煤层气井用抽油杆腐蚀疲劳寿命的影响因素

发布时间：2018-10-31 18:39

【摘要】：通过显微组织分析、断口分析、有限元模拟分析、疲劳裂纹扩展速率测试和应力腐蚀试验研究制造因素、结构因素和材料强塑性对抽油杆腐蚀疲劳抗力的影响。结果表明,制造环节易导致抽油杆钢表面氧化脱碳以及镦粗段偏斜从而对抽油杆腐蚀疲劳寿命产生不利影响;抽油杆结构导致抽油杆镦粗段及前沿存在应力集中,且最大应力总是出现在杆体表面。表面氧化脱碳与应力集中的耦合作用使得抽油杆在腐蚀环境中快速诱发疲劳裂纹;在腐蚀环境中,提高抽油杆强度会导致疲劳裂纹扩展速率的增加,并且高强度抽油杆的腐蚀疲劳裂纹扩展曲线上会出现应力腐蚀平台;降低抽油杆的强度,提高抽油杆的韧性可以有效降低抽油杆在H_2S环境里的应力腐蚀开裂敏感性。
[Abstract]:By means of microstructure analysis, fracture analysis, finite element simulation analysis, fatigue crack growth rate test and stress corrosion test, the effects of manufacturing factors, structural factors and strong plasticity of materials on corrosion fatigue resistance of sucker rod were studied. The results show that the manufacturing process can easily lead to oxidative decarburization on the surface of sucker rod steel and deflection of upsetting section, thus adversely affecting the corrosion fatigue life of sucker rod. The structure of sucker rod leads to stress concentration in upsetting section and front of sucker rod, and the maximum stress always appears on the surface of rod body. The coupling effect of surface oxidation decarburization and stress concentration makes sucker rod cause fatigue crack in corrosion environment. In the corrosion environment, increasing the strength of sucker rod will lead to the increase of fatigue crack growth rate, and stress corrosion platform will appear on the corrosion fatigue crack growth curve of high strength sucker rod. Reducing the strength of sucker rod and increasing the toughness of sucker rod can effectively reduce the sensitivity of sucker rod to stress corrosion cracking in H _ 2S environment.
【作者单位】： 中国石油集团石油管工程技术研究院;石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室;中石油煤层气有限责任公司韩城分公司;
【基金】：国家科技重大专项(2011ZX05038)
【分类号】：TE983

【参考文献】

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6 S.A.Shipilov;腐蚀疲劳裂纹扩展的机理[J];中国腐蚀与防护学报;2004年06期

7 刘晓坤，王建军，路民旭，，傅祥炯，金石;屈服强度对40CrMnSiMoVA超高强度钢腐蚀疲劳裂纹扩展的影响[J];材料科学与工艺;1994年02期

8 郑文龙;朱国培;欧阳怀瑾;李革;;强度对两种低合金钢在海水中腐蚀疲劳行为的影响[J];金属学报;1986年03期

【共引文献】

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5 白强;庞斌;林伟;伊伟;杨生荣;李敬轩;李德君;;HL型抽油杆断裂失效分析[J];金属热处理;2016年07期

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4 张朋举;王语;殷志杰;韩军;张仙文;王壮壮;;D级镦锻式空心抽油杆的热处理工艺[J];金属热处理;2015年01期

5 杨小辉;甄建伟;陈灿;施硕;于国龙;;塔河油田抽油杆断裂原因分析及防治对策[J];石油矿场机械;2013年08期

6 梁辰;邓福成;李惠子;龚宁;孙文国;;抽油杆柱疲劳断裂失效分析[J];石油矿场机械;2013年04期

7 王彬;程明;张士宏;宋鸿武;;Inconel 690合金的固溶处理制度[J];材料热处理学报;2012年11期

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本文编号：2303188