放噴管線是井控裝置的重要組成部分[1],是應(yīng)急狀態(tài)下節(jié)流管匯和壓井管匯下游用來(lái)釋放井內(nèi)流體壓力的管線。放噴管線中的高壓、高速流體攜帶地層巖屑顆粒對(duì)管線沖蝕、導(dǎo)致管線刺漏失效,嚴(yán)重時(shí)發(fā)生井噴失控、爆炸、著火等事故[2-5]。受井場(chǎng)面積、設(shè)備布局、工藝要求等限制,井控管匯需要通過(guò)不同角度的彎管連接,而彎頭處流體對(duì)管壁的撞擊及流向的改變會(huì)造成流場(chǎng)分布（流速、壓力等）不均,產(chǎn)生紊流和渦流等現(xiàn)象,因此沖刷磨損（磨損腐蝕）是放噴管線的一種常見(jiàn)失效形式。某井在井漏處理過(guò)程中出現(xiàn)溢流高套壓,當(dāng)放噴點(diǎn)火超過(guò)24 h時(shí),放噴管線發(fā)生了嚴(yán)重的刺漏、斷裂現(xiàn)象。為保障鉆井作業(yè)的安全運(yùn)行,減少經(jīng)濟(jì)損失,并防止此類事故再次發(fā)生,對(duì)放噴管線的失效原因進(jìn)行了分析。
1. 理化檢驗(yàn)與結(jié)果
1.1 宏觀形貌分析
從現(xiàn)場(chǎng)共收集5件放噴管線失效樣,詳見(jiàn)表1。其中,1號(hào)樣為一端帶短節(jié)（短直管）的彎管,短節(jié)與彎管通過(guò)螺紋連接,彎管管端磨損嚴(yán)重,彎管內(nèi)外弧處壁厚較薄。2號(hào)樣為帶法蘭彎管,彎曲部分呈橢圓形,不圓度為87.1%,彎管外弧側(cè)有一長(zhǎng)52 mm、寬8.2 mm的溝槽,且溝槽由內(nèi)及外逐漸擴(kuò)大形成刺漏,其形成趨勢(shì)具有方向性。3號(hào)樣為帶法蘭短節(jié),銹蝕嚴(yán)重,短節(jié)螺紋不完整。4號(hào)樣為帶法蘭直管,銹蝕嚴(yán)重,初步判定其斷裂形式為疲勞撕裂。5號(hào)樣為兩端帶短節(jié)的彎管,彎管與短節(jié)連接部分有呈凹槽形態(tài)的裂縫,裂縫呈現(xiàn)由內(nèi)及外的擴(kuò)展趨勢(shì),具有方向性。
| 失效樣 | 防腐蝕層 | 管體 | 管端 |
|---|---|---|---|
| 1號(hào) | 防腐蝕層部分磨損脫落 | 管體外無(wú)明顯劃傷 | 彎管管端磨損嚴(yán)重,彎管內(nèi)外弧處壁厚較薄 |
| 2號(hào) | 防腐蝕層部分磨損脫落 | 彎管外弧側(cè)有一長(zhǎng)52 mm、寬8.2 mm凹槽,由內(nèi)及外形成刺漏 | 管端連接處無(wú)明顯損傷 |
| 3號(hào) | 防腐蝕層嚴(yán)重脫落 | 短節(jié)內(nèi)外表面腐蝕嚴(yán)重 | 短節(jié)螺紋腐蝕嚴(yán)重,螺紋不完整 |
| 4號(hào) | 防腐蝕層嚴(yán)重脫落 | 管體腐蝕嚴(yán)重 | 斷口處較齊平,一側(cè)發(fā)生塑性變形,另一側(cè)未發(fā)生明顯的塑性變形,為裂紋的形成區(qū) |
| 5號(hào) | 防腐蝕層嚴(yán)重脫落 | 管體腐蝕嚴(yán)重 | 彎管與短節(jié)連接處有一尺寸為38 mm×7.9 mm的裂縫,螺紋腐蝕嚴(yán)重,裂紋的形成由內(nèi)及外 |
1.2 壁厚分析
為了分析管線不同部位的沖刷腐蝕情況,采用TMG-II型透涂層測(cè)厚儀測(cè)量樣品的壁厚。檢測(cè)位置如圖1所示,A、B、C為測(cè)點(diǎn)所在截面,在每一個(gè)截面按順時(shí)針?lè)较?~12點(diǎn)方位分布12個(gè)測(cè)試點(diǎn)。管線失效件各區(qū)域壁厚測(cè)試結(jié)果如表2所示。相較企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SYCQZ 231-2015《井控裝置放噴管線技術(shù)要求和試驗(yàn)方法》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壁厚,失效件壁厚存在明顯的減薄情況,且減薄不均勻。
