钻井系统中的腐蚀
石油钻井机械设备腐蚀原因及措施
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被腐蚀的情况下,不断积累问题,导致最终发生更严重的生产问题。
保障石油开采工作的顺利安全稳定推进。
2 不同环境对石油钻井机械设备腐蚀情况的影响2.1 沙漠环境对石油钻井设备的影响沙漠环境对于石油钻井机械设备有着极大的影响。
在沙漠地区,相关气候环境干燥、地理环境多沙土尘埃,因此极易差生大量的扬尘以及相应的地下化合物,通过干、湿不同形式渗入机械设备、与其发生化学反应,导致腐蚀现象。
进一步的,沙漠地区的昼夜温差大,在夏季时最高温度甚至会超过60℃,而相对应的夜晚则会低至10℃,由此,剧烈的昼夜温差变动,导致空气中的水蒸气快速冷却液化,与渗入的扬尘和化合物进一步反应,加快其与机械设备的化学反应、加剧腐蚀的程度。
另外,昼夜温差大会导致机械设备的物理性质快速变化,随着环境温度的升高,内部微观分子结构变得脆弱、活跃,使得腐蚀过程更为剧烈。
2.2 海洋环境对石油钻井设备的影响在海洋石油钻井平台的工作中,石油钻井机械设备直接接触海水,与复杂的化合溶液必定会产生强烈的反应。
在海洋中,大量地存在着氯化钠,也就是我们常说的“盐”。
除了氯化钠这种稳定的化合物以外,海水中还存在着大量的游离态钠离子,与氯化钠不同,钠离子是可以与机械设备中的金属单质、化合物发生反应的。
钠离子会使石油钻井机械设备产生严重的腐蚀问题,在机械设备的金属表面生成锈蚀的氧化层,甚至会产生设备的穿孔、断裂等问题。
除此之外,海洋内还存在着大量的酸性、碱性化合物,以及其他的活性金属离子,在水环境的促进作用下,会进一步加深石油钻井机械设备的腐蚀程度,缩短其设计寿命,甚至造成生产中的事故发生。
2.3 土地环境对石油钻井设备的影响我国幅员辽阔,从北到南、从东到西涵盖多种不同的气候带及地质带,其中最常见的有黄土地貌、海岸地貌、河流冲抵平原、喀斯特地貌等。
其中,在黄土、冲积平原等地貌类型上开展石油勘探开采工作,机械设备所受的腐蚀较轻;而喀斯特地貌等则因为地下包含了大量的碳酸盐类化合物,必须采取针对性的防护措施。
石油钻井机械设备腐蚀因素及防治技术
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石油钻井机械设备腐蚀因素及防治技术摘要:油钻井机械设备是石油勘探和开采的重要工具,其正常运行和安全性直接关系到油田的生产效率和经济效益。
然而,在恶劣的工作环境下,这些设备容易受到腐蚀的影响,导致性能下降、寿命缩短,甚至引发事故。
为了保证设备的可靠性和安全性,必须采取有效的腐蚀防治技术来减少腐蚀的发生和进一步损坏。
本文结合实际,对石油钻井机械设备防腐控制的作用于控制技术进行分析。
关键词:石油工程;钻井机械;设备腐蚀;防治技术引言石油钻井机械设备在作业过程中容易受到腐蚀的影响,导致设备性能下降、寿命缩短甚至发生事故。
因此需要结合实际情况,采取有效的防治技术对存在的问题处理,保证机械设备不受到影响。
1石油钻井机械设备防腐控制的作用石油钻井机械设备在恶劣的工作环境中经常接触到腐蚀性物质,如盐水、酸性溶液和高温高压气体等,因此进行防腐控制对于设备的正常运行和寿命的延长至关重要。
首先,防腐控制有效阻止腐蚀物质对机械设备表面的侵蚀。
选择适合的防腐涂层或涂料,在机械设备表面形成一层保护膜,防止腐蚀物质直接接触金属表面,减少腐蚀的发生。
其次,防腐控制减少设备的损耗和损坏。
腐蚀会导致设备表面的金属材料逐渐腐蚀、磨损甚至破裂,从而影响设备的性能和可靠性。
有效的防腐控制,降低设备的维修频率和维修成本,延长设备的使用寿命。
其三,防腐控制还能提高工作安全性。
腐蚀会导致设备的结构强度下降,从而增加事故发生的风险。
对机械设备进行防腐处理,保证设备的结构完整性和稳定性,减少事故的发生,保障工作人员的安全。
2石油钻井机械设备腐蚀因素石油钻井机械设备在工作过程中会面临多种腐蚀因素,这些因素会导致设备的腐蚀和损坏,以下是一些常见的腐蚀因素。
2.1盐水腐蚀石油钻井过程中使用的钻井液中含有盐分,当盐水与机械设备表面接触时,会引起盐水腐蚀,导致设备表面的金属材料受损。
在钻井过程中,钻井液中的盐分成分是一个重要的腐蚀因素。
当钻井液中的盐水与机械设备表面接触时,会引发盐水腐蚀问题。
油田化学药剂-缓蚀剂
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第五章缓蚀剂第一节引言石油天然气工业是由石油勘探、钻井、开发、开采、油气集输、油气处理、油气储存、运输、石油炼制等环节组成,在生产的每个环节中都存在腐蚀问题。
钻井过程中的腐蚀主要来自于大气、地层产出物和钻井液。
通常是几种因素同时存在。
常见的腐蚀类型见表5-1。
表5-1 钻井过程中金属局部腐蚀类型及特征在采油之前有一个特殊的过程—酸化,它多用盐酸、土酸、氟硼酸及混合酸。
采油过程有三大腐蚀:大气腐蚀、土壤腐蚀、采出水腐蚀,见表5-2。
表5-2 采油过程中金属腐蚀类型及影响因素在石油炼制过程中导致设备腐蚀的原因有:原油中的杂质、加工过程中的外添加物质、在加工过程中转化的部分物质,见表5-3。
