黃世財(cái) 劉易非 馮 輝 陶世軍 曹 萍 曹銀萍

（1.西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西 西安 710065；2.中石油塔里木油田分公司，新疆 庫(kù)爾勒 841000；3.中石油寧夏石化公司，寧夏 銀川 750026；4.西安石油大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，陜西 西安 710065）

粘扣是油管接頭失效和完井管柱泄漏的主要原因之一，會(huì)給油田生產(chǎn)造成經(jīng)濟(jì)損失［1-3］。抗粘扣性能差和現(xiàn)場(chǎng)操作不當(dāng)是導(dǎo)致油管粘扣的主要原因［4-6］，油管抗粘扣性能差與內(nèi)、外螺紋接頭配合不當(dāng)、表面處理質(zhì)量差等有關(guān)［7］，操作問(wèn)題主要表現(xiàn)在碰傷、偏斜對(duì)扣、引扣不到位、上扣速度快等［8］。

1 現(xiàn)場(chǎng)情況描述

塔里木油田公司哈拉哈塘油田哈××井，目的層漏失，在泥漿中下入7-7/8″SHR-HP封隔器測(cè)試完井一體化管柱，管柱結(jié)構(gòu)：油管掛+88.9*7.34mmHS110SE油管×1450m+88.9*6.45mmHS110SE油管×5000m+伸縮管3根+7-7/8″SHR-HP封隔器+球座+管鞋，封隔器封位6458m。該井放噴測(cè)試求產(chǎn)地層出水，研究決定上返試油。壓井起出管柱，起至375根時(shí)，發(fā)現(xiàn)下部油管292根及工具落井，后進(jìn)行打撈作業(yè)，撈出全部落魚(yú)。

2 脫扣油管形貌分析

2.1 宏觀形貌 哈××井使用的油管均為衡陽(yáng)華菱鋼管有限公司所生產(chǎn)，發(fā)生脫扣的油管規(guī)格為Φ88.9mm×6.45mmHS1100SE，外螺紋1A端部前7扣粘扣變形嚴(yán)重，對(duì)應(yīng)油管內(nèi)螺紋1B端部前7扣粘扣變形，如圖1所示。

圖1 脫扣油管粘扣形貌

2.2 微觀形貌 從粘扣油管內(nèi)外螺紋上取樣，用掃描電鏡對(duì)其進(jìn)行微觀分析。通過(guò)高倍掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，從螺紋根部到端部，摩擦、剝離、擠壓等粘扣痕跡形貌越來(lái)越明顯；螺紋粘扣部位存在較長(zhǎng)且連續(xù)的劃痕，具有磨損特征；有剝落及劃痕現(xiàn)象，具有較嚴(yán)重的粘著磨損和塑性流動(dòng)特征，圖2為試樣靠近根部螺紋導(dǎo)向面形貌。

圖2（a） 1A試樣螺紋根部第1扣導(dǎo)向面形貌

圖2（b） 1B試樣螺紋根部第1扣導(dǎo)向面形貌

3 油管材料金相分析

在失效油管粘扣嚴(yán)重的內(nèi)螺紋1A、1B上取樣，采用MEF4M金相顯微鏡及圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行金相組織、晶粒度、非金屬夾雜物和粘扣形貌分析，分析結(jié)果見(jiàn)表1。結(jié)果表明，油管試樣均為回火索氏體，粘扣油管外螺紋試樣1A內(nèi)表面和靠近管體端的兩個(gè)螺紋齒頂存在脫碳組織，脫碳組織的存在會(huì)影響螺紋的抗粘扣性能，進(jìn)而影響到螺紋連接強(qiáng)度。

表1 粘扣油管金相試樣分析結(jié)果

4 上卸扣實(shí)驗(yàn)分析

將油管外螺紋2A-6A與對(duì)應(yīng)內(nèi)螺紋2B-6B在室溫進(jìn)行上卸扣實(shí)驗(yàn)，對(duì)應(yīng)試樣編號(hào)為2-6#，采用擰扣實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)依據(jù)APIRP 5C5-2003標(biāo)準(zhǔn)，將API高壓螺紋脂SHELL TYPE 3適量均勻涂抹，對(duì)2#、3#試樣進(jìn)行4上4卸實(shí)驗(yàn)，對(duì)4-6#試樣進(jìn)行5上4卸實(shí)驗(yàn)，上扣速度為5～10r/min，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

油管上卸扣實(shí)驗(yàn)結(jié)果，油管試樣第1次上卸扣有2根新油管和2根舊油管試樣發(fā)生粘扣現(xiàn)象，隨后上卸扣此2根新油管試樣有嚴(yán)重粘扣現(xiàn)象，說(shuō)明該批新油管抗粘扣性能未能滿足API RP 5C5標(biāo)準(zhǔn)要求。油管試樣粘扣程度未及現(xiàn)場(chǎng)粘扣油管，但粘扣位置均主要集中在外螺紋端部位置的前10扣，與失效油管粘扣位置一致。

表2 上/卸扣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

5 結(jié)論

5.1 抽檢新舊油管螺紋尺寸符合APISpec 5B和APISpec 5CT的要求，粘扣油管和新油管螺紋接頭的化學(xué)成分和材料力學(xué)性能均符合APISpec 5CT標(biāo)準(zhǔn)要求和衡陽(yáng)華菱鋼管供塔里木油田油管試用協(xié)議。

5.2 抽檢新油管抗粘扣性能未通過(guò)APIRP 5C5規(guī)定的實(shí)驗(yàn)要求。

5.3 油管?chē)?yán)重粘扣和上扣不到位是油管脫扣的原因?，F(xiàn)場(chǎng)操作不當(dāng)及抗粘扣性能不好是油管粘扣的原因。

［1］呂拴錄，駱發(fā)前，周杰，等.API油套管粘扣原因分析及預(yù)防［J］.鉆采工藝，2010，33（6）：80-83.

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