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张毅，高连新 著

图书标签:

• 油井管
• 失效分析
• 石油工程
• 材料科学
• 腐蚀
• 应力腐蚀
• 疲劳断裂
• 无损检测
• 油气井
• 管道工程

出版社： 石油工业出版社有限公司

ISBN：9787518308019

版次：1

商品编码：11831639

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-12-01

用纸：胶版纸

页数：330

字数：544000

正文语种：中文

内容简介

　　《油井管失效分析》介绍了油井管失效分析的工作思路及流程、油井管服役条件、受力分析和断口分析等。详细分析了油气井钻井、完井施工过程中出现的各种典型油井管失效事故，包括油套管螺纹粘扣失效、套管挤毁失效、套管下井过程引发的失效、套管固井和试压失效、油井管磨损失效、油井管套管射孔开裂失效、压裂作业管柱开裂失效、热采井套管柱失效、接箍开裂与工具接头变形开裂失效、高压气井油管柱受力失效、油井管腐蚀失效、钻杆疲劳断裂等。
　　《油井管失效分析》适于从事油井管科研和制造的技术人员、油井管质量检验与销售人员以及钻井、完井技术人员阅读。

内页插图

目录

第一章 绪论
第一节 油井管概述
第二节 失效分析定义及工作目的
第三节 失效分析思路及工作流程
参考文献

第二章 油井管服役条件和受力分析
第一节 套管柱服役条件和受力分析
第二节 油管柱服役条件和受力分析
第三节 钻柱及下部工具服役条件和受力分析
参考文献

第三章 断口分析基础
第一节 断口学的分析方法
第二节 断口的基本知识
第三节 韧性断口
第四节 脆性断口
第五节 疲劳断口
第六节 腐蚀介质作用下的断口
参考文献

第四章 油套管螺纹粘扣失效
第一节 粘扣定义、分类及表现形式
第二节 产生粘扣的原因及影响因素
第三节 油井管粘扣失效案例分析
第四节 特殊扣油管粘扣引发掉井事故
参考文献

第五章 套管挤毁失效
第一节 套管挤毁原因及表现形式
第二节 国内外套管挤毁研究概况
第三节 影响套管抗挤毁失效的原因
第四节 高抗挤套管的选用
参考文献

第六章 套管下井过程引发的失效
第一节 螺纹上扣不到位，连接强度降低引发脱扣
第二节 内外螺纹配合引起的接箍开裂
第三节 吊卡磨损时下套管过程中未卡稳接箍或卡偏接箍掉井
第四节 下套管遇阻时强力下压引起接箍变形掉井
第五节 下套管反向提拉引起过载脱扣
参考文献

第七章 套管固井、试压施工失效
第一节 固井施工因素引起套管失效
第二节 固井碰压引发下部套管柱接头失效
第三节 气井固井事故
第四节 固井试压套管开裂
第五节 固井试压套管泄漏
参考文献

第八章 油井管磨损失效
第一节 套管磨损失效
第二节 油管磨损失效
第三节 钻杆及工具接头磨损失效
参考文献

第九章 油层套管射孔开裂失效
第一节 套管射孔开裂失效形式
第二节 射孔开裂原因分析
第三节 提高套管射孔性能的措施
参考文献

第十章 压裂作业管柱开裂失效
第一节 油管压裂作业开裂分析
第二节 页岩气井压裂施工套管开裂
第三节 酸化压裂施工中套管开裂
参考文献

第十一章 热采井油套管失效
第一节 热采井管柱结构及服役条件
第二节 热采井套管柱的井下受力分析
……
第十二章 接箍开裂与工具接头变形开裂失效
第十三章 高压气井油管柱受力失效
第十四章 油井管腐蚀失效
第十五章 钻杆疲劳断裂失效

