03Cr18Ni16Mo5奥氏体不锈钢录井钢丝断裂失效分析

某油田录井用03Cr18Ni16Mo5奥氏体不锈钢钢丝在使用过程中发生了断裂失效。为了确定其断裂失效的原因,对失效录井钢丝样品进行了宏观形貌分析、理化性能试验、金相组织分析、微观形貌分析和腐蚀产物能谱分析,并对该录井钢丝服役过程中承受的载荷进行了计算分析。结果表明,该失效不锈钢录井钢丝材料的化学成分中Cr、Ni和Mo元素的含量不符合订货技术协议的要求,其最小破断力和扭转性能均不符合API Spec 9A—2020标准的要求。由于失效录井钢丝表面的腐蚀坑和断口裂纹表面均含有S和Cl元素,因而钢丝在含有Cl^(-)的腐蚀性介质中使用时产生了应力腐蚀裂纹,并在交变载荷作用下疲劳扩展,最后发生了断裂。建议根据油气井内环境介质中的化学成分及其腐蚀性选择适用的录井钢丝材料。

录井钢丝裂纹和丝径恒磁无损检测方法及装置

根据录井钢丝的铁磁特性，采用漏磁场检测法检测钢丝裂纹缺陷；采用磁通检测法检测钢丝丝径变化。用集成霍尔元件测量磁场的变化可获得所需的信号。通过设计适当的磁路和选取检测元件布置方式，可实现一个探头同时检测裂纹和丝径变化。通过对报警门坎值的设定可实现对缺陷的声、光报警；利用计算机辅助检测技术可实现缺陷位置的准确定位和定量识别。设计的检测装置对长０．４ｍｍ、宽０．２ｍｍ、深０．１ｍｍ的裂纹及０．１ｍｍ的丝径变化有良好的分辨力。

录井钢丝断裂的失效分析

针对录井钢丝的断裂原因,对事故钢丝和未使用钢丝进行宏观形貌和金相组织的对比分析,对钢丝表面的点蚀坑进行能谱分析,对断口进行扫描电镜分析。结果表明,油井中的钢丝表面腐蚀坑和裂纹源区均含有Cl元素,腐蚀介质是引起钢丝断裂的主要原因。在腐蚀性介质和外加载荷的双重作用下,裂纹持续扩展,直至发生疲劳断裂。

录井钢丝断裂原因分析

针对录井钢丝断裂残存试样和本体取样,通过宏观断口形态分析、扫描电镜微观断口分析、拉伸试验、金相显微组织分析等手段寻找断裂原因。结果表明,主要原因是钢丝过载,表面损伤也促进了断裂。

录井钢丝在使用中发生断裂原因的分析

经检测分析认为,录井钢丝发生断裂的原因是:钢丝坯料在加热运行过程中,曾发生局部过热,使钢丝局部保留有网状铁素体组织和表面脱碳层,这种组织比正常索氐体组织的抗拉强度低得多。并使钢丝在软硬交错的交接部位产生应力集中,形成裂源,最终裂纹扩展而发生断裂。

录井钢丝防腐润滑装置的设计及应用

高压试井工作中的录井钢丝,由于井液的腐蚀性及空气潮湿的作用,钢丝易腐蚀生锈,一段时间后钢丝变脆易折断,抗拉力下降、寿命缩短,频繁更换钢丝增加了测试成本及劳动强度。针对这一问题,研制应用了录井钢丝防腐润滑装置,其结构简单易安装维护,能在起下钢丝过程中即时完成防腐润滑保养,钢丝寿命明显延长,现场使用效果良好。

影响录井钢丝使用寿命因素分析

本文主要通过对使用过程中影响录井钢丝寿命的工作条件、环境因素以及钢丝性能与显微组织等情况进行分析研究,找出一些规律性的影响因素,指出提高录井钢丝使用寿命的技术措施。

录井钢丝延伸率检测用大标距引伸计

按照API Spec.9A钢丝绳规范要求,录井钢丝除了常规的破断强度、扭转试验外,还必须进行标距为254mm(10时)拉伸时的瞬时延伸率检测。本文介绍了这种引伸计的研制及其检测结果。

