抽油杆钢材的发展和抽油杆的服役失效

摘要

抽油杆可以把地面抽油机动能传递给抽油泵,是石油生产中重要的工件之一.随着采油工程向腐蚀井、深井、超深井发展,普通抽油杆的耐蚀性、抗拉强度和疲劳强度等性能已不能满足生产要求.本文综述了C级、D级、KD级和H级抽油杆的分类标准、制备方法、应用环境及面临的挑战.抽油杆钢服役失效包括腐蚀、疲劳、机械磨损等.分析发现,抽油杆的失效主要是疲劳断裂或腐蚀疲劳断裂.在腐蚀性环境条件下,抽油杆会发生表面电化学腐蚀,形成腐蚀坑,而腐蚀坑是疲劳裂纹的主要萌生源.在拉-拉或拉-压载荷的作用下,抽油杆发生疲劳断裂.本文简单介绍了抽油杆在各油田中的服役环境及抽油杆的发展史,通过对比抽油杆不同热处理工艺所产生的微观组织,探索其防腐蚀、防氢脆、防疲劳的机理,同时分析了抽油杆在使用过程中常见的腐蚀、疲劳、磨损等失效原因和机制,最后对未来开发高性能抽油杆的可行途径进行了探讨.