前言/序言

　　油井管包括3种基本类型，即套管、油管和钻杆，是石油和天然气勘探开发所必需的石油专用管材。石油和天然气作为工业现代化的重点能源，现已成为人类社会必不可少且不可再生的资源。从某种意义上讲，世界各地油气田的开发寿命将主要取决于油气井的使用寿命，而油气井的寿命又直接受套管等油井管产品质量和固井质量的影响。各种油井管在服役过程中的失效行为，现已成为各大石油公司、油井管生产企业、各钻井承包商以及相关科研院所和大专院校重点关注的内容。
　　绝大多数油井管都是钢管制品，在服役过程中，有多种失效形式，包括变形、磨损、腐蚀、刺穿、开裂等。其中危害性是断裂，特别是脆性断裂、疲劳断裂、延迟断裂等，往往是突发性的，事前没有任何征兆，故常常引发灾难性事故，特别严重时甚至是井毁人亡的恶性事故，带来重大的经济损失和恶劣的社会影响。油井管失效后，由于在断口上记载着有关服役过程的许多珍贵信息，长期以来，人们非常重视失效分析以及与之相关的断口分析工作，并积累了丰富的经验。特别是应用电子显微镜研究断口以后，使断口分析又拓展成为一门研究油井管断裂和进行失效分析的重要方法。
　　油井管服役时，是将一根一根的钢管通过螺纹接头连接，下入数千米深的油气井中，并接受井下各种环境（温度、介质）和外力作用的考验。因此任何一个油井管产品，都必须质量可靠、技术先进、价格合理、经久耐用。为此，油井管产品必须遵循一整套完整的生产过程控制和科学的产品质量管理方法，同时还要进行科学合理地选择与使用，这就是当前人们普遍采纳的API（美国石油学会）体系认证、管理与控制。如何提高油井管的使用寿命，从油井管具体服役条件出发，通过典型案例的失效分析，找出造成产品失效的主导因素，确立衡量产品对此种失效抗力的判据，即相应的强度性能指标，据此选择出最适合的材料成分、组织状态，相应的加工、处理工艺，以及合理有效的操作使用方法，从产品设计、加工制造到工程应用，形成一整套保证油井管在服役过程中的短时承载能力和长期使用寿命，是摆在我们面前的重要任务。
　　本书分为两部分，第一部分为失效分析的基础知识，主要介绍油井管失效分析的工作思路及流程（第一章）、油井管服役条件和受力分析（第二章）和断口分析基础（第三章）。第二部分是针对油气井在钻井、完井施工过程中出现的各种典型油井管失效事故进行分析，内容包括油套管螺纹粘扣失效（第四章），套管挤毁失效（第五章），套管下井过程引发的失效（第六章），套管固井、试压施工失效（第七章），油井管磨损失效（第八章），油层套管射孔开裂失效（第九章），压裂作业管柱开裂失效（第十章），热采井套管柱失效（第十一章），接箍开裂与工具接头变形开裂失效（第十二章），高压气井油管柱受力失效（第十三章），油井管腐蚀失效（第十四章），钻杆疲劳断裂失效（第十五章）。全书力求通过案例分析集中反映油井管在服役过程中的多种失效行为。

