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1、N80套管断裂原因分析冯定I晏健I施雷-马威李志敏
2、Q.长江大学机械工程学院，荆州434023)摘要：N80石油套管是用于石油钻探的重要器材，但在井下各种复杂工况以及长时间的工作状态下，套管容易产生各种失效爭故，影响油气田的正常生产作业。为了分析某海洋油井在钻井过程中下入780石油套管遇阻发生断裂失效事故的原因，通过对断裂失效的N80石油套管化学成分、力学性能和金和组织的检测分析，结合断裂套管的断口形貌的宏观分析和微观检测，以及套管使用现场的工况分析，得出奁管断裂失效的主要原因是套管含人尺寸氧化物夹杂，材质的组织不均匀，韧性较差，导致套
3、管在恶劣服役坏境下发生弯曲以致断裂。关键词：套管；断裂；原因；分析中图分类号：TE985文献标识码：AAnalysisonCrackFailureofN80CasingFengDing1,YanJian1,ShiLei1,MaWei1,LiZhi-min1(1・SchoolofMechanicalEngineering,YangtzeUniversity,Jingzhou434023,China)Abstract：N80casingisanimportantequipmentinwelldrilling・Butinlongtimeand
4、complexworkingconditions,thecasingiseasilyoutofwork,andthenaffectingthenormalproductionandoperationofoilandgasfields.TheN80casingfailureaccidentoccurredintheprocessofamarinewelldrilling.Inordertoanalyzethecause,itsmaterialchemicalcomposition,mechanicalpropertiesandmetall
5、ographicorganizationweretested.Combinedwiththemacroanalysis,microscopicexaminationandtheworkingenvironmentofthefailurecasing,thepaperreachedaconclusionthatthemainreasonforthefailureofcasingpipeiscontaininglargesizeofOxideinclusions.Theorganizationofthematerialisuneven,po
6、ortoughnessleadingtocasingfailureinbadserviceenvironment.Keywords：casingfailurereasonanalysis0.引言随着石油资源的不断开采，石油天然气勘探开发向极地、沙漠和海洋拓展，面向深井、海域等恶劣工况坏境，开采难度越来越大，对油气管提出了更高的性能耍求。因此，对高强高韧套管的需求也越来越人
7、1,,2,oN80套管钢作为一种微合金控轧钢，是近年來发展起來的一种高强度、高韧性的新钢种，随着多数汕山开采进入屮后期，N80套管的便用愈加广泛⑶。目前,N80石油套
8、管用量约占套管总量的50%,套管的损坏在国内外呈上升趋势,主要表现为套管被挤毁、错断、断裂、严重变形以及严重腐蚀。这些失效严重妨碍了油田的正常生产，已成为目而国内外石油开采中的一•个急需解决的重要问题之一⑷⑸。对于某汕田套管规格为13-3/8”的N80套管在下入海洋油井过程中遇阻，出现弯曲以致断裂的事故，本文通过一系列试验对断裂套管进行分析，得出了套管断裂的主要原因。收稿日期:2013-03-12；修订日期:作者简介：冯定(1963-),男，安徽东至人，教授、博士生导师。1.试样制备与实验方法试验材料为N80套管钢，套管规格为13-3/
9、8"o分别在失效的N80套管本体和断口上取样进行套管本体的化学成分、拉伸性能、弯曲性能、夏比冲击、显微组织以及断口形貌观察等理化性能检验⑹。理化性能试样的取样位置和个数均按APISpec5CT-2005《套管和油管规范》标准执行。套管材料的化学成分采用ARL3460直读光谱分析仪，在室温下测试各元素百分比浓度。室温拉伸和弯曲试验分别按照GB/T2282002和GB/T2322010标准在WDW3300型微机控制电子万能试验机上进行。套管拉伸实验取样均在套管轴向取纵向弧形试样，取三个试样的平均值；弯曲试验根据标准APISpec5CT-20
10、05《套管和油管规范》沿套管轴向取短形试样，用两个侧弯试验代替背弯和正弯试验。冲击试验按GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》在JB-300B冲击试验机上进行，试样尺寸为10mmXI0mm