表5-3 石油炼制过程中的腐蚀在石油天然气工业中,引起腐蚀的因素是多种多样的,效应非常复杂,在工业生产中除设备选择性能优良的材料外,主要采取防腐措施有:电化学保护(阴极保护、牺牲阳极保护)、设备表面涂防腐层、添加化学药剂(缓蚀剂、杀菌剂、阻垢剂等)。
下面我们主要介绍缓蚀剂。
第二节缓蚀剂的基本性质一、缓蚀剂的定义缓蚀剂(corrosion inhibitor),又称腐蚀抑制剂,它来自拉丁语inhibere——(抑制)。
关于“缓蚀剂”曾有不少提法,但基本观点无任何差异。
例如:在金属的腐蚀介质中,加入少量可使金属侵蚀率降低的物质。
(布莱斯顿)在对金属的腐蚀减低方面,能起到有效作用的物质,或使金属腐蚀减退的物质。
(菲雷尔)使金属溶解减少的物质。
(海克曼)在金属腐蚀的介质中,加入少量可抑制金属受到的腐蚀,或至少能使其腐蚀速度大幅度延缓的物质(藤井晴一)。
现在我国有共识的缓蚀剂的定义是:一种以适当的浓度和形式存在于环境(介质)中时,可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。
(美国材料与试验协会《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》)合理地选择、使用缓蚀剂,能够有效地防止金属及其合金在环境介质中发生腐蚀。
由于使用缓蚀剂防腐效果好,经济效益高,因此它的应用很广泛。
油井管腐蚀穿孔失效分析
![油井管腐蚀穿孔失效分析](https://img.taocdn.com/s3/m/115d22f88ad63186bceb19e8b8f67c1cfad6ee84.png)
油井管腐蚀穿孔失效分析摘要:油井井筒腐蚀是指油井井筒内壁被化学物质侵蚀而导致的损坏。
油井井筒是油井的重要组成部分,它是将油井表面与油层地下连接的管道,负责将钻井液、油层水、油气等物质输送到地面,同时也承受着来自地下油层的高压力、高温度等严酷环境,因此,井筒内壁的腐蚀问题是油井开采过程中不可避免的难题。
关键词:油井管;腐蚀;原因分析;防腐措施前言在油田多年的勘探开发过程中,由于历史原因,某些区块的一些地下设备和设施没有得到妥善保护,导致井筒、油管和油杆腐蚀严重。
油田油井发生腐蚀、穿孔和破裂,油田使用的金属设备和设施的腐蚀是由金属材料与周围环境的相互作用引起的。
尤其是对井筒套管的损坏。
影响金属材料腐蚀行为的因素很多,既与金属本身的因素有关,也与腐蚀环境有关。
了解金属材料的腐蚀有助于解决油田生产中的腐蚀问题,阐明影响腐蚀的主要因素,并对其进行分析。
这对油田的防腐工作具有重要意义。
1油井井筒腐蚀的原因分析1.1酸性介质的侵蚀油井开采过程中会产生一些酸性介质,如HCl、HF、H2S等化学物质,这些物质容易对井筒内壁产生腐蚀作用,导致井筒内壁的金属材料受损。
此外,油井开采过程中也会使用酸洗井筒的方法,虽然能够清除井筒内的垢层和沉积物,但也会进一步加剧井筒内壁的腐蚀。
1.2氧化腐蚀油井开采过程中,空气和水分都会进入井筒内,这些物质容易与井筒内壁的金属材料发生氧化反应,形成氧化膜,进而导致井筒内壁的腐蚀。
此外,高温下的氧化反应也会加速井筒内壁的腐蚀。
1.3电化学腐蚀油井井筒内的金属材料容易与地下水和油气形成电化学腐蚀环境,导致井筒内壁的金属材料发生电化学腐蚀。
此外,由于油井井筒内的金属材料具有不同的电位,也会形成电化学腐蚀环境,导致井筒内壁的金属材料受损。
1.4细菌腐蚀油田油井采出液中,含有很多的硫酸盐还原菌(SRB)、铁细菌、硫细菌等菌种,此类菌种长期潜伏在地层水和岩石中,当开采油层产生全新环境,有利于细菌生长时,这些菌种就会快速大量的繁殖。
浅谈钻井作业中硫化氢的危害及预防中毒措施
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一、分析 H2S 的危害谈到 H2S 的危害,我们必需先了解 H2S 的特性,由于 H2S 自身特殊的性质,使得它对钻井工作人员及设备造成很大的危害。
下面着重阐述H2S 的特性、H2S 对人体的危害及中毒病症以及 H2S 对设备的腐蚀危害。
(一)H2S 的特性H2S 是一种可燃性气体, H2S 燃点为 260℃,燃烧时为蓝色火焰,并生成危及人眼睛和肺部的二氧化硫;H2S 也是一种极易爆炸的气体,当 H2S在空气中浓度到达 4.3~46%时,形成的混合气体,遇火将产生剧烈的爆炸; H2S 还具有剧烈的腐蚀性,人体吸入 H2S 后,可致人眼、喉、呼吸道发炎; H2S 易溶于水和油, H2S 及其水溶液对金属有剧烈的腐蚀作用,假如溶液中同时含有 CO2 或者 O2,其腐蚀作用更快; H2S 及其水溶液还能加速橡胶、油浸石墨等非金属材料的老化;最重要的是H2S 剧毒性, H2S的毒性比 CO 大 5—6 倍,可与氰化物相比,是一种致命的气体。
它对人体的致死浓度为 500ppm,在正常条件下,对人的安全临界浓度是不能超过30PPm。
(二)H2S 对人体的危害及中毒病症1、H2S 对人体的危害。
H2S 是一种神经毒剂,也是窒息性和刺激性气体。
主要作用于中枢神经系统和呼吸系统,亦可造成心脏等多个器官伤害,对其作用最敏感的部位是脑和粘膜。
H2S 被吸入人体,通过呼吸道,经肺部,由血液运送到人体各个器官。
首先刺激呼吸道,使嗅觉钝化、咳嗽,眼睛被刺痛,严峻时将失明;刺激各个神经系统,导致头晕,丢失平衡,呼吸艰难;心脏加速跳动,严峻时,心脏缺氧死亡。
