罗华权，杨力能，李京川，王航，陈晓丽

1.中国石油集团石油管工程技术研究院（陕西西安 710077）

2.中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院（陕西西安 710018）

0 引言

在固井和水力压裂地层过程中，活动弯头是连接水泥车与井口的主要零件之一。借助这种活动弯头，管线互相可以联成任何角度，同时活动弯头能够吸收由于泵量不均匀而产生的大部分震动。活动弯头内部一般承受着很高的冲击压力（压力可以高达100 MPa及以上）和交变载荷，且其输送介质多为腐蚀性介质，对管道内部有严重的冲蚀作用。厚度磨损严重，一旦失效，就会引起爆炸、腐蚀等严重事故，造成人员伤亡和财产损失[1-2]。因此，保障油田压裂弯头的安全使用尤为重要。

活动弯头在使用中常出现各类失效事故。其原因大致有以下3 个方面：一是因弯头内部冲刷腐蚀导致壁厚减薄严重而失效；二是因应力腐蚀产生裂纹缺陷而失效[3]；三是因压裂泵震动导致弯头的疲劳断裂而失效。因此，对压裂活动弯头缺陷定期检验，是保障活动弯头安全使用的重要措施。

1 应力强度因子分析

压裂弯头内部流动的都是高压流体和固体颗粒的混合液，混合流体通常有腐蚀性。通过大量失效案例发现，弯头在使用过程中易受到流体冲刷腐蚀作用，在弯头内表面产生微小的点蚀坑[4]，在腐蚀坑的底部产生应力腐蚀裂纹，裂纹扩展，导致弯头失效，如图1和图2所示。

图1 弯头内表面的点蚀坑

图2 弯头内表面的应力腐蚀裂纹