放噴管線是井控裝置的重要組成部分[1],是應(yīng)急狀態(tài)下節(jié)流管匯和壓井管匯下游用來釋放井內(nèi)流體壓力的管線。放噴管線中的高壓、高速流體攜帶地層巖屑顆粒對管線沖蝕、導(dǎo)致管線刺漏失效,嚴(yán)重時發(fā)生井噴失控、爆炸、著火等事故[2-5]。受井場面積、設(shè)備布局、工藝要求等限制,井控管匯需要通過不同角度的彎管連接,而彎頭處流體對管壁的撞擊及流向的改變會造成流場分布（流速、壓力等）不均,產(chǎn)生紊流和渦流等現(xiàn)象,因此沖刷磨損（磨損腐蝕）是放噴管線的一種常見失效形式。某井在井漏處理過程中出現(xiàn)溢流高套壓,當(dāng)放噴點(diǎn)火超過24 h時,放噴管線發(fā)生了嚴(yán)重的刺漏、斷裂現(xiàn)象。為保障鉆井作業(yè)的安全運(yùn)行,減少經(jīng)濟(jì)損失,并防止此類事故再次發(fā)生,對放噴管線的失效原因進(jìn)行了分析。

1. 理化檢驗(yàn)與結(jié)果

1.1 宏觀形貌分析

從現(xiàn)場共收集5件放噴管線失效樣,詳見表1。其中,1號樣為一端帶短節(jié)（短直管）的彎管,短節(jié)與彎管通過螺紋連接,彎管管端磨損嚴(yán)重,彎管內(nèi)外弧處壁厚較薄。2號樣為帶法蘭彎管,彎曲部分呈橢圓形,不圓度為87.1%,彎管外弧側(cè)有一長52 mm、寬8.2 mm的溝槽,且溝槽由內(nèi)及外逐漸擴(kuò)大形成刺漏,其形成趨勢具有方向性。3號樣為帶法蘭短節(jié),銹蝕嚴(yán)重,短節(jié)螺紋不完整。4號樣為帶法蘭直管,銹蝕嚴(yán)重,初步判定其斷裂形式為疲勞撕裂。5號樣為兩端帶短節(jié)的彎管,彎管與短節(jié)連接部分有呈凹槽形態(tài)的裂縫,裂縫呈現(xiàn)由內(nèi)及外的擴(kuò)展趨勢,具有方向性。

1.2 壁厚分析

為了分析管線不同部位的沖刷腐蝕情況,采用TMG-II型透涂層測厚儀測量樣品的壁厚。檢測位置如圖1所示,A、B、C為測點(diǎn)所在截面,在每一個截面按順時針方向1~12點(diǎn)方位分布12個測試點(diǎn)。管線失效件各區(qū)域壁厚測試結(jié)果如表2所示。相較企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SYCQZ 231-2015《井控裝置放噴管線技術(shù)要求和試驗(yàn)方法》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壁厚,失效件壁厚存在明顯的減薄情況,且減薄不均勻。

圖 1 壁厚測試點(diǎn)位置

Figure 1. Location of wall thickness test points: (a) elbow: (b) straight pipe section