某S135鉆桿腐蝕穿孔失效分析

摘 要:通過宏觀形貌分析、力學性能測試、金相顯微組織和微觀形貌及物相分析，并結合鉆桿的使用狀況，對某S135鉆桿管體穿孔失效原因進行分析。結果表明，鉆桿內加厚過渡區及緊鄰的管體部分內壁的一側集中分布著大量的深腐蝕坑，腐蝕坑主要是由于氧腐蝕形成的，鉆桿的穿孔失效屬于氧腐蝕失效。

關鍵詞:鉆桿穿孔失效分析氧腐蝕

中圖分類號:TE921文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(c)-0033-02

Abstract: The failure reason of S135 drill pipe was studied through mechanical properties testing， optical morphologies and fracture analysis. Results show that mainly reason of failure is severe oxygen corrosion on one side inner face of drilling pipe. Under the effect of alternating stresses， the cracks are first initiated in the corrosion pit of upsetting transitional band and expand quickly. Drill pipe’s washout failure belongs to early oxygen corrosion failure.

Key Words:drill pipe; washout; oxygen corrosion; failure analysis

1 引言

據某井現場提供資料，穿孔鉆桿所在井鉆進至井深5327.93米時發現泵壓由20.1MPa下降至18.4MPa，泵沖由154spm升至170spm。經檢查地面循環系統，排除地面原因后起鉆檢查鉆具，發現鉆具刺漏。鉆具組合:Φ311.15mmPDC+241.3mmDC×2根+309mmSTB+241.3mmDC×1根+203.2mmDC×5根+177.8mmDC×6根+127mmDP×251根+139.7mmDP。

2 宏觀分析

發生穿孔的鉆桿試樣形貌如圖1所示，刺孔呈近似圓形，管體外表面有輕微的腐蝕痕跡，將試樣剖開，刺孔所在一側內壁有規則排布的3列深腐蝕坑，腐蝕坑主要分布在鉆桿內加厚區及緊鄰內加厚區的管體部分，如圖2所示。經磁粉探傷，刺孔尖端及鉆桿管體內、外表面腐蝕坑內均未發現有擴展裂紋。

3 理化分析

3.1 力學性能分析

從穿孔失效鉆桿管體上取試樣，用Baird Spectrovac2000直讀光譜儀檢測其化學成分，結果表明鉆桿化學成分中的S和P含量符合SY/T5561-2008[1]標準要求。從刺漏失效鉆桿樣品上分別取寬度為25.4mm的全壁厚條形拉伸試樣和規格為7.5×10×55mm的縱向夏比V型缺口沖擊試樣，拉伸和沖擊實驗條件為室溫，實驗結果見表1。由表可見，失效鉆桿的拉伸性能和縱向沖擊功符合SY/T5561-2008標準要求。

3.2 金相分析

在失效鉆桿穿孔和腐蝕坑附近取樣，分析材料中的夾雜物等級和晶粒度。……