J55 LC 套管断裂失效原因分析*

曾 锋， 杨专钊， 李德君， 李兰云

（1. 西安石油大学 材料科学与工程学院， 西安710065；2. 中国石油集团石油管工程技术研究院， 西安710077）

1 概 述

套管是油井中至关重要的部件之一， 起到支撑井壁、 封固地层和防止坍塌的作用[1]。 套管失效是各油田生产过程中不可避免的问题， 其中最为严重的问题是套管接头的失效[2]。 生产使用中，在套管连接螺纹处经常会发生疲劳断裂、 漏失、挤毁、 粘扣、 破损、 偏磨、 腐蚀等失效事件[3]， 螺纹连接处的失效事故占比超过80%[4]。 套管失效严重时会导致整个油气井报废和重大安全生产事故的发生， 给油田带来巨大经济损失[5-6]。

某公司在Φ193.7 mm×8.83 mm J55 LC 套管固井作业时， 需将套管柱上提5 mm， 上提悬重6 t，在校正环形钢板时套管突然发生异响， 造成第15 根套管公扣断裂， 公扣残余7 扣12 mm， 剩余88 mm 公扣残留在第16 根母接箍内， 裂痕参差不齐， 几处丝扣因断裂有磨平现象， 井下套管鱼头处在表套之内。 送检断脱套管实物照片如图1所示， 送检套管仅保留部分外螺纹， 失效套管的接箍在井内尚未打捞出， 残留的外螺纹与接箍并未送检， 故无法对接箍进行观察。 本研究通过管体尺寸测量、 断口宏观形貌和微观形貌分析， 以及管材理化性能检测， 对套管断裂失效原因进行分析， 希望对油田的安全生产提供参考借鉴。

图1 送检失效套管实物照片

2 理化试验及结果

2.1 套管尺寸测量

2.1.1 壁厚及外径测量

依据标准GB/T 11344—2008， 用DATAKA MX-5 型超声测厚仪及游标卡尺对失效套管管体外径与壁厚进行测量， 检测位置如图2 所示。……