[發明專利]油管鋼的應力腐蝕開裂的監測方法、裝置、設備和介質

在審

• 申請號: 202111160229.8
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN115901881A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 張德平;董澤華;路大凱;潘若生;蔡光義;黃天杰;馬鋒;李清;張玉;周宇馳
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N29/14;G01N3/08
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 董亞軍

本公開提供了一種應力腐蝕開裂的監測方法、裝置、設備和存儲介質，屬于金屬材料失效監測技術領域。所述方法包括：獲取油管鋼試樣在驅油井下環境下的電化學噪聲信號和聲發射信號；根據所述電化學噪聲信號監測所述油管鋼試樣的應力腐蝕開裂第一階段的點蝕事件和微裂紋萌生事件；以及根據所述聲發射信號監測所述油管鋼試樣的應力腐蝕開裂第二階段的裂紋擴展事件和裂紋撕裂事件。能夠對油管鋼試樣的SCC的全過程中的腐蝕開裂事件進行監測，進而提高SCC監測的準確性。

技術領域

本公開涉及金屬材料失效監測技術領域，特別涉及一種油管鋼的應力腐蝕開裂的監測方法、裝置、設備和介質。

背景技術

SCC(Stress?Corrosion?Cracking，應力腐蝕開裂)指金屬材料在應力和腐蝕介質的協同作用下發生的裂紋萌生及裂紋擴展等行為。在采用CO₂驅油技術進行驅油的場景中，驅油井下的油管鋼一方面受到驅油井下CO₂和含硫環空溶液的強腐蝕作用，另一方面還受到自身重力和抽油桿的拉力。這種情形下，油管鋼容易發生SCC。由SCC導致的油管鋼出現的局部穿孔或者破裂的現象，會使得油管鋼內部的易燃易爆且有毒的介質泄露，從而引發災難性事故。因此，需要對驅油井下的油管鋼的SCC進行監測，以便于及時預警油管鋼的斷裂風險，為油管鋼提供防護措施。

相關技術中，采用單一的電化學方法，例如，恒電位極化法、動電位掃描法、電化學阻抗譜、電化學噪聲、微區電化學技術等方法，或者采用單一的聲發射方法來監測驅油井下的油管鋼的SCC全過程。

單一的電化學方法或單一的聲發射方法都只能監測油管鋼SCC全過程中的部分腐蝕開裂事件，難以監測油管鋼的SCC全過程，油管鋼的SCC監測準確性低。

發明內容

本公開實施例提供了一種SCC的監測方法、裝置、設備和存儲介質，能夠全面監測油管鋼的SCC全過程，以提高油管鋼SCC監測的準確性。所述技術方案如下：

第一方面，提供了一種油管鋼的應力腐蝕開裂的監測方法，所述方法包括：

獲取油管鋼試樣在模擬井下環境下的電化學噪聲信號和聲發射信號；根據所述電化學噪聲信號監測所述油管鋼試樣的應力腐蝕開裂第一階段的點蝕事件和微裂紋萌生事件；以及根據所述聲發射信號監測所述油管鋼試樣的應力腐蝕開裂第二階段的裂紋擴展事件和裂紋撕裂事件；其中，所述第一階段與所述第二階段連續且所述第一階段發生在所述第二階段之前。

可選地，所述根據所述電化學噪聲信號監測所述油管鋼試樣的應力腐蝕開裂第一階段的點蝕事件和微裂紋萌生事件，包括：確定所述電化學噪聲信號峰的幅值和壽命；根據所述幅值和所述壽命，監測所述點蝕事件和所述微裂紋萌生事件。

可選地，所述根據所述電化學噪聲信號監測所述油管鋼試樣的應力腐蝕開裂第一階段的點蝕事件和微裂紋萌生事件，包括：確定所述電化學噪聲信號的平均積分電量和形核速率；根據所述平均積分電量和所述形核速率，監測所述點蝕事件和所述微裂紋萌生事件。

可選地，所述根據所述聲發射信號監測所述油管鋼試樣的應力腐蝕開裂第二階段的裂紋擴展事件和裂紋撕裂事件，包括：確定所述聲發射信號的累積數及累積速率；根據所述累積數和累積速率，監測所述裂紋擴展事件和所述裂紋撕裂事件。

可選地，所述根據所述聲發射信號監測所述油管鋼試樣的應力腐蝕開裂第二階段的裂紋擴展事件和裂紋撕裂事件，包括：確定所述聲發射信號的波形的幅值和持續時間；根據所述幅值和所述持續時間，監測所述裂紋擴展事件和所述裂紋撕裂事件。

第二方面，提供了一種油管鋼的應力腐蝕開裂的監測裝置，所述裝置包括：