《油井管失效分析》是一本聚焦于油井管领域，深入探讨其失效机理、诊断方法及预防策略的专业技术著作。本书旨在为石油工程技术人员、设备制造商、研究机构以及相关行业决策者提供一套系统、全面的理论框架和实践指导。 核心内容概览： 本书的首要重点在于剖析油井管失效的根源。这涵盖了从材料本身的特性到服役环境的复杂影响，再到外部载荷的作用等多个维度。 材料因素： 详细分析了不同材质油井管（如碳钢、合金钢、不锈钢等）在生产、加工和服役过程中可能存在的内在缺陷，如夹杂物、微观裂纹、晶界偏析、回火脆性等。这些缺陷可能成为失效的初始萌生点。书中将阐述不同材料的冶金学基础，以及这些基础如何影响其抗腐蚀、抗疲劳和抗机械损伤的能力。例如，对于特定环境（如含H2S、CO2的油气井），将详细论述材料的抗硫化物应力开裂（SSC）和均匀腐蚀性能，并提供相应的材料选择建议。 环境因素： 油井管服役环境的恶劣性是导致失效的重要推手。本书将系统梳理油气井内存在的各类腐蚀介质，包括但不限于： 化学腐蚀： 包括均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀等。将详细介绍这些腐蚀机理，分析各种腐蚀产物的形成和影响，并结合实际案例说明其对管体强度的侵蚀过程。 生物腐蚀： 探讨微生物（如硫酸盐还原菌SRB）在腐蚀过程中的作用，及其如何加速金属的局部损坏。 温度与压力： 分析高温高压环境对材料性能的改变，如蠕变、热疲劳等，以及这些因素如何与化学腐蚀协同作用，加速失效。 地质应力与井筒变形： 复杂的地质构造、地应力变化，以及钻井、完井、压裂等作业产生的额外应力，可能导致井筒变形、管体弯曲、挤压，甚至断裂。书中将探讨这些力学载荷的来源和传递途径。 机械载荷与操作因素： 除了环境因素，油井管在运行过程中承受的各种机械载荷也是失效的重要原因： 内外部压力载荷： 生产压力、注入压力、地层压力等直接作用于管体，导致径向和轴向应力。 悬挂与连接载荷： 井口悬挂系统的设计、管柱的连接质量（螺纹连接、焊接连接等）直接关系到整体的力学完整性。书中将深入分析连接失效的常见模式，如螺纹损坏、密封失效等。 振动与冲击： 泵的运行、井下工具的使用、井筒内的流体脉动等可能引发管体的振动，长期振动可能导致疲劳裂纹的萌生和扩展。 起下管作业： 在钻井、修井过程中，起下管作业时产生的擦伤、磕碰、扭矩不当等操作失误，都可能对油井管造成累积损伤。 失效模式的识别与诊断： 识别油井管失效的具体模式是有效分析的基础。本书将详细介绍各种常见的失效模式，并提供相应的诊断工具和技术： 断裂失效： 包括脆性断裂、韧性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀开裂（SCC）等。书中将结合断口形貌学，分析不同断裂模式的特征，如河流花样、韧窝、疲劳条带等，以辅助判断失效原因。 变形失效： 如管体弯曲、屈曲、缩径、膨胀等。分析这些变形与地层挤压、热胀冷缩、内压载荷的关系。 腐蚀失效： 均匀腐蚀、局部腐蚀（点蚀、缝隙腐蚀）、穿孔等。通过腐蚀产物的分析、壁厚测量等手段进行诊断。 连接失效： 螺纹剥离、断丝、密封失效、法兰泄漏等。检查连接部位的损伤痕迹，分析失效过程。 为了准确诊断，本书还将介绍一系列先进的检测技术和分析方法： 无损检测（NDT）： 超声波检测（UT）、涡流检测（ET）、磁粉检测（MT）、射线检测（RT）、视像检测等，用于检测管体内部和表面的缺陷。 有损检测（DT）： 拉伸试验、冲击试验、硬度试验、弯曲试验等，用于评估材料的力学性能。 金相分析： 显微镜观察金属的组织结构，分析晶粒度、夹杂物、相分布等，以及失效后的微观形貌。 腐蚀产物分析： 通过化学分析、XRD等手段，识别腐蚀产物的成分，推断腐蚀环境。 断口分析： 利用扫描电子显微镜（SEM）等设备，对断口进行微观形貌观察，确定断裂机制。 应力分析与数值模拟： 运用有限元分析（FEA）等方法，模拟油井管在复杂载荷和环境作用下的应力分布和变形情况，预测潜在的失效区域。 失效的预防与对策： 基于对失效机理的深入理解和失效模式的准确诊断，本书最后提出一套系统性的失效预防与应对策略： 材料选择与设计： 根据油井的具体工况（温度、压力、介质成分、地质条件等），优选具有良好抗腐蚀、抗机械损伤性能的材料。优化油井管的设计参数，如壁厚、连接方式等。 制造与加工过程控制： 严格控制原材料质量，优化热处理工艺，减少加工缺陷。加强连接部分的质量检查。 服役期间的监测与维护： 建立完善的油井管监测体系，定期进行检测，及时发现潜在缺陷。实施有效的防腐蚀措施，如缓蚀剂注入、阴极保护等。制定合理的起下管操作规程，减少作业损伤。 失效后的评估与改进： 对失效的油井管进行深入分析，总结失效经验，并将其应用于未来的设计、选材和操作中，形成闭环改进。 先进技术应用： 探讨智能监测技术、新型防腐蚀材料、先进连接技术等在油井管失效预防中的应用前景。 总之，《油井管失效分析》将是一本集理论性、实践性、前沿性于一体的权威著作，为保障油气田安全高效生产，降低运营成本，提供不可或缺的技术支持。

