某井G105鉆桿開裂失效分析

陳 猛, 余世杰,2, 袁鵬斌, 龔丹梅, 羅 睿

(1. 上海海隆石油管材研究所， 上海 200949; 2. 西南石油大學， 成都 610500)

某井G105鉆桿開裂失效分析

陳 猛1, 余世杰1,2, 袁鵬斌1, 龔丹梅1, 羅 睿1

(1. 上海海隆石油管材研究所， 上海 200949; 2. 西南石油大學， 成都 610500)

通過宏觀檢驗、化學成分分析、金相分析、力學性能測試、掃描電鏡和能譜分析等方法，對某井發生批量開裂的G105鉆桿進行了分析。結果表明：該批鉆桿硬度達到33 HRC，遠高于NACE MR 0175-2009對抗硫化物應力腐蝕開裂(SSCC)材料最高硬度要求值22 HRC，鉆桿的硫化物應力腐蝕開裂敏感性較高；鉆桿開裂主要為硫化氫應力腐蝕而導致的脆性開裂，同時井底存在的CO2和Cl-加速了其腐蝕進程。建議在含有H2S氣體的環境下使用抗硫鉆桿進行作業，從而有效防止鉆桿發生硫化氫應力腐蝕開裂。

G105鉆桿；硫化氫應力腐蝕開裂；硬度

失效鉆桿在某井用于打撈井底油管，該批鉆桿共有299根，鉆桿尺寸為3-1/2″(φ88.9 mm×9.35 mm)，規格為13.30 ppf(19.79 kg·m-1),鋼級為G105。該批鉆桿在下井之前(2014年9月)曾進行過檢測，并按照API Spec 5DP-2009對剩余壁厚的要求對其進行了分級，見表1，可見約有90.97%的鉆桿為優質級。2015年部分油管打撈上來后發現鉆桿管體縱向開裂，對該批鉆桿重新檢測分級，大部分鉆桿降為2級以下，且因開裂報廢31根鉆桿。重新檢查開裂鉆桿2014年的檢測分級情況，結果發現97.14%

表1 鉆桿檢測分級結果Tab.1 Testing and grading results of the drill pipes

的開裂鉆桿在使用前為優質級別，說明鉆桿開裂并非由于磨損引起，可能為腐蝕造成壁厚減薄。開裂失效鉆桿宏觀形貌如圖1所示，可見管體縱向開裂，管體外壁呈棕黑色，無明顯機械劃痕且管體未發生塑性變形。……