H2S 进入人体,将与血液中的溶解氧发生化学反响,当H2S 浓度极低时,对人体威逼不大,当浓度较高时,将夺去血液中的氧,使人体器官缺氧中毒,甚至死亡。
2、H2S 中毒时的病症H2S 中毒普通有两种,急性中毒和慢性中毒。
• 第一,急性中毒。
• 吸入高浓度的 H2S 气体味导致气喘,脸色苍白,肌肉痉挛;当H2S 浓度大于 700ppm时,人很快失去知觉,几秒钟后就会窒息,呼吸和心脏停顿工作,假如未准时抢救,会快速死亡。
钻井采油及集输系统的腐蚀与防护
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②正确选择缓蚀剂。
③添加除氧剂。 国内外广泛使用的除氧剂为亚硫酸盐。
④选择性添加除硫剂。
除硫剂的作用原理:通过化学反应将钻井液中的可溶性硫化物 等转化成一种稳定的,不与钢材起反应的惰性物质,从而降低 钻具的腐蚀。 常用的除硫剂是海绵铁和微孔碱式碳酸锌。 ⑤控制含砂量。
②附着铁锈下的氧浓差电池腐蚀。
③氧作为耗氧细菌的原料,使细菌大量繁殖产生腐蚀。 ④氧与其他腐蚀因素产生协同效应,加速钢材腐蚀。
第一节 钻井工程的腐蚀与防护
氧的腐蚀性受氧浓度、温度、pH值等因素的 制约。
单一的氧腐蚀是均匀腐蚀,大气中的钻井设
备腐蚀就是氧腐蚀的典型代表。
氧在水中的溶解度随溶液温度的升高和矿化
第一节 钻井工程的腐蚀与防护
2.氧气
钻井过程中,由于钻井液循环系统是非密闭的,大气
中的氧通过振动筛、泥浆罐、泥浆泵等设备在钻井液循环
过程中混入钻井液,成为游离氧,部分氧溶解在钻井液中, 直到饱和状态。 水中的氧达到饱和时可含8-12mg/L,而氧在相当低 的含量下(少于1mg/L)就能引起严重腐蚀。 钻井液中的溶解氧是钻杆腐蚀的主要原因之一。
挂片类型
第一节 钻井工程的腐蚀与防护
不同类型的盐水对钢的腐蚀速率不同,在36%NaCl盐水中
的腐蚀速率大于在15%NaCl+10%Na2SO4盐水中的腐蚀速率,
说明Cl-引起钢片的电化学腐蚀比SO42-严重。
不同温度下,钢片的腐蚀速率也不同,静态20℃下,各种盐 水介质的腐蚀速率均小于0.1g/(m2· h),而高温下钢片在盐水 介质中腐蚀速率明显增加,是常温下腐蚀速率的几十倍甚至
钻井液对金属钻具的腐蚀性研究
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关键 词 :钻井液 ;腐 蚀 ;防腐
D I 1 .9 9 j s .6 I 6 9 .0 . 1 0 O : 5 6 / .s I 7 一 5 62 1 2 . 2 0 in 0 0
1 前言 金 属 腐 蚀 就 是 金 属 表 面 与 周 围 介 质 发 生 化 学 及 电化 学 作 用 而 遭 受 的 破 坏 。它 是金 属或 合 金 变 成 金 属 氧 化 物 或 盐 类 而 失去 原有 的物 理 和 机 械 性 能 。 由于 金 属 腐 蚀 而 遭 受 的
2 部 腐 蚀 明显 。 局 222 度 对 腐 蚀 速 率 的影 响 ..温
液体 系,其中含有 多种添加 剂,在井下高温 、高压 作用下 具 有 强烈 的 腐 蚀 性 。我 国 石 油 钻 井 每 钻 进 1 , 就 消 耗 m
3 g 杆 ,其 中 由腐 蚀 而 造 成 的 损 失 占2 % k钻 0 。我 国钻 井 每 年 发 生 的 事 故6 % 于 腐 蚀 , 处 理 这 些 事 故 的 花 费 与 直 接 损 0源 失 相 当严 重 。 因此 研 究 钻 井 液 对 钻 具 的 腐 蚀 和 防 腐 是 一 项 很 有 意 义 的 工 作 Ⅲ。
分 别 在 4 ℃ 、 5℃ 、6 ℃ 条 件 下 考 察 上 述 ( ) 、 0 O O 1
ห้องสมุดไป่ตู้
( )两种钻井 液体 系对试棒 的腐蚀情 况 。每 个老化 罐装试 5 验溶 液4 0 l 根试棒/ 。滚 动4 h 0 m ,2 罐 8 ,用 失重法计算腐蚀速
2 实验部分 2 1准 备工作 .
性较强 。实验 所 采 用的钻 井 液 体 系如 下 : 1 ( )基浆+.9A o2P 6
NACE SP0775-2013油田作业中腐蚀试样的制备、安装、分析和解释标准操作规程(中文翻译版)
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含硫油气田钻井腐蚀与防护对策
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属腐蚀 ,还 原反应产生氢气体 在油 田的酸性溶液 中 , 常见有以下反应 : F — F 2 ( e e + e 氧化 反应)
威远气 田 ( 2 H S含量 1 2 、四 川磨 溪气 田 ( S含 . %) 2 H2 量 18 、长庆下 古气 田 ( .%) 低含量 ) ,尤 其是大 气田四
摘
要 :我 国存在 大量含硫 油气田,钻井过程 中硫 化氢腐蚀 与防腐蚀 问题一直是一个重要 的研 究课题 。本文分析 了硫 化氢
环境腐蚀原理 ,介绍 了硫化氢介质 中钻井 管具 的典 型破坏 类型,并 简要 阐述 了石 油管道硫化 氢腐蚀 的主要影响 因素 ,进而提 出
了硫 化 氢 的 防腐 蚀 工 艺和 一 直是天然 气工业面 临的
1 含硫气的腐蚀 管娩气嗣晒皿
11硫 化氢腐蚀机理 .