评分☆☆☆☆☆

我被这本书的副标题所吸引，它似乎暗示了书中包含的不仅仅是失败的案例，更重要的是从失败中汲取的经验教训，以及如何避免重蹈覆辙的智慧。我推测，这本书会从一个宏观的视角出发，审视油井管在整个生命周期中可能面临的各种潜在风险。从设计选材阶段的考量，到制造工艺的精细度，再到安装铺设过程中的细节把控，甚至到后期的维护保养，每一个环节都可能埋下失效的隐患。书中是否会详细阐述不同材质的油井管在不同地质环境下的适用性？例如，在酸性或高含硫环境中，哪些合金材料具有更好的抗腐蚀性能？书中是否会深入探讨焊接工艺对管材强度的影响，以及常见的焊接缺陷是如何产生的，又会引发哪些后果？我特别想知道，对于那些已经失效的油井管，书中是如何进行“解剖”和分析的？是通过宏观形貌的观察，还是微观金相组织的检测？是否会借助先进的无损检测技术，例如超声波、射线检测等，来评估管材内部的损伤程度？此外，书中对于失效机制的分类是否清晰明了？是按照失效模式，如腐蚀、疲劳、断裂等，还是按照失效发生的环节，如制造、安装、运行等？我期待这本书能够为工程师们提供一套系统性的失效分析方法论，让他们在面对复杂问题时，能够有条不紊地展开工作，找到问题的根源。

评分☆☆☆☆☆

我喜欢这本书封面的那种冷峻、坚毅的设计风格，仿佛油井管本身就是钢铁意志的象征。我推测，这本书的内容会聚焦于油井管的材料科学和力学分析。书中是否会详细阐述不同金属材料（如各种钢材、合金）在石油开采环境下的力学性能表现？比如，它们的屈服强度、抗拉强度、疲劳极限、断裂韧性等是如何随着温度、压力、介质成分的变化而变化的？我特别想了解，书中是否会引入一些先进的材料力学模型，来模拟油井管在复杂应力状态下的变形和损伤过程？例如，有限元分析（FEA）在油井管失效分析中的应用，是否会被详细介绍？书中是否会讨论应力腐蚀开裂（SCC）的机理，以及如何通过材料选择和环境控制来避免这种危险的失效模式？此外，对于疲劳失效，书中是否会深入分析应力循环的规律，以及微观裂纹萌生和扩展的过程？我期待这本书能够为读者提供扎实的理论基础，让他们能够从更深层次上理解油井管失效的根本原因，并基于科学原理来制定有效的预防和修复策略。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题“油井管失效分析”，听起来就有一种“刨根问底”的精神。我很好奇，书中是否会涵盖一些比较“冷门”或者“非典型”的油井管失效案例？比如，除了常见的腐蚀、疲劳、断裂，是否还会有一些因为设计缺陷、制造工艺问题、或者操作失误导致的特殊失效？我希望书中能够提供一些“反面教材”，通过分析这些不常见的失效案例，来提醒读者警惕那些容易被忽视的潜在风险。书中是否会深入探讨失效的“追溯性”问题？也就是说，当失效发生后，如何有效地追溯到失效的源头，找到那个“导致一切发生”的环节？这需要非常精密的调查和分析能力。我期待书中能够介绍一些系统性的失效调查流程和方法，比如如何收集证据、如何进行现场勘查、如何选择合适的检测手段等。同时，我也对书中是否会涉及一些“案例复盘”类的内容感到好奇，通过对失效案例的深入剖析，总结出可以推广应用的经验教训，避免在未来的工作中再次犯同样的错误。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，给我一种“细节决定成败”的感觉。我猜想，这本书的重点将放在油井管失效的“细节”分析上。比如，材料内部微观结构的缺陷，如夹杂物、晶界偏析等，是如何影响管材的整体性能，并成为失效的“导火索”的？书中是否会介绍一些先进的显微分析技术，如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等，在油井管失效分析中的应用？我尤其希望书中能够深入探讨“界面”问题，比如管材与腐蚀介质的界面，管材与连接件的界面，这些界面的微观行为如何影响整体的失效过程？另外，对于应力集中的问题，书中是否会通过详细的力学计算和仿真，来揭示那些最容易被忽视的应力集中区域，并提出相应的优化设计方案？我期待这本书能够教会我如何像侦探一样，去发现那些隐藏在油井管失效背后的微观细节，并从中找到解决问题的关键。

