PDF《海上某油田生产井 316犔 不锈钢毛细管泄漏失效分析》

c o r r o s i o n ;

HA Z ;

f a i l u r e a n a l y s i s ;

i m p r o v e m e n tw a y 海上某生产井投产两年后, 现场压力监测系统 显示 控制井下安全阀(井下152m) 的毛细管(7mm) 出现内部液压油压力骤降.起井后发现, 该毛细管在井下1

2 0m 处存在1处外壁腐蚀穿孔, 而

7 mm 毛细管旁用于注入破乳剂的毛细管(10mm) 在井下1

2 0m~2

2 0m 存在多处腐蚀变 收稿日期:

2 0

1 5

1 1

0 3 通信作者: 李瑞川(

1 9

8 6 -) , 助理工程师, 硕士, 从事金属材 料失效分析相关技术研究,

1 8

7 8

2 1

9 1

7 0

5 ,

4 4

7 8

3 3

7 4 3@q q . c o m 薄、 腐蚀沟槽和腐蚀开裂的现象.由于

1 0mm 毛 细管腐蚀更为严重, 因此本工作以

1 0mm 毛细管 为研究对象, 在不同腐蚀程度的部位取样后进行了 分析, 并提出了失效的原因以及后续运行维护的保 养措施. 7mm 毛细管、

1 0mm 毛细管与油管之 间为井口环空, 环空内流体介质为油气水三相混合 液, 泄露前流体温度约为6 0℃, 压力约为1 . 9M P a .

1 宏观检查

1 0 mm毛细管的材料为3

1 6不锈钢, 根据腐蚀 程度从毛细管不同位置取样, 进行宏观观察, 如图1 ・

6 1

8 ・ 第3 7卷第1 0期2016年1 0月 腐蚀与防护 C O R R O S I O N &

P R O T E C T I O N V o l .

3 7 N o .

1 0 O c t o b e r

2 0

1 6 ( a ) 1号样, 2号样宏观形貌 ( b ) 1号样断面形貌 ( c ) 3号样宏观形貌 ( d ) 3号样断面形貌 ( e ) 4号样宏观形貌 ( f ) 4号样断面形貌 图1 毛细管不同位置处的形貌 F i g .

1 M a c r o g r a p h s( a , c , e ) a n dc r o s s s e c t i o nm o r p h o l o g y( b , d , f ) o f d i f f e r e n t p a r t so f c a p i l l a r y 所示.其中, 1号样取样于井下1 0m 处的未腐蚀 管段, 外表较光亮, 其焊缝完整;

2号样取自井下

1 2 0m处的全面腐蚀管段, 其外壁母材呈现均匀腐 蚀变薄, 表面凹凸不平且明显弯曲现象, 颜色较暗;

3号样取自井下1

6 0m 处, 其热影响区出现刀槽状 腐蚀, 体现了热影响区优先腐蚀的特点, 如图1( c , d ) 所示;

4号样取自井下1

8 0m 处, 由图1( e , f ) 可见, 该处毛细管扭曲严重且沿沟槽开裂, 开裂长度约

0 . 9m. 1号样至4号样的腐蚀形貌显示了毛细管 局部腐蚀破裂过程, 即从完好至外壁形成腐蚀沟槽, 然后至沟槽最薄弱处承压下破裂的腐蚀过程.另外, 在井下8 0m 处也发现了泄漏孔, 且泄漏孔周围 金属较为尖锐, 推测该泄漏孔是由于回收过程中的 机械损伤导致.

2 生产井采出气体组成 为了进一步探明该井采出气体组成, 判断气体 成分对腐蚀的影响, 利用气相色谱法进行了分析, 结 果见表1 .由表1可见, 该井采出气体中以烃类化 合物为主, 含有1 .

1 2 % C O 2, 不含 H

2 S .

3 理化检验

3 .

1 化学成分分析 为检验化学成分对毛细管腐蚀的影响, 将4号 样去除腐蚀产物, 然后采用M

1 1斯派克直读光谱 表1 生产井采出气体的组成( 质量分数) T a b .

1 G a s c o m p o s i t i o no f p r o d u c i n gw e l l( m a s s ) % C O

2 CH

4 N

2 C 2H

4 C 3H

6 i C 4H

1 0 n C 4H

1 0 n C 5H

1 0 n C 5H

1 2 C 6H

1 4 1.

1 2

9 3.

6 9 0.

0 9 3.

8 1 0.

6 8 0.

2 5 0.

1 6 0.

1 0 0.

0 2 0.

0 8 仪, 按照 G B / T1

1 7 0-2

0 0 8《 不锈钢多元素含量的 测定 火花放电原子发射光谱法》 对该毛细管母材的 化学成分进行分析.由表2可见, 失效毛细管母材 的化学成分符合技术规格书要求.故排除由于化学 成分不合格造成毛细管腐蚀失效的可能. 表2 失效毛细管母材的化学成分及相应标准 ( 质量分数) T a b .