含硫气环境 中金属的腐蚀是一个电化 学过程 , 它由
阳极和 阴极组成 。金属 的腐蚀可以分为两种基本反应:
氧化反应和还原反应 。氧化反应代表了发生在 阳极的金
川东北 罗家 寨高含硫 气藏 ( 2 含量 67 1 .%)的 HS .%~ 66
2 2 H 气体 )( H + e— 2( 还原 反应 ) 氧化反应和还原反应相互依赖 , 影响一 个反应 的因 素也会影 响另一个反应 。这就是说 , 如果还原 反应加速 了 ,氧化 反应 ( 腐蚀 )也会加 速。
钻井故障与井下复杂问题的分析及处理
![钻井故障与井下复杂问题的分析及处理](https://img.taocdn.com/s3/m/4ce2eb0ba200a6c30c22590102020740be1ecdf3.png)
钻井故障与井下复杂问题的分析及处理前言在钻井过程中,钻头不断地破碎岩石、新井眼随之生成,新形成的井壁岩石失去了原来的支撑条件,呈现出不稳定状态,如果钻井措施不能适应这些变化,就会造成井下诸多复杂情况和事故。
因此,在钻井施工中正确认识和预防、处理井下事故及复杂情况是至关重要的。
本次毕业设计以此为论文题目对生产中面临相关的钻井故障及井下复杂问题进行细致分析研究,并且结合实际作出相关的预防措施和处理办法,并且在实践中取得相应的效果,为今后的施工和生产积累了宝贵的经验财富。
一、造成井下故障及复杂情况的原因1、地质因素1)异常的地层压力,孔隙压力,破裂压力,坍塌压力,特殊地层的蠕变应力。
2)不稳定的岩性层位:蠕变的盐岩层、膏岩层、沥青层、水软泥岩层、吸水膨胀泥岩层、容易坍塌剥落的泥岩层、煤层、特高渗透岩层、含硫化氢、二氧化碳层。
3)特殊的地质构造:断层,裂缝,溶洞。
2、工程因素1)地质资料的掌握程度;2)工程设计的科学性;3)技术措施的正确性;4)管理、操作人员的素质。
二、处理井下故障及复杂情况的原则1)安全坚持安全第一的原则,根据设备、工具、人员素质确定技术方案和措施,避免事故进一步复杂化。
2)快速决策正确,组织周密,准备充分。
3)灵活详实掌握现场信息,不失有利战机。
4)经济综合考虑技术方案的安全性、可行性、有效性,使事故损失减至最小。
三、卡钻处理通则1、顺利解除事故的必要条件1)力求钻井液循环畅通;2)尽量保持钻柱完整;3)防止钻具连接螺纹扭转过紧;4)建立专业化的队伍。
2、分类按卡钻产生的原因可分粘吸卡钻、坍塌卡钻、砂桥卡钻、缩径卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻、干钻卡钻、落物卡钻等各种类型。
(一)、粘吸卡钻1、原因:(1)井壁因吸附、沉积形成滤饼;(2)地层孔隙压力与泥浆柱压力形成的压差。
2、特征:(1)钻柱有处于静止状态的过程;(2)卡点位置在钻柱部分;(3)卡钻前后泥浆循环正常;(4)卡点可随时间增长而上移。
钻井试气中硫化氢的腐蚀及防治
![钻井试气中硫化氢的腐蚀及防治](https://img.taocdn.com/s3/m/aa8dc13ea32d7375a41780b1.png)
钻井试气中硫化氢的腐蚀及防治张照鸿(陕西延长石油集团油气勘探公司天然气勘探开发部,陕西延安 716000)【摘要】针对气田钻井试气中钢材在湿硫化氢环境中的腐蚀现象,通过对硫化氢腐蚀机理的探讨,分析了气田钢材在制造、使用中腐蚀的影响因素,提出了气田钢材腐蚀防治的一些措施,确保气田钢材的安全正常使用。
关键词:硫化氢腐蚀防治1 引言近年,在鄂尔多斯盆地油气勘探中,在某些层位或多或少的有硫化氢显示,硫化氢是一种无色、臭鸡蛋气味的有毒气体,在钻井作业时循环的钻井液中一旦发生H2S气侵,就会对钻井液组成产生严重污染,导致钻井液的流变性能变差,如影响携带岩屑、井壁稳定、造成起下钻压力激动等,增加钻井成本[1]。
而硫化氢对钻具的副作用,则引起氢脆和金属变质的危害更是不可忽视。
由腐蚀造成的经济损失很大,据统计,全国钻杆的平均耗量为4kg/m以上,即每钻进1m,损耗钻杆4kg以上[2]。
2 钻井过程中硫化氢来源2.1 油气井中H2S的来源石油中的有机硫化物热作用分解产生H2S气体,H2S含量将随地层埋深增加而增加,在井深2600米,H2S含量在0.1-0.5%之间,而超过2600米时含量超过2-23%,当地温超过200-250℃时,热化学作用将加剧而产生大量H2S。
石油中的烃类和有机质通过储集层水中的硫酸盐的高温还原作用而产生H2S,下部地层中硫酸盐层通过裂缝等通道,使H2S上窜而来,含硫的地层流体(油、气、水)流入井内。
而在非热采区,因底水运移,将含H2S地层水推入生产井而产生H2S。
还有某些深井泥浆处理剂高温热分解和厌氧菌作用于有机硫或无机硫产生H2S。
2.2 钻井泥浆高温分解磺化酚醛树脂100℃分解,三磺(丹煤、褐煤、环氧树脂)150℃分解,磺化褐煤130℃分解,本质素硫酸铁铬盐180℃分解,丝扣油高温与游离硫反应,某些含硫原油或含硫水被用于泥浆系统。
3 硫化氢的腐蚀机理、危害及影响因素3.1 硫化氢腐蚀机理硫化氢的水溶液是弱酸,其作为弱酸离解为离子:H2S=HS-+ H+,HS-=S2-+2H+。
无机盐类钻井液中CO2腐蚀因素研究
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2 。
C h i n a C h e m i c a l T r a d e
宪开发
无机盐类钻井液 中 CO 2 腐蚀因素研究
孔亚 强
( 长江 大学 工程技术 学 院石 油资 源 系。湖 北荆 州 4 3 4 0 2 3) 分析 了CO 腐蚀 的机理 ,计
H2 Co3 —} H +HCO3 一
