M5新型抽油杆用钢氯离子腐蚀机理研究(2)

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3.2.2 不同酸碱度下氯离子的影响 19

3.2.3 不同温度下氯离子的影响 20

3.2.4 氯离子腐蚀机理 22

3.3 碳酸氢钠对M5新型抽油杆用钢的影响 23

3.3.1 极化曲线分析 23

3.3.2 光学显微镜下的分析 23

3.3.3 碳酸根离子的腐蚀机理 24

4 结论 25

致谢 26

参考文献 27

1 绪论

1.1 抽油杆用钢

1.1.1 抽油杆用钢的概况

在目前多种采油方式中最为重要的是机械采油而其中有杆抽油是最为普遍的。被称为世界石油工业传统的有杆抽油是不可缺少的采油方式之一，还是至今为止一直占主导地位的采油工程中的人工举行方式。在我国石油开采中有杆抽油技术占有重要的地位。使用有杆抽油技术在我国的大部分油田的生产井中占据的百分比大约是80%。经统计我国各油田的产液量是60%但是其中靠有杆抽油采出的产油量的比例占75%。占据油田设备的总能耗的三分之一的设备是有杆抽油设备。基本上在我国每年都要新增加上千万米的抽油杆。抽油杆作为井下抽油泵和地面抽油机的连接设备对于有杆泵而言在三抽的（抽油杆和抽油泵、抽油机）设备之中是一个相当最重要的部位。井下抽油泵是通过抽油杆把抽油机的动力传递下去而使其正常运作的。因此抽油杆万一出现段托事故的话会迫使全部油井的停产。维修期间的维修成本和停产损失，而这些经济损失对油田来说是不可无视的巨额[1]，因此找出抽油杆断裂原因、对其失效做出正确的分析以及在抽油杆失效之前及时做出相应的对策，可以有效地进行预防会对生产含有重要的意义。

1.1.2 抽油杆用钢的种类及特点

1）C级杆的用钢

热处理工艺较单纯的C级杆的用钢仅仅采用了C-Mn系钢。钢种是AISI-SAE 1536而正火是其刚中的热处理工艺。为了获取最大的疲劳抗力也有使用ASI-SAE 1536进行了改进，而其热处理工艺为进行淬火+回火处理。一般推荐用于缓蚀井中重载抽油或无腐蚀。

2）K级杆的用钢

热处理工艺亦较单纯的K级杆的用钢采用Ni-Mo系钢。主要钢种是AISI-SAE 4621(4623、4620、4617、)，最早的时候是使用了AISI-SAE 4815(4820)。而AISI-SAE 4815(4820)的热处理工艺中正火+回火是最主要采用的，正火或淬火+回火是其次。因为如果要获得最好的塑性、强度和疲劳抗力的综合性能的最好的热处理工艺是淬火+回火。IMC公司采用相当于AISI 4820的20MoNi35钢和正火工艺生产K级杆,Avun公司采用AISI-SAE 4340正火+回火工艺生产K级杆，这表明K级杆用钢发展了Ni-Cr系(SRA-1钢的应用)和i-CrN-Mo系的同时还采用了成熟的Ni-Mo系。K级杆一般推荐用于缓蚀井中重载抽油或中等腐蚀。

3）D级杆的用钢

D级杆的热处理工艺和用钢比较复杂。按API标准规定，任何化学成分的合金钢和碳钢，想获得最低抗拉强度的只要经过有效热处理后都可以用。除强度要求外，选择适合的钢材就要根据具体的服役条件来判断用钢的耐腐蚀性能。采用的钢系主要有Cr-Mo系和C-Mn系，其次是Ni-Mo系，Ni-Cr系和Ni-Cr-Mo系。C-Mn系，主要钢种是AISI-SAE 1541改进型和AISI-SAE1536改进型。热处理工艺想采用正火+回火，主要采用淬火+回火,以获得最大疲劳抗力。推荐用于缓蚀井重载抽油或无腐蚀。Cr-Mo系, 主要钢种是AISI-SAE4135、4140，以及AISI-SAE 4142(H)及其改进型。热处理工艺主要采用正火+回火。Cr-Mo系钢具有良好的硫化物应力破裂(SSC)抗力，所以可用于含硫油井重载抽油。Ni-Cr系和Ni-Cr-Mo系均采用改进了的非标准特殊钢, 热处理工艺采用淬火+回火或正火`+回火。推荐用于缓蚀井或中等腐蚀，尤其是低硫腐蚀井的重载抽油。