油田用抽油杆断裂分析.pdfVIP

擎鬟魏 rj：钨 —。亡：埋雠：貔蚴 !!坠!坠堕!垒塑!璺：!垦璺里!—嵋匝篷薹翻‘霉_ 油田用抽油杆断裂分析 单春艳1，李春福1，程立章2 1．西南石油大学材料学院，成都610500；2．西南交通大学机械学院，成都610031 摘要：某油田抽油杆仅使用了一个多月即发生了断裂。采用化学分析，腐蚀产物的测定，断口 的宏、微观形貌和金相组织的观察及原油的组成测定等方法对断裂抽油杆进行了分析。结果表明， 该抽油杆存在严重的带状组织，在碱性介质和工作应力共同作用下发生腐蚀疲劳断裂。 关键词：抽油杆；断口；显微组织；疲劳；非金属夹杂；带状组织；失效分析 中图分类号：TE933+．2文献标识码：A 文章编号：1001．-4012 2008 04—0203-03 FI之ACTUREANALYSISOIL—SUCK—RODUSEDOILFIELD OF SHAN Chumful，CHENG Chun-yanl，LI Li-zhangz Petroleum 1．MeterialInstitute，SouthwestUniversity，Chengdu610500，China； 2．MachineInstitute，Southwest 610031，China JiaotongUniversity，Chengdu Abstract：Theoil-suck-rodbrokenafter onemonthinsomeoilfield．Thechemical usingonly composition， corrosion and structureandcrudeoilwere results products，nlacromiero-fractograph，metallographicanalysed．The inthe mediumand showedthatthe bandedstructureledtocorrosionfracture alkaline heavy fatigue working stress． structure； Keywords：Oil-suckrod；Fractograph；Microstrueture；Fatigue；Nonmetalinclusion；Banded Failure analysis 某油田使用的抽油杆仅使用一个多月就出现突 然断裂事故，见图1，而对仅使用了5d 天 的抽油杆 检查时，就发现在其表面有明显的腐蚀斑点及腐蚀 坑，见图2。笔者对抽油杆进行了理化检验和分析。 图2更换5d 天 后的抽油杆 afterfive Oil-suckrodfor days Fig．2 replaced 1理化检验 图1断杆表面形貌 1．1化学成分 Surfaceofbrokenrod Fig．1 在该断裂的抽油杆上取样进行化学成分分析， 结果 质量分数 见表1。根据分析结果，此抽油杆 的材料为30CrMo钢。 收稿日期：2007-04-23 1．2宏观形貌 作者简介：单春艳 1969-- ，女，高级工程师，硕士。 由图1和图2可知，断杆表面已严重氧化锈蚀， ·203· 万方数据 隈 t：壁妊缝蕴理殓：笾 兰查丝箜!塑里旦塑塑堑堑銎坌堑 表1抽油杆的化学成分 Tab．1Chemical ofoil一suckrod ％ composition 并出现大块腐蚀斑和蚀坑，而观察另一抽油杆的断 口表面见图3，在其断口表面呈现贝壳状形态和瞬 断区，可见断裂是源于抽油杆表面的腐蚀坑。 b SEM图 图3宏观断口形貌 图5未腐蚀抽油杆SEM图 offracture Fig．3Macrograph SEM ofuncorrosionrod Fig．5 photograph oil-suck 1．3夹杂物 取垂直于抽油杆长度方向的横截面试样，经机 械粗磨一细磨一抛光制样，在未侵蚀的条件下观察 到有呈球状氧化物和硫化物夹杂，见图4和图5。 图6在明场呈带状的夹杂物320× Zonalinclusionin Fig．6 bright-field 1．4腐蚀物形貌 在断裂抽油杆表面腐蚀坑处取样分析，结果见 图4在明场呈球状的夹杂物320X 图7和图8。由图可知，腐蚀产物膜结构疏松，颗粒 inclusioninuneorrosion Fig．4Special bright-fiel 间孔隙较大，呈现硫化物所特有的珊瑚状形貌且形 另外还有少量的脆性夹杂物Al。03，呈串链状成众多点蚀坑。 分布，见图6。 1．5原油组成 取该油田原油分析，平均矿化度达到了5666～ 7 524 mg／L，采出液为重碳酸钠型原油，其中Cr含 990--4393 量为992mg／L，HCOf含量2 mg／L， 还含有M