含CO2環(huán)境下油井管材料腐蝕疲勞性能研究.pdf

1、隨著石油工業(yè)的發(fā)展，油氣井不斷向深井、超深井發(fā)展，開采環(huán)境越來越苛刻，油井管的服役條件也越來越惡劣。油井管不僅受到CI-、H2S、CO2和O2等腐蝕介質的破壞，還受到交變載荷作用，腐蝕環(huán)境與交變載荷共同作用產生腐蝕疲勞破壞。在腐蝕疲勞過程中，裂紋萌生壽命占總壽命的10％，裂紋擴展壽命占總壽命的90％，因此，研究油井管的腐蝕疲勞裂紋擴展速率，可有效預測服役條件下的剩余壽命。本文主要研究含CO2環(huán)境下油井管的腐蝕疲勞裂紋擴展速率，并建立相關

2、的壽命預測模型。腐蝕疲勞裂紋擴展的影響因素包括環(huán)境因素、應力狀態(tài)和材料特性，在實驗過程中，通過改變腐蝕環(huán)境和應力狀態(tài)，研究P110和13Cr油管的腐蝕疲勞裂紋擴展特性。腐蝕介質分別為大氣環(huán)境（作為對比實驗）、3.5wt％ NaCl溶液和CO2-Cl-共存環(huán)境，大氣環(huán)境下交變載荷頻率為10Hz，腐蝕環(huán)境下頻率分別為10Hz、5Hz和1Hz，分別得到不同條件、不同應力強度因子下，油管腐蝕疲勞裂紋擴展速率。
　　本研究主要研究內容包括：

3、⑴大氣環(huán)境下，油管的疲勞裂紋擴展速率僅與應力狀態(tài)有關，可以當作純疲勞。⑵在3.5wt％ NaCl、CO2-Cl-腐蝕介質中，載荷頻率降低，每周期內的腐蝕損傷時間變長，油管的腐蝕疲勞裂紋擴展速率加快。⑶P110油管腐蝕疲勞裂紋擴展速率受頻率影響較明顯，該油管耐腐蝕性較差，腐蝕損傷增加，會加快油管斷裂失效。13Cr油管疲勞裂紋擴展速率受頻率影響較小，當頻率較高時裂紋擴展速率變化不大，只有頻率較低時裂紋擴展速率增加。⑷根據斷口形貌和能譜分析，