P110油管接箍产生纵向裂纹的原因分析

　　P110石油套管在试油过程中出现大量油管接箍纵向裂纹。油管失效主要发生在3000×3713.26m垂直深度的服役井段，地层温度约为114-141℃。大部分的套管材质优于油管材质，因此油管的电极电位负于套管的电极电位。油管内外均为稠密的1.35g/cm完井液(主要成分为：NaNO)。这批失效油管是使用的新型油管，失效时间短(井下后不超过48小时)。为了确定裂纹产生的原因，防止类似事故的再次发生，石油套管厂家对裂开的P110油管接箍进行了理化检测和分析，以确定裂纹失效的原因，防止类似事故的再次发生。

　　P110油管接箍接头中发生纵向裂纹，油管接箍纵向或完全裂开，或从接箍的端面裂开到中间部分。断裂是齐平的，没有观察到明显的塑性变形。油管短接厂家讲解：油管短接受到气体的温度影响油田开发生产中的采出液矿化度高，含有硫化物、二氧化碳、氧气、硫酸盐厌氧等属于强电解质，对井下油管、周泰都具有较强的腐蚀性。打开裂缝以观察截面的宏观形态，结果表明，裂缝附近的油管接箍内外表面没有明显的腐蚀和变薄;截面平整，脆性开裂特征明显;P110油管接箍的外表面是多源裂开的，并且该部分覆盖了腐蚀产物。

　　测试了失效油管接箍试样的力学性能，结果表明，失效的P110油管接箍的拉伸强度、屈服强度、延伸率和冲击能均满足API5CT标准对P110级钢的要求，且强韧性匹配良好。

　　失效原因应是油管材料在腐蚀开裂。P110油管接箍纵向开裂的主要原因是油管材料在周向拉应力载荷作用下，在井下“无”溶液介质中发生应力腐蚀开裂(SCC)。

　　石油套管钢精炼过程中夹杂物的成分和数量变化

　　在石油开采和钻井过程中，用于石油套管的钢管主要起到密封的形成和防止井眼塌陷的作用。J55套管接箍是螺纹连接的重要组成部分，其内螺纹加工质量直接影响整个套管柱的连接强度和密封性能。在某一情况下，外部流体对其的冲击不会在钻井和固井过程中产生严重的质量问题，但当与石油套管钢接触的介质含有HS、CO2、硫酸盐还原菌等物质时，会导致氢致裂纹和硫化物应力腐蚀开裂。

　　HIC的形成来源于钢中非金属夹杂物，而SSCC的形成与HIC的形成密切相关。因此，为了提高石油套管钢在工作过程中的抗HIC和抗SSCC能力，有必要降低钢中的总氧含量，有效地去除钢中夹杂物，并对残余夹杂物进行无害处理。

　　因此，为了生产出更高质量的石油套管钢以满足市场需求，石油套管厂家进行了一个石油套管试验钢的生产工艺取样测试。详细分析了精炼过程中夹杂物的成分变化和数量变化，研究了初始渣碱度对夹杂物去除的影响。

　　LF精炼全过程搅拌，采用高碱度、强还原渣冶炼。在电弧炉出钢过程中，加入铝块强制脱氧，对炉渣进行改性。结合LF精炼渣样的化学测试结果和夹杂物的统计分析，得出采用一次渣碱度与微夹杂物数量的关系来生产超低氧石油套管钢。正是由于这个原因，国外广泛使用特殊螺纹石油套管，它的螺纹接头使用金属和金属密封，不存在间隙问题，具有可靠的密封性能。采用EAF-LF-VD-CC工艺。出钢时加铝强制脱氧，采用LF精炼工艺。高碱度、低氧化还原渣可生产出高洁净度(t.o)7x10板坯。

　　井筒传热过程中油管接箍的散热损失的计算

　　真空隔热石油套管是湿蒸开采重油的主要设备之一。目前，国内外许多学者在研究绝缘管轴传热时，都没有准确地计算出油管接箍的散热情况，并根据整个轴的散热损耗，将其全部乘以一定的修正系数。泵的泄油管不适合与液压传动系统别的回输油管相连接一起，以防损坏泵的正常值工作上或使泵壳身体缺润滑脂，导致磨擦副烫损毁坏。油管接箍散热的方法给隔热油管的传热计算带来了很大的误差，因此，石油套管厂家利用油管接箍视觉导热的概念模拟油管接箍段的传热，对油管接箍段的热损失进行了分析。

　　以往，在解决井筒热传递问题时，经常忽略油管接箍传热，采用全传热系数修正方法对绝热管的传热进行修正。总传热系数的校正方法无疑将简化计算和编程，但由于在总传热中油管接箍热传递的比例大，因此不能有效地控制由这种简单校正引起的误差。但当爪松动时夹紧力释放时，J55套管接箍的弹性变形会恢复，轿厢内孔的小变形会出现两次，导致正三角形变形，导致J55套管接箍圆度误差增大。因此，通过计算绝缘管的总传热系数和油管接箍的总传热系数的方法，计算油管接箍的传热量。

　　从热力学，传热和两相流理论的角度，综合分析了井筒的传热过程，给出了井筒热损失的热力学和传热数学模型。该模型不用于计算油管接箍的散热量。当油管在电解质中发生电化学反应时，油管作为阳极拾取电子而发生电化学腐蚀。估算方法是分别计算绝缘管的传热系数和油管接箍的传热系数。计算结果表明，油管接箍的散热率随着绝缘油管导热系数的降低而增大。估计油管的热损失30%是不合理的。