评分☆☆☆☆☆

我浏览了本书的目录，虽然没有具体内容，但标题本身就充满了吸引力。我非常好奇，书中是否会涉及到油井管在极端环境下的失效案例？比如，在深海油田、极寒地区，或者高压、高温、强腐蚀的井下环境中，油井管面临的挑战无疑是巨大的。书中是否会重点分析这些极端工况下，材料性能的退化机理？比如，在深海高压下，管材的屈服强度和抗拉强度是否会发生变化？在极寒环境下，材料的韧性是否会急剧下降，导致脆性断裂？书中是否会介绍一些针对这些极端环境的特种油井管材料，以及它们的性能特点和失效模式？我特别希望书中能够深入探讨失效的“多因素耦合”问题。在实际生产中，油井管的失效往往不是由单一因素引起的，而是多种因素相互作用的结果。例如，腐蚀会削弱管材的壁厚，降低其抵抗外载荷的能力，而应力集中又会加速腐蚀的进展。书中是否会提供一些耦合作用的分析模型，帮助我们更全面地理解失效过程？同时，我也对书中可能提及的“失效预测”和“剩余寿命评估”技术感到浓厚兴趣，这些技术对于保障油井的安全运行和优化维护策略具有重要的现实意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面传递出一种工业的厚重感，让人联想到石油勘探和开发的艰辛历程。我猜测，这本书会从一个更加宏观的视角，来探讨油井管失效对整个石油工业带来的影响。不仅仅是技术层面的分析，可能还会涉及经济、安全、环保等多个维度。失效一次油井管，可能意味着巨大的停产损失、高昂的维修成本，甚至可能引发环境污染事故。书中是否会通过一些具体的经济模型，来量化油井管失效的经济损失？是否会分析失效事故对石油企业声誉和市场竞争力的影响？在安全方面，失效的油井管可能导致井涌、井喷等灾难性事故，严重威胁人员生命安全和设备财产。书中是否会提供一些关于风险评估和安全管理方面的建议？在环保方面，油井管泄漏可能对土壤、水源造成严重污染，对生态环境造成长期损害。书中是否会讨论如何通过优化设计和加强监管，来最小化油井管失效的环境风险？我期待这本书能够超越纯粹的技术范畴，为读者提供一个更加全面、立体的油井管失效分析视角，引导我们从更深层次上思考如何保障石油工业的可持续发展。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计真的很有冲击力，油井管那种饱经风霜、布满锈迹的质感，仿佛在诉说着它经历过的艰辛与挑战。书名“油井管失效分析”乍一看上去可能有些枯燥，但我相信，这背后隐藏着无数石油人在现场面对复杂地质条件、恶劣作业环境时，与设备故障斗智斗勇的智慧结晶。我很好奇，这本书是如何将如此技术性的主题，以一种引人入胜的方式呈现给读者的？是深入浅出的理论讲解，还是生动形象的案例分析？我特别期待书中能揭示那些看似微不足道的细微之处，如何最终导致油井管的灾难性失效。比如，金属疲劳的演变过程，是否会有一些鲜为人知的关键节点？腐蚀的成因万千，书中是否会对各种腐蚀类型进行细致的辨析，并给出针对性的防护策略？还有，在井下复杂的地层压力和温度环境下，材料的力学性能是如何变化的？这些变化又如何一步步累积，最终引发管材的结构性破坏？我尤其关注书中是否会涉及到一些前沿的监测技术和预测模型，帮助我们提前预警，避免油井管失效带来的巨大经济损失和安全隐患。毕竟，石油工业是国家的命脉，而油井管作为最直接的输送载体，其稳定运行至关重要。这本书，或许就是我们洞察这一切奥秘的一把钥匙。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目，传递出一种“解决问题”的专业态度。我猜测，这本书的核心在于提供一套完整、系统的油井管失效分析方法论。它不仅会分析失效的原因，更重要的是会提供一套完整的流程，指导工程师如何一步一步地进行失效分析，最终找到解决方案。书中是否会包含一些“工具箱”式的分析方法，比如各种诊断工具、检测设备、计算软件的应用指南？我特别希望书中能够深入讲解不同失效模式下，应该优先考虑哪些检测手段？比如，如果是怀疑腐蚀失效，应该优先进行哪些化学成分分析和金相检测？如果是怀疑疲劳失效，又应该如何进行应力谱分析和断口形貌观察？同时，我也对书中是否会提供一些“最佳实践”的案例感到期待，通过学习成功的失效分析案例，来提升自己的分析能力和解决问题的效率。这本书，或许将成为我工作中的一本“实操手册”，帮助我在面对复杂问题时，能够更加从容和高效。

