P110套管殘余應(yīng)力及其H2S腐蝕行為的研究.pdf

1、P110套管具有高抗擠毀性能及良好的耐腐蝕性能，被廣泛應(yīng)用在深井、超深井等對套管要求苛刻的場合。在P110套管服役過程中，由于油田中大量H2S及有機酸的存在，P110套管經(jīng)常提早發(fā)生腐蝕而失效，降低殘余應(yīng)力（絕對值）能顯著提高套管的抗擠毀強度。本文研究了P110套管生產(chǎn)過程（軋制、調(diào)質(zhì)、冷矯直、溫矯直）中殘余應(yīng)力產(chǎn)生的主要原因并且系統(tǒng)地研究了P110套管鋼在H2S溶液中的腐蝕行為。研究結(jié)果如下:
　　(1)在P110套管的生產(chǎn)過程

2、中，軋制和冷矯直是產(chǎn)生殘余應(yīng)力的主要原因，殘余拉應(yīng)力高達400MPa，殘余壓應(yīng)力高達250MPa;調(diào)質(zhì)后殘余應(yīng)力絕對值均在100MPa以下;與冷矯直相比，調(diào)質(zhì)后采用溫矯直可以有效地控制殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。四種不同工序（軋制、調(diào)質(zhì)、冷矯直、溫矯直）下的P110套管，管壁的中部和偏內(nèi)壁處均保持了較低水平的殘余應(yīng)力狀態(tài)。
　　(2)P110套管鋼在NACE溶液中具有一定的SCC敏感性，3種組織的敏感性系數(shù)由高到低的順序為:馬氏體/貝氏體＞鐵

3、素體胨光體＞回火索氏體。P110鋼的在NACE溶液中的SCC過程由氫脆和陽極溶解混合控制。
　　(3)在不含乙酸的H2S溶液中，P110鋼表面形成的FeS1-x腐蝕產(chǎn)物平整致密，對基體有相對較強的保護作用;隨乙酸含量的增加，腐蝕產(chǎn)物膜出現(xiàn)孔和裂紋等缺陷，乙酸對P110鋼在H2S溶液中的陰極和陽極反應(yīng)均有促進作用。在不含乙酸的H2S溶液中，P110鋼的腐蝕以點蝕為主，加入乙酸后，P110鋼發(fā)生了嚴(yán)重的均勻腐蝕和點蝕。
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