不锈录井钢丝的评估与试制

介绍国内外不锈录井钢丝分类、使用状况以及试制技术指标,对高品质不锈录井钢丝进行评估,并试制Sw960,Sw970两种牌号不锈录井钢丝。根据合金元素含量及其组合匹配,分析提高不锈录井钢丝综合性能,尤其是耐应力腐蚀破断能力水平的方法;从控制固溶处理工艺与拉拔工艺出发,找出钢丝在拉拔过程中防止脆断的途径;探讨碳含量对奥氏体铬镍钼不锈钢录井钢丝腐蚀性能的影响,结果表明,试制的不锈录井钢丝抗拉强度和显微硬度较低,韧性较好;显微组织与进口不锈录井钢丝相似;对腐蚀介质H2S耐应力腐蚀开裂能力与国外产品水平相当。

录井钢丝直径的恒磁测量原理

介绍录井钢丝直径的恒磁测量原理，包括沿钢丝径向和轴向的磁阻测量方法、沿钢丝轴向的主磁通测量方法。

录井钢丝的失效分析

分析录井钢丝的断裂原因,对事故钢丝残样和未使用钢丝进行宏观形貌、化学成分、力学性能和金相组织的对比分析,在宏观形貌分析中可见事故钢丝表面有明显被腐蚀的痕迹。对钢丝表面的点蚀坑进行能谱分析,测定腐蚀残留物,对断口进行扫描电镜分析。结果显示油井中的腐蚀介质是引起钢丝断裂的主要原因,钢丝表面腐蚀坑和裂纹源区均含有S元素,且腐蚀坑内S元素的质量分数达到2.30%,该腐蚀性介质使录井钢丝表面发生腐蚀,进而形成腐蚀坑。在腐蚀性介质和外加载荷的双重作用下,裂纹持续扩展,直至发生断裂。

不锈录井钢丝的生产和选用(待续)

介绍造成录井钢丝破坏的3种形式:氢脆断裂、点蚀穿孔和应力腐蚀,指出应从这3个方面考虑不锈录井钢丝牌号的选择,并通过抗硫化氢应力腐蚀试验验证其结果;通过对不锈录井钢丝的使用环境、国内外牌号对比、腐蚀类型及其耐蚀能力、工艺等的叙述和大量数据的对照,提出选用不锈录井钢丝的经验公式和选择要求,指导不锈录井钢丝的生产、选用,指出其研究方向。

东北特钢集团成功自主开发不锈录井钢丝

经过20余年的潜心研究，东北特钢集团成功地自主开发出一系列油气田用不锈录井钢丝和油井铠装电缆用不锈钢丝。不锈录井钢丝的牌号为D659和D600，钢丝直径1．8～2．3mm、单根钢丝长4500～7800m；油井铠装电缆用不锈钢丝直径0．79～2．4mm。不锈录井钢丝的开发成功，解决了硫化氢、二氧化碳和氯化物含量高的超深油气井的录井难题。

MT—20型录井钢丝裂纹定量检测系统

研究了录井钢丝裂纹定量检测原理，设计了一套检测录井钢丝裂纹类缺陷的检测系统。

西部某油田不锈录井钢丝断裂原因分析

针对一起不锈录井钢丝断裂失效事故,采用化学成分分析、金相分析、力学性能测试、扫描电镜分析和能谱分析等检测手段,系统研究了该钢丝断裂失效机理。结果表明:该钢丝材质为奥氏体镍铬合金,其在使用过程中遇到高温,导致局部组织发生再结晶并形成过烧组织,使得晶界强度降低,进而断裂。

漫谈不锈录井钢丝（下）

因为奥氏体不锈钢丝固溶处理后屈服强度和抗拉强度均比较低，不锈录井钢丝主要依靠冷加工强化。冷加工过程中随着减面率加大，钢丝抗拉强度上升，而塑性和韧性则平稳下降，成品钢丝要保留一定的韧性，冷加工减面率不宜太大，也就是说其抗拉强度也不宜选得太高。

漫谈不锈录井钢丝（上）

在石油和天然气的勘探、钻井和开采过程中，需要对油气井下的各项技术参数（包括温度、压力、液面位置和介质成分及含量等）进行测量和监控，通常用单根录井钢丝吊装各种测井仪器深入井下采集或测量各项技术参数，井有多深，钢丝就必须有多长。油气井下除石油和天然气外还含有大量的硫化氢、二氧化碳、氯化物及有机硫化物等强腐蚀介质，