温 度 是影 响 C O 腐 蚀 的重 要 因素 。许 多研 究 者 的研 究结 果表 明 , 温度 在 6 0 o C附 近 ,C O 腐 蚀机 理 有 质 的变 化 。 当温度 低 于 6 0 o C时 , 由于不 能形 成保 护性 的腐蚀 产物膜 ,腐 蚀速 率是 由 C O 水解 生 成碳 酸 的速 度 和 C O 扩 散 至 金属 表 面 的速 度 共 同决 定 ,于 是 以均 匀 腐 蚀 为 主 ;当温度 高于 6 0 C时 ,金属表 面有碳 酸亚铁 生成 ,腐 蚀速率 由穿过
摘
要 :无机 盐类钻 井液对 油管 ,套管和金属钻具有腐蚀作用。本文研 究了无极钻 井液 中 C O 因素对腐蚀 的影响
CO 影响因素。
,
算了C O: 腐蚀的速度 。并分析 了 C O 的分压 ,温度 ,腐蚀产物膜以及流量对腐蚀速度的影响 。
关键词 : 无机 盐钻 井液
由于材 料 与它所 处 环境 之 间发 生作 用而 引起 材料 变质 、破 坏 和性
是受 析 氢动 力学所 控 制 ,C O 2在水 中的溶解 度很 高 ,一旦 溶 于水 便形
成碳 酸 ,释放 出氢 离子 ,氢 离 子是 强 去极 化 剂 ,极 易夺 取 电子还 远 , 促进 阳极 铁溶 解而 导 致腐 蚀 。这个 电化学 腐蚀 过程 人 们 习惯用 如下 的
柴油机尾气负压钻井过程腐蚀行为的控制
![柴油机尾气负压钻井过程腐蚀行为的控制](https://img.taocdn.com/s3/m/d72d790476c66137ee0619ec.png)
浅谈柴油机尾气负压钻井过程腐蚀行为的控制摘要:在进行油田开采应用中,柴油机尾气欠平衡钻井技术是比较常用的油田开采技术,它不仅具有钻井开采速度快的应用优势,而且使用该技术进行油田资源开采过程中,还对于开采油气层具有保护作用。
但是,柴油机尾气欠平衡钻井技术,在实际油田开采应用中,柴油机尾气的欠平衡又具有一定的腐蚀作用,对于油气管材造成一定的腐蚀危害。
柴油机尾气负压钻井状态就属于尾气欠平衡钻井,同样具有腐蚀行为。
本文主要结合柴油机尾气负压钻井的腐蚀行为,根据柴油机尾气负压钻井腐蚀行为的影响情况,对于腐蚀行为的控制措施进行分析研究。
关键词:柴油机尾气;钻井技术;负压钻井在进行油田开采过程中,柴油机尾气欠平衡钻井技术主要应用于油田资源开采的尾期,针对油田资源开采尾期的地层压力接近枯竭的情况下,为了实现对于低压状态下的油田油气层资源进行充分的保护开采,并且在保证油田油气资源开采效率的基础上,就可以使用柴油机尾气欠平衡钻井技术进行开采利用。
通常情况下,油田开采中,应用的柴油机尾气欠平衡钻井技术主要有气相欠平衡钻井技术与气液两相欠平衡钻井技术,而柴油机尾气负压钻井开采技术属于气相欠平衡钻井技术。
在进行油田的开采应用中,柴油机尾气负压钻井开采技术,虽然在开采应用中具有开采效率高和油气层开采保护的特征优势,但同时,由于柴油机尾气中二氧化碳、氧气等气体对于石油管材具有不同程度上的腐蚀行为,因此,在开采应用中予以控制和避免,以提高柴油机尾气负压钻井技术的开采应用效益。
1 柴油机尾气负压钻井腐蚀行为分析1.1 柴油机尾气负压钻井腐蚀试验对于柴油机尾气负压钻井腐蚀行为的分析,主要结合柴油机尾气负压钻井技术进行油田资源开采应用的实际情况,在通过对于柴油机尾气负压钻井条件的建立情况下,通过与实际钻井开采相符的试验过程,对于柴油机尾气负压钻井对于油气管材的腐蚀行为进行分析研究。
1.1.1 试验准备与具体操作过程柴油机尾气负压钻井腐蚀试验中,以柴油机尾气负压钻井对于油气开采中的井下钻柱以及地面压缩机的阀片腐蚀为例,通过选取与井下钻柱和地面压缩机阀片相同的样品材料,在同样的钻井开采工作条件下,对于柴油机尾气对于样品材料的腐蚀行为以及腐蚀变化结果进行试验、分析。
钻井过程中硫化氢的预防
![钻井过程中硫化氢的预防](https://img.taocdn.com/s3/m/5fca7e15b90d6c85ed3ac605.png)
钻井作业过程硫化氢防护在钻井作业过程中,如果油气井压力控制不当,当井底压力小于地层压力时,就会发生如溢流、井涌、井喷甚至井喷失控。
特别是含硫的油气井,一旦出现井喷乃至井喷失控,油气井中所含H2S气体就会随同井内天然气一起喷出,导致H2S气体的大量逸散,并随风飘逸和扩散,这可能会给钻井作业带来灾难性的事故。
所以,要做好钻井作业过程中H2S的防护工作,保证在含硫油气田进行安全钻井作业,其根本,就是要做好钻井作业过程中的井控安全工作。
防腐是高酸气田开发生产的重点和难点。
硫化氢、二氧化碳等介质对井下管柱、设备、集输系统、天然气净化装置的腐蚀影响着气田的安全高效开发。
川东北的天然气资源大部分含有硫化氢和二氧化碳。
其中80%系酸性天然气,多数气田硫化氢含量为1%~13% (体积分数),最高可达35. 11%。
硫化氢导致金属材料突发性的硫化氢应力开裂(SSC),造成巨大的经济损失,泄漏出硫化氢的毒性也威胁着人身安全。
1、硫化氢对材料的腐蚀1.1油气生产中,由于硫化氢腐蚀造成事故的案例很多。
威成输气线越溪段在投产20个月后,采出的天然气中含有硫化氢并在水平段有积液导致了该部位破裂。
在积水段气水交界处有一条长约520mm、宽约7mm的条型腐蚀槽,槽中央最薄处的壁厚只有0.5mm。
同时管内发现大量的黑色腐蚀产物,主要为硫化亚铁,腐蚀以硫化氢为主。
威远气田威23井(硫化氢含量为1.2%), N80套管与大四通底法兰丝扣连接处的加固焊缝发生脆裂,导致井口爆炸,井喷44天。
2、2006年24日9点左右宣汉县毛坝四井在取心钻进中,接单根后发生钻,25日注清水27m3浸泡未解卡,26日注25. 3m3解卡剂,8点解卡。
8点15分提出一根钻杆循环解卡剂时发生溢流,随即关井控制井口,9点15分压井准备中,发现悬重ll00t降至550t,钻具发生氢脆掉落井下,7月31日压完井,起出钻具1011.75m,捞落鱼2929. 35m。
后经过31次打捞,捞出落鱼19节,最短的0.24m。
钻井液的受侵及处理2
