，油管接头泄漏主要是因为其气密封性能不能满足塔里木油田实际工况条件。2.1高压气井油管泄漏和套压升高2.2套管磨损，变形和挤毁（1）KXS2井套管纵向开裂KXS2井在钻井过程中发现套管泄漏，井周成像测井发现套管磨

2、损并存在裂纹。失效分析结果表明，该批套管材料的横向韧性只有国外优质套管横向韧性的65%。套管横向钿性偏低，因而对缺口比较敏感，在钻井过程中套管产生磨损之后诱发了纵向裂纹。（2）AXK1-1井套管管体断裂导致挂卡AXK1-1井在钻井过程中发生卡钻事故。失效分析结果表明，140 钢级套管管体断裂导致钻头被卡。套管断裂原因是由于存在原始缺陷，加之高钢级套管对缺陷特别敏感，最终在井下腐蚀环境和复杂的受力条件下发生了断裂。塔里木油田苛刻的工况条件对油、套管有特殊的要求，大量的失效分析结果表明，API 油、套管巳经不能完全满足使用要求。为了保证油气勘探和开发的生产安全，必须采用优质非油、套管。2.3 高钢

3、级套管开裂失效案例02PART图片02PART套管外螺纹损伤套管内螺纹损伤套管管体打滑及咬伤形貌031为预防油、套管发生泄漏事故，塔里木油田采取了如下措施：在订货标准中要求特殊螺纹接头油、套管必须通过API RP 5C5-2003中IV级接头应用等级试验和依据实际工况提出的附加试验；严格特殊螺纹接头油、套管到货检验，防止因产品质量问题导致油、套管失效事故；合理设计管柱，气井完井油管柱和生产套管全部采用特殊螺纹接头油、套管；严格执行塔里木油田特殊螺纹接头油、套管下井作业规程，确保油、套管对扣、引扣和上扣质量；对每根人井的油管接头进行氦气泄漏检测，确证油管接头没有发生泄漏；生产厂和油田有关技术人员

4、对整个完井管柱下井作业过程进行监督；依据发现的问题，及时开展失效分析和科学研究，并及时采取预防措施。例如，经过对 完井管柱泄漏原因进行分析，找出了泄漏原因，采取预防措施之后，重新下入的完井管柱没有再发生泄漏失效。预防措施03PART套管挤毁预防2预防措施03PART套管抗挤强度与套管材料强度、外径、壁厚和套管尺寸精度等有关。套管外径越小，抗挤强度越高；反之，抗挤强度越低。套管壁厚越大，抗挤强度越高；反之，抗挤强度越低。但套管外径和壁厚受制于井身结构设计。套管材料强度越高，抗挤强度越高反之，抗挤强度越低。套管尺寸精度越高，抗挤强度越高；反之，抗挤强度越低。套管磨损会大幅度降低其抗挤强度。为了提高

5、套管的抗挤强度，防止套管挤毁变形，塔里木油田采取了如下措施：在蠕变地层井段和高压盐水层井段采用高钢级、厚壁高抗挤套管；在订货技术标准中对套管尺寸精度提出严格要求；采用POWER V垂直钻井技术，防止或减轻套管磨损。油套管开裂预防3预防措施03PART钢的强度与韧性、塑性通常表现为互为消长的关系，强度高的其韧性和塑性就低；反之，为求得高的铺性和塑性，必须以降低强度为代价。套管材料韧性偏低，其抗裂纹萌生和扩展的能力必然会降低。塔里木油田多起套管开裂失效分析结果已经证明，韧性不足容易导致套管发生开裂失效。为防止套管开裂，塔里木油田采取了如下措施：在订货技术标准中对油、套管材料的韧性和有害元素含量提出

6、了更为严格的要求，提高了油、套管质量；对套管表面质量做了严格规定；采用POWERV 垂直钻井技术，防止磨损诱发套管开裂。04结论（1）塔里木油田非API套管压力升高主要是因油管接头泄漏所致，油管接头泄漏主要是因为其密封性能不能满足塔里木油田实际工况条件；套管挤毁失效主要与套管磨损地层蠕变有关；套管断裂既与套管材质有关，也与套管磨损有关。（2）依据油套管失效原因，制定严格的油套管订货技术标准，可有效预防和减少塔里木油田非API油套管失效事故的发生。结论04PART参考文献参考文献：1刘建勋,吕拴录,高运宗,杨相同,朱金智,彭建云,白晓飞,饶文艺.塔里木油田非API油、套管失效分析及预防J.理化检验(物理分册),2013,49(06):416-418.2吕拴录,李鹤林,藤学清,周杰,杨成新,秦宏德,迟军,乐法国.油 套管粘扣和泄漏失效分析综述J.石油矿场机械,2011,40(04):21-25.PPT模板下载： 感谢聆听，批评指导