高温铁素体对17-4PH钢压裂泵阀箱寿命的影响分析

卢一欣，陈 涛，王 贺，曹世忠，杨 慧

(1.上海清河机械有限公司，上海 201802； 2.长庆油田分公司 第一采油厂，陕西 延安 716009；3.新疆华油新海石油工程技术有限公司，新疆 库车 842000)

压裂泵(车)是向地层泵送液体而增加地层压力的重要设备，可提高油气层渗透率，最终达到提高油、气井采收率的目的。可向井下泵送清水、酸性压裂液、泥浆液、表面活性剂或非高黏度液体等各类作业介质，用于对地层进行加砂压裂或酸化压裂作业及压力测试等工作[1]。随着压裂工况的不断变化，超深井、超高压井的不断增多，施工现场对于大型压裂设备尤其是液力端的使用寿命要求越来越高。为了应对现场施工变化，越来越多的厂商选择使用不锈钢材料生产液力端阀箱，其中绝大部分厂家选择使用17-4PH钢或者15-5PH钢。一般情况下，采用17-4PH材料的阀箱使用寿命是普通碳钢材料阀箱的数倍，不同的施工工况对于阀箱的使用寿命影响较大，主要受到施工压力、酸比、及砂比等因素影响。

压裂泵液力端阀箱属于高值易耗件，不论碳钢材料还是不锈钢材料，一般失效破坏形式为腔内应力集中位置疲劳开裂。关于液力端阀箱的失效模式，赵艳琼、张庆根、莫丽等先后在阀箱破坏的原因[2-4]、失效形式、延长阀箱寿命等方面开展了研究，也总结了众多有利于提高液力端使用寿命的指导性结论，绝大多数基于碳钢阀箱研究得到的结论也是可以指导不锈钢阀箱的实际生产，诸如自增强、复合强化、喷丸处理等都可以有效地延长不锈钢液力端阀箱的使用寿命。……