![钻井液的受侵及处理2](https://img.taocdn.com/s3/m/85804ef84693daef5ef73d30.png)
钻井液的受侵及处理钻井过程中,常有来自地层的各种污染物进入钻井液,使其性能发生不符合要求的变化,这种现象称为钻井液受侵。
有的污染物严重影响钻井液的流变性和滤失性能,有的污染物能够腐蚀钻具。
最常见的是油、气侵、粘土侵钙侵、盐侵和盐水侵,还有Mg2+,CO2、H2S和O2的污染。
因其中一些已作介绍,下面着重介绍CO2、H2S、O2、盐膏层和高压盐水层的污染及处理。
第一节CO2和O2的污染一、CO2的污染在许多钻遇的地层中含有CO2,某些处理剂分解也会使钻井液含有CO2气体。
是一种酸性气体,当其混入钻井液后会生成HCO3-和CO32-,即CO2+H2O=H++HCO3-=2H++ CO32反应中生成的碳酸使钻井液PH值下降,其酸性比H2S强。
并且也和钻井液中的碱反应,生成碳酸氢钠。
CO2气体流入井内将大大降低或完全抵消钻井液中的碱性。
金属的腐蚀概念:金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
金属腐蚀的本质:M-ne-=Mn+。
金属腐蚀的分类:1、化学腐蚀:金属跟接触到的气体或液体等物质(如O2、Cl2、H2S、SO2等),直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。
该过程很缓慢。
2、电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀。
化学腐蚀和电化学腐蚀的比较电化学腐蚀两种情况的比较(以钢铁在潮湿的空气中腐蚀为例)的腐蚀机理为:管材中的铁作为阳极被腐蚀,阳极放出氢气,其化学反应式如下:Fe+ H2CO3→Fe CO3+ H2↑阴极反应:2H++ 2e-→H2随着H+的消耗,弱酸(CO2+H2O)将会继续电离补充。
阳极反应:Fe →Fe2++ 2e-温度:游离二氧化碳的腐蚀受温度影响很大。
升高温度,腐蚀速率增加。
分压:腐蚀速度还随着二氧化碳分压增加而增加。
复配:水中同时含有O2、CO2腐蚀将会加重。
原因:氧的电极电位高,易形成阴极,腐蚀性强;去膜:CO2使溶液呈酸性,破坏保护膜。
自升式钻井平台的腐蚀特点及涂装应用
![自升式钻井平台的腐蚀特点及涂装应用](https://img.taocdn.com/s3/m/ae5b4715fad6195f312ba6b3.png)
海 洋钻 井平 台 ,此平 台的研 发填补 了 国内海洋钻 井 IO组织制定的 环境 及防腐标准IO19 4 2 S S 2 4 - ,从该
平 台的 空 白 ,增强 了公 司向海 洋领域 进军 的信心 。 表 可以看 出 ,此海洋 平 台涂 料的涂 层要 能够满足 在 但是 ,考虑 到海洋 环境条件 的恶 劣以及海 水腐蚀 的 C 一 5M即高湿度高盐 度的海 洋腐蚀环境条件 下合理 使
t ecaatr t so c-pdiigpa o . esmet , d p orso dn ot gsp ot ot h rceii faku rl lt r At a me ao t r p n igcai u pr h sc j ln fm h t i c e n
严重性 ,我们 有必要 以此平 台作为 案例 ,研究其 所 用的要求 。
处的海水腐蚀条件, 做好平台的防腐蚀工作,以提 2 自升式钻井平台的涂层体 系
高此 海洋钻井平台的有效使用寿命。
l海洋平 台的腐蚀特点
21涂层体系的作用 .
海洋平台的涂层体系至少由
一
层涂 层组成 ,通
据 有关研 究表 明 ,即使是 同一种金 属材料 ,同 常这种类 型的体 系在涂料 配方设 计时采 用底漆 和面
Ke r s r l gp af r ; o o in c aig ywo d :d i i lto m c r so ; o tn ln
0 引言
样处于 相同的 海洋环境 据海洋2 . 4 米处 的金属腐蚀 4
,
随 着我 国海 上 石 油 工业 的迅 速 发 展 ,海 洋钻 的速度要 比距海 岸2 4 4 米处 大1 倍 台所处的腐蚀环境 的分析 , 了解 其腐蚀的一般 规律 ,并且结
塔里木油田常用钻井液体系的腐蚀分析
![塔里木油田常用钻井液体系的腐蚀分析](https://img.taocdn.com/s3/m/bce1583b31126edb6f1a10f7.png)
1 1 钻 井液的 类型及 性能 .
实 验用钻井 液体 系 取 自塔里 木 油 田, 别 为聚 合 分
物钻井 液体系 、 聚磺 钻井液体 系 、 钾 饱和 盐水钻井液 体
系 。根 据石油天 然气 行 业标准 S / 6 1 3 钻 井 Y T 5 2 —9 《
15 4 . / 89 1
F  ̄,mL L /
75 .1 18 .5
p 值 CI ×l H C 一/ 0
85 . 9 4 3. 5 4 12 56 6 2 70 . 5
井深/ m
O 30 ~ 0 30  ̄ 5 5 5 2 82
钾 聚磺 B 饱 和 盐水
I 7 .4 2 2 .2
袁2
Ta . b2
腐 蚀 时 间对 腐 蚀速 率 的影 响
The i le c fc r s o tm e o o r i n r t nfu n e o oro in i n c r o o a e s
2 1 静态条件 下钻 井液腐蚀情 况 . 2 1 1 腐蚀 时间对腐 蚀速率 的影响 ..
室 内按 照 石 油 天 然气 行 业 标 准 S T 5 9 —9 Y/ 3 0 1
《 钻井液腐 蚀性 能检测方 法钻杆腐 蚀环法 》 测定塔 里木 油 田常用钻井 液对钢 片的腐蚀情 况 。实验挂 片由现场
7 5 15 1
5 9 9 5
1 6 2 0
475 .0 2 5 .0
95 . 95 .
