非均匀挤毁测试研究C110套管的变形规律

为完善套管非均匀挤毁失效机理的理论研究,开展了C110套管的非均匀挤毁实验,通过精密的压力试验机给套管施加非均匀载荷,进而得到套管不同载荷下的径向位移。采用在套管外壁粘贴电阻应变片的方式来测量套管在挤毁过程中的应变,进而得到了套管的屈服载荷、失稳载荷以及套管在非均匀载荷下的变形规律和失效机理。

旋压整形器对C110变形套管整形的实验研究

套管变形会直接影响到油气田后期增产作业和开发措施的实施,而变形井在使用旋压整形器进行整形修复时经常凭经验确定整形力和修复扭矩,如果整形力和修复扭矩过大则易造成变形套管及水泥环的破坏和卡钻事故。为此,在YAW-200压力试验机上对常用尺寸的油层套管进行压扁,然后分别由连续旋转钳和推力轴承提供扭矩和整形力,由小到大依次下入外径为126mm和129 mm的旋压整形器对变形套管(C110)进行了2次膨胀整形,得到了两种整形工具整形所需的整形力修复扭矩、变形套管的变形规律、变形套管回弹量的测试数据。实验结果表明,上述两种旋压整形器的外径级差是合理的。此外,为了确保后期生产工艺实施的可靠性,还对整形前后的变形套管进行了力学性能测试,发现整形后套管的各项力学参数均有所降低,从而导致整形后套管的承载能力降低。该研究成果为优化整形工具结构和整形施工参数提供了重要的实验数据。

高强耐蚀油套管抗SSC失效原因分析

对抗SSC失效的C110级油套管进行断口形貌观察,通过对比失效钢管和正常钢管的化学成分、力学性能、金相组织和晶体学特征等,分析C110级油套管抗SSC异常失效的原因。结果表明,失效钢管断口裂纹源处未发现大颗粒非金属夹杂或气孔的冶金缺陷,失效钢管相对于正常钢管,其基体组织低角度晶界比例和位错相对更多,受亚晶界和位错等缺陷处捕氢能力较强的影响,在富含H_(2)S的环境下,晶体缺陷部位局部氢含量富集,导致氢致开裂。为进一步分析晶体缺陷的产生原因,反溯了失效钢管的生产工艺,该批钢管在入库检测时发现出现了尺寸偏差,后续经冷拔处理,变形部位在冷拔过程中聚集了大量的位错和低角度晶界,导致钢管抗SSC失效。

C110抗腐蚀套管的热处理工艺及性能

对比分析c110套管在不同热处理工艺下的性能、组织和析出物。结果表明,26CrMoV钢在回火过程中充分析出V的碳化物,将产生沉淀强化并提高回火稳定性,在淬火加热时未溶的V的碳化物,细化了晶粒和组织并促进了V的碳化物弥散析出,从而提高了回火稳定性。采用26CrMoV钢生产API Spec 5CT标准的C110套管,730℃等温处理+调质处理比常规的直接调质处理工艺的回火稳定性更高,且更容易实现性能均匀性和稳定性的控制。