隔热油管的腐蚀断裂失效分析.pdf

《隔热油管的腐蚀断裂失效分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第1期-59-腐蚀防护隔热油管的腐蚀断裂失效分析1212谢甲伟，苏广兰，王加德，殷凤仕（1.胜利油田孚瑞特石油装备有限责任公司，山东东营257000）（2.山东理工大学机械工程学院，山东淄博255049）[摘要]分析了某采油厂作业时隔热油管腐蚀断裂失效的原因。分析结果表明：隔热油管的腐蚀断裂是由于隔热油管螺纹与接箍密封性不好，在注入液态CO2和热蒸汽的过程中存在外漏，形成腐蚀溶液造成的。由于在整个闷井阶段持续存在热蒸汽泄漏，在隔热油管表面形成了流动腐蚀液，从而产生腐蚀沟槽的形貌。为避免类似事故的发生，建议在隔热油管与接箍之间的连接螺纹处增加密封设计。[关键词]隔热油管；腐蚀断裂；

2、失效分析随着石油开业的发展和石油消耗量的不断增液态CO2的温度为-18℃，随后，在没有外力的作加，开采稠油已成为国内外许多石油公司的主要用下注入降黏剂和防膨剂，最后在15~18.6MPa产量来源。稠油开采通常有蒸汽吞吐和蒸汽驱两的压力下注入1503吨高温蒸汽，蒸汽温度为[1]种开采方式。蒸汽吞吐是指在本井中注蒸汽、焖300~350℃，热蒸汽的注入用了8天。注入热蒸井和开井生产三个过程的稠油开采方法。蒸汽驱汽后，闷井14天发现隔热油管出现问题。6月18是指通过适当井网由注汽井连续注汽，在注汽井日提出管柱后发现从井口起第17根隔热油管与第周围形成蒸汽带，注入的蒸汽将地下原油加热并18

3、根隔热油管连接处因腐蚀开裂导致管体掉井。驱到周围生产井后产出。隔热油管是稠油开采时经过打捞，将其余管柱提出后发现第28、29、[2]注汽和产油用的管道，是稠油开采的关键装备，38根隔热油管同样存在类似腐蚀现象，且腐蚀仅隔热油管失效将造成巨大经济损失。为避免类似发生在两管连接处附近0.9m以内。根据现场提失效事故的发生，本文对中石化某采油厂作业时供的作业过程资料显示：本批隔热油管的规格为隔热油管腐蚀断裂失效的原因进行了深入分析。114×76，外管为114.3×6.88，钢级N80-1（材质为28Mn2V），内管为88.9×6.45，钢级N80-1。每1事故概况根隔热管长9.4-9.

4、8m，总长约1700m。隔热管理论2013年5月21日，某采油厂在某井作业时，单重为32.08kg/m。失效的第17、28、29、38根隔首先向隔热油管外的套管内管道压入13MPa热油管均处于管柱的上半部，未与井液接触，正3（3000m）的N2，作为辅助隔热保护气体，然常情况下，应该处于油套管环空中的氮气中。后用了约10h时间，在隔热油管内以一定的压力（2MPa、3MPa、7MPa）压入120.35吨液态CO2，2腐蚀断口及附近区域形貌(a)腐蚀断口；(b)腐蚀断口附近外壁的腐蚀坑；(c)腐蚀断口附近外壁的腐蚀沟槽图1隔热油管腐蚀断口及其附近区域的宏观形貌作者简介：谢甲伟（198

5、2—），男，山东聊城人，本科学历，工程师。现从事稠油热采研究、石油专用管加工制造工作。石油和化工设备-60-腐蚀防护2017年第20卷将腐蚀断裂的隔热油管管体进行了取样分析，图1显示了腐蚀断口及附近区域的宏观形貌照片。图1a显示了腐蚀最严重的位置，腐蚀后的剩余管体厚度最薄处只有0.84mm。在断口附近区域发现有大小约0.5mm的腐蚀小坑（图1b）和在流动腐蚀介质下形成的腐蚀槽（图1c）。从断口形貌分析可以看出，隔热油管的断裂是由于腐蚀变薄，在自身载荷作用下引起的整个隔热油管发生断裂。3腐蚀断裂原因分析根据对提出管柱的观察，存在腐蚀的第17、28、29、38根隔热油管存在一个共性：

6、腐蚀现象发生在隔热油管之间连接的部位（图2所示），且腐蚀均为管体和接箍的局部腐蚀。腐蚀最严重的位置只剩下0.84mm的母材，隔热油管的厚度为6.88mm，已腐蚀掉6.04mm。从时间上看，整个油井作业时间约23天，以该时间计算，该隔热油管的腐蚀速率为94.5mm/a。在存在腐蚀介质的油井中，油井管的正常腐蚀速率约为9mm/a，该油井管图2腐蚀位置示意图的腐蚀速率约为正常腐蚀速率的10倍，属于加速腐蚀过程。从油井作业过程看，套管与隔热油管通道内通入的是N2，是一种辅助隔热气体，该气体具有较强的稳定性，不具有腐蚀或辅助腐蚀的性能。发生腐蚀的第17、28、29、38隔热管均该气体被包围

7、，因此说明有腐蚀性或辅助腐蚀的介质存在这些隔热管腐蚀部位。根据作业过程记录得知：从注入的成分来看，CO2和热蒸汽外漏，构成腐蚀介质，可能是造成隔热油管腐蚀断裂的原因。液态CO2温度与密度的关系如图3所示，从图中可以看出-18℃时，液态CO2的密度约为1023kg/3m，与水的密度相当。另外，隔热油管内径只有图3液态CO2的密度随温度的变化关系76mm，120.35吨液态CO2在76mm的隔热油管中产生的液柱高度超过25000m，而管道深度约为(1)1700m，所以在注入液态CO2