36 5 6 7 6. 3 1 84 . 0 2 9 94
30  ̄ 5 0 92 92 45  ̄ 6 0 52 5 2
1 2 腐 蚀 速 率 的 测 定 -
钻井液电化学腐蚀机理
![钻井液电化学腐蚀机理](https://img.taocdn.com/s3/m/1b2837ccb8d528ea81c758f5f61fb7360b4c2bfd.png)
钻井液电化学腐蚀机理:
钻井液电化学腐蚀的机理主要涉及到以下几个方面:
1.腐蚀介质的存在:钻井过程中的腐蚀介质主要是来自地层流体的硫化氢和二氧化碳,还有钻井液中的微生物对硫酸盐作用所生成的硫化氢,以及溶解在钻井液中的氧。
这些腐蚀介质的存在使得钻井过程中使用的设备极易发生电化学腐蚀。
2.金属的电极电势:不同金属在电解质溶液中的电极电势不同,电极电势低的金属易被腐蚀,电极电势较高的则比较难腐蚀。
例如,钻杆的材料通常为铁和碳化铁的合金钢,在这种情况下,铁和碳化铁同时浸泡在钻井液中时,钻杆中就会发生腐蚀反应。
3.氧腐蚀的作用:氧腐蚀原理为溶解在溶液里的氧在阴极去极化作用而引起的金属腐蚀。
钻井液中的溶解氧是造成钻具腐蚀的主要原因之一,其作用机理有两方面:一是钻井液中的溶解氧直接腐蚀钻具;二是加快硫化氢、二氧化碳等对钻具金属的腐蚀速率。
在实际的钻井过程中,这些腐蚀机理可能同时发生,互相影响,从而加速了钻具的腐蚀速度。
因此,为了防止钻具的腐蚀,需要采取一系列的防腐措施,如使用防腐剂、控制钻井液中的氧含量、选择电极电势高的钻杆材料等。
钻井液用烧碱的危害及预防措施
![钻井液用烧碱的危害及预防措施](https://img.taocdn.com/s3/m/3a7cd275b80d6c85ec3a87c24028915f804d84e3.png)
采取有效的防护措施
穿戴防护用品:如手套、口罩、护目镜等,以减少与烧碱的接触 定期检查设备:确保设备密封良好,防止烧碱泄漏 建立安全操作规程:规范操作流程,减少人为因素对安全的影响 加强员工培训:提高员工的安全意识和操作技能,确保安全生产的顺利进行
建立应急预案和响应机制
添加标题
制定应急预案:针对钻井液用烧碱可能造成的危害,制定相应的应急预 案,包括应急处置流程、人员职责、设备配备等。
建立宣传和教育长效机制:建立宣传和教育长效机制,确保宣传和教育工作的持续 性和有效性。通过定期评估和调整计划,不断完善宣传和教育内容和方法,提高宣 传和教育效果。
添加标题
加强监督和管理:加强对钻井液用烧碱的监督和管理,确保其使用符合相关法规和 标准。同时,加强对宣传和教育工作的监督和管理,确保其质量和效果。
鼓励社会各界积极参与监督:加强宣传教育,提高公众对钻井液用烧碱危害的认识,鼓励企 业、社会组织和公众共同参与监督,形成全社会共同关注、共同治理的良好氛围。
加强监管和执法力度:加大对钻井液用烧碱生产、销售和使用环节的监管力度,严厉打击违 法行为,确保市场秩序和公共安全。
建立信息共享机制:加强政府部门之间的信息共享和协作,及时掌握钻井液用烧碱的生产、 销售和使用情况,为监管和执法提供有力支持。
添加标题
加强合作和交流:加强与相关部门和机构的合作和交流,共同推进钻井液用 烧碱的危害及预防措施的宣传和教育工作。同时,加强与公众的沟通和交流, 及时了解公众的需求和反馈,不断完善宣传和教育内容和方法。
THANK YOU
汇报人:
加强员工安全意识教育:通过案例分析、事故演练等方式,加强员工的安全意识教育,让 员工充分认识到安全生产的重要性。
建立安全文化:通过建立安全文化,营造全员关注安全、重视安全的氛围,提高员工对安 全生产的认识和意识。
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(2)钻杆腐蚀疲劳的主要影响因素 ①损伤缺陷和坑点腐蚀的影响。 ③应力的影响。通过改进钻杆的内加厚过渡段结 构,使该处应力集中趋于平缓,有利于提高钻杆寿 命。 ③机械力的影响。“狗腿”越严重,意味着钻杆 弯曲交变载荷增大,将明显降低钻杆的腐蚀疲劳寿 命。 ①表面防腐层的影响。采用防腐层技术使腐蚀介 质不与钻杆表面接触,能够提高钻杆寿命1—3倍。 ⑤材质韧性的影响。冲击韧性对腐蚀疲劳裂纹扩 展速度和失效形成有较大影响,钢冲击韧性越高, 抵抗裂纹扩展阻止断裂能力越大。
钻井液PH值对腐蚀会产生较大的影响,江汉油 田广208井泥浆在不同pH值条件下用静态挂片法, 以钻杆钢片铡试腐蚀数据。
随着钻井液体系pH值的提高,钻井液的腐蚀性明 显减小,如PH=10时,其腐蚀速率为0.07mm/a。 钻井液的pH值控制在10以上的范围。
(2)氧气
钻井过程中,由于钻井液循环系统是非密闭的, 大气中的氧通过振动筛、泥浆罐、泥浆泵等设备在 钻井液循环过程中混人钻井液,成为游离氧,部分 氧溶解在钻井液中,直到饱和状态。 水中的氢达到饱和时可含8~12mg/L,而氧在相 当低的含量下(少于1mg/L)就能引起严重腐蚀。 钢片在15%NaCl介质中的腐蚀速率大于在 36%NaCl介质中的腐蚀速率,这主要是氧作用的结 果。
氧对钢材的腐蚀作用如下:
①电化学腐蚀。 ②附着铁锈下的氧浓差电油腐蚀。 ③氧作为耗氧细菌的原料,使细菌大量繁殖产生腐蚀。