评分☆☆☆☆☆

这本《油井管失效分析》的标题，总让我想起那些在艰苦环境下默默工作的石油工人，他们是与这些管材最直接的“搏斗者”。我猜想，书中会不会包含一些现场经验的总结和提炼？比如，在不同的作业环境下，哪些失效模式最常见？哪些预警信号最容易被忽视？我尤其好奇，书中是否会介绍一些“经验性”的失效判断方法，这些方法可能不那么依赖复杂的仪器设备，而是基于长期的实践观察和专业知识。例如，通过听觉（异常的噪音）、触觉（震动）、甚至嗅觉（泄漏的气味）来初步判断管材是否存在问题。书中是否会提供一些图片或图解，来展示不同失效模式下的管材形貌？比如，腐蚀产物的颜色和形态，断裂面的纹理特征等，这些直观的视觉信息对于现场工程师的判断非常有帮助。我希望书中不仅仅停留在理论层面，而是能够真正贴近实际生产需求，为一线操作人员提供切实可用的指导。这本书，或许能够成为他们手中的一本“随身宝典”，在关键时刻提供及时有效的帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和排版给我一种沉稳踏实的感觉，封面上那种略带磨损的金属质感，以及书脊上清晰的字体，都暗示着这是一本严谨、专业的学术著作。我猜测，本书的核心内容将围绕着油井管失效的各种诱因展开，并对这些诱因进行深入剖析。例如，物理因素，如井筒内外的压力变化、温度波动、应力集中等，是如何加速材料的老化和损伤的？化学因素，如井液中的各种腐蚀性介质，是否会对管材的化学成分和微观结构产生不可逆的影响？生物因素，例如某些微生物的代谢活动，是否也会引发特殊的腐蚀现象？书中是否会详细介绍各种腐蚀机理，并提供定量化的评估模型？我特别关注书中是否会探讨外载荷对油井管失效的影响，例如地层沉降、地震活动，甚至施工过程中的机械损伤，这些因素是如何与管材本身的缺陷相互作用，最终导致失效的？我希望书中不仅仅停留在描述失效现象，更能深入探讨失效的根本原因，并为预防和解决这些问题提供切实可行的技术方案。也许，书中会提供一些案例研究，详细展示不同类型油井管在不同工况下的失效过程，并从中总结出宝贵的经验。