抗硫化物应力腐蚀SS105钢级钻杆料的开发.pdfVIP

抗硫化物应力腐蚀 SS105 钢级钻杆料的开发 吕传涛 郑 飞 姚 勇 王庆国 李 艳 赵兴亮 赵春晖 （天津钢管集团公司技术中心，天津 300301 ） 1 摘 要 硫化物应力腐蚀是石油天然气钻井过程中遇到的主要腐蚀之一，文章介绍了抗硫化物应力腐蚀钻杆的研 制过程，并开发出了符合加拿大 IRP 抗硫钻杆标准的性能良好的 SS105 钢级钻杆料。文章重点介绍了 SS105 钢级 钻杆料的力学性能，抗硫化物应力腐蚀性能。采用 SEM 扫描电镜、能谱仪等分析了钢 H2S 腐蚀后表面腐蚀产物 的组成、形貌、厚度及抗腐蚀机理等。 关键词 H2S 应力腐蚀 钻杆 钻杆标准 Development of Grade SS105 Drill Pipes with Good H S 2 Corrosion-resistant Properties Lv Chuantao Zheng Fei Yao Yong Wang Qingguo Li Yan Zhao Xingliang Zhao Chunhui （Research Institute of Tianjin Pipe Group Corporation, Tianjin, 300301 ） Abstract Hydrogen sulphide stress corrosion is the main corrosion occurring in mining petroleum and gas. Development of the grade SS105 drill pipes with good H2S corrosion-resistant properties is introduced in this paper, according with IRP standards. The mechanical properties, as well as hydrogen sulphide stress corrosion properties of the grade SS105 drill pipes, are focused on. The make up and structure of the surface corrosion products, corrosion resistant behavior and mechanism are also studied by means of advanced SEM, XPS, etc. Key words hydrogen sulphide, stress corrosion, drill pipes, drill pipes standards 石油钻具在钻井工程中，均不同程度的接触各种腐蚀介质，普遍存在腐蚀问题，并随钻井向高速、深 井方向发展而日趋严重。据有关资料显示，国外经几十年的发展，每钻进 1m 的钻具损失控制在 1～1.5kg, 国内近年钻进 1m 的钻具损失超过4 kg[1] 。据统计，我国石油行业每年损耗的钻具的75%～80%是由腐蚀造 成的，而硫化物应力腐蚀是石油钻具失效的主要形式之一。而我国中西部主产油区地层中不同程度的含有 H2S 气体。因此研究优良的抗硫化物应力腐蚀钻具材料，对发展钻井技术、减少钻具损耗、降低钻井成本 及安全钻井具有极其重要的意义[2,3] 。 1 抗硫钻杆主要技术指标 由于此前国际上没有抗硫钻杆的统一标准，因此各钻杆生产厂家都按照各自的内部标准生产抗硫钻杆 产品。由于加拿大在油井管抗硫化物应力腐蚀（SSC）方面积累了丰富的经验，而且 IRP 抗硫钻杆标准比 任何钻杆生产厂家的内部标准严格，因此 IRP 标准推出后，迅速被各国钻杆生产厂家与油田用户采纳，成 为抗硫钻杆方面事实的国际最高标准[4] 。其中按 IRP 1.8 标准生产的抗硫钻杆主要应用于含 H S 的苛刻酸性