④氧与其他腐蚀因素产生协同效应,加速钢材腐蚀。
(3)硫化氢
侵入钻井液体系的硫化氢可来自下列几个方面: a.含硫化氢的地层流体。 b.钻井液中含硫添加剂(如磺化酚醛树脂等)的分解。 c.采用含硫的接头丝扣润滑剂发生化学反应。 d.细菌对存在于钻井液中硫酸盐的作用。 硫化氢腐蚀表现的形式有以下几种: ①电化学腐蚀。 ②氢诱发裂纹(HIC)和氢鼓泡(HB)。 ⑦硫化物应力开裂(SSC)。
(3)防止钻杆腐蚀疲劳破坏措施 ①必须采取正确的操作步骤,尽量避免产生各种 应力。 ②采用无腐蚀性的连续相油基泥浆,如果用水基 泥浆浆的pH值大于10才行,pH值低于10时要使用 缓蚀剂。 ③选用内防腐层钻杆,钻杆寿命可提高1—3倍。 ④在硫化物环境中,避免采用高强度钻杆或钻杆 接头。在满足提升强度条件下,优先选用低强度钻 杆。推荐使用经调质处理的E75钢级钻杆,深井和 超深并应选用组合钻具。 ⑤新、旧钻杆下井前应进行无损探伤,尤其对加 厚过渡区进行检查,及时发现腐蚀疲劳裂纹,把腐 蚀疲劳损伤严重的钻杆及时排除。
③添加除氧剂 国内外广泛使用的除氧剂为亚硫酸盐。 ④选择性添加除硫剂。 作用原理是通过化学反应将钻井液中的可 溶性硫化物等转化成一种稳定的,不与钢
材起反应的惰性物质,从而降低钻具的腐
浊。
常用的除硫剂是海绵铁和微孔碱式碳酸锌。
⑤控制含砂量。
(2)使用内防腐层钻杆
(3)钻井过程中的腐蚀监测 目前比较成熟的方法是腐蚀环法,即在钻杆 公扣端部与母扣凹槽的部位放一个金属腐蚀试验 环,放人井下与钻井液接触一段时间后,提起钻 杆取下腐蚀试验环进行检测。
10.1.2 钻井过程中腐蚀类型
10.1.3 钻井过程中的防腐蚀措施
(1)控制钻井液的腐蚀性
①控制PH值。 通常将钻井液泥浆pH值提高到10以上 ②正确选择缓蚀剂。 缓蚀剂用量的确定应考虑包括吸附在表面比它 大得多的泥浆悬浮颗粒上的用量;因此,需要 非常高浓度的缓浊剂才能充分防止腐蚀。 现场应用缓蚀剂时一般从钻井液循环系统的首 端投入,使之既能在钻杆表面形成保护膜,又 能使井下套管得到保护。
硫化物应力开裂往往在很短时间淬不及防地发
生,造成严重后果。70年代,四川地区70造成停
钻,严重影响生产。经调查分析认为这次事故是
由于泥浆处理剂在150℃左右高温分解释放出的
硫化氢导致发生硫化物应力开裂所致。
(4)二氧化碳
干CO2是一种非腐蚀性气体,但是当存在水 时,水与CO2反应生成碳酸,引起腐蚀作用。碳 酸与铁反应生成碳酸铁,管材成片状脱落,减少 管壁厚度。一般情况下,CO2腐蚀与pH值的变化 有函数关系,pH降低,CO2腐蚀就严重,反之, pH升高,腐蚀性降低,但该介质易结垢。 CO2可来自以下几个方面: ①含CO2的地层流体: ②钻井过程中的补水进气。 ③采用CO2混相驱技术提高原油采收串而向地层 注入的CO2。
10.1 钻井系统中的腐蚀
10.1.1 钻井过程中腐蚀环境
1 ) 钻井液
不同类型的盐水对钢的腐蚀速率不同,在 36%NaCl盐水中的腐蚀速率大于在 15%NaCl+10%Na2SO4盐水中的腐蚀速率,说明 Cl-引起钢片的电化学腐蚀比SO42-严重。
不同温度下,钢片的腐蚀速率也不同,静态
20℃下,各种盐水介质的腐蚀速率均小于
0.1g/(m2· h),而高温下钢片在盐水介质中腐蚀速
率明显增加,是常温下腐蚀速率的几十倍甚至上
千倍。因此,在钻深井时,必须注意钻井液在高
温下的腐蚀与防护问题。
不同密度加重钻井液的腐蚀速率亦各不同。
重晶石的加量从50%增加到160%,腐蚀速率从 0.0539g/(m2· h)增大到0.2888g/(m2· h),增大了5倍。 说明钻井液中的固相颗粒对钻杆腐蚀影响较大,固 相颗粒含量越高,对金属表而的腐蚀越大,因此, 在钻砂岩和砂质地层时钻井液中会含有磨蚀性砂粒, 其含量必须控制在最低限度。
⑥要考虑钻杆的夏比冲击韧性,即室温冲击时全 尺寸式样夏比冲击强度不小于54J。 ⑦钻杆的存放,必须保证良好的防腐蚀环境,存 放不宜超过2年。当钻杆从井里取出时,清洗钻杆 并用油和缓蚀剂混合液涂于钻杆表面是减缓钻杆在 露天腐蚀最有效的方法。 ⑧优化钻具组合和结构,改善钻杆的应力分布, 减小结构上的应力集中。 ⑨根据钻具负荷采用内平钻扦,推广加厚结构改 进型新钻杆。
10.1.4 钻杆腐蚀疲劳及其防护
钻杆在使用过程中要长期经受拉、扭、弯曲
等交变应力的作用,易造成钻杆的腐蚀疲劳,同
时,钻杆外壁要受到套管和井壁的摩擦,井内介
质的腐蚀及泥浆循环时对钻杆内外表面冲刷而产
生的腐蚀,各种腐蚀同时作用、互相影响、加快
了钻杆的损坏。
(1)钻杆腐蚀疲劳的主要特征
根据全国油气填钻具失效情况调查分析: ①腐蚀疲劳是钻杆失效的最主要的形式,约占 55%—85%。 ②钻杆腐蚀疲劳多发生在钻杆上结构变化较大的 部位,如内加厚过渡区消失处和内螺纹接头方台肩根 部。 ③钻杆腐蚀疲劳多与先期的点蚀有关.对管体表 面的机械损伤十分敏感。 ④钻杆腐蚀疲劳多发生在井内介质腐蚀性严重的 地区和井斜、方伦变化较大的“狗腿”井段。 ⑤钻杆发牛疲劳的寿命受井内介质、井斜和方位 变化、钻杆结构、材质等多种因家的影响。