检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程材料 2022年第12期46卷 85-90,97页

作者：吉楠李长亮宋文文赵密锋龙岩谢俊峰中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室西安710077 大庆油田装备制造集团大庆163000 中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司库尔勒841000

西部油田某注气井中3Cr钢油管出现腐蚀现象。通过宏观形貌分析、力学性能检测,扫描电镜、X射线能谱仪和X射线衍射分析等方法查找了油管腐蚀原因。结果表明:在注氮气驱件下,油管的内外壁主要发生溶解氧腐蚀,外螺纹端面发生溶解氧腐蚀与... 详细信息

西部油田某注气井中3Cr钢油管出现腐蚀现象。通过宏观形貌分析、力学性能检测,扫描电镜、X射线能谱仪和X射线衍射分析等方法查找了油管腐蚀原因。结果表明:在注氮气驱件下,油管的内外壁主要发生溶解氧腐蚀,外螺纹端面发生溶解氧腐蚀与缝隙腐蚀;油管腐蚀主要是由于注入氮气中含有氧气而在油管内外壁和端面形成氧腐蚀环境,造成油管材料性能与实际服役的腐蚀环境不匹配。

关键词： 3Cr油管注氮气驱溶解氧腐蚀缝隙腐蚀

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复杂工况油套管柱失效控制与完整性技术研究进展及展望

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天然气工业 2020年第2期40卷 106-114页

作者：冯耀荣付安庆王建东王鹏李东风尹成先刘洪涛石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室·中国石油集团石油管工程技术研究院 710077 中国石油塔里木油田公司 710077

随着对深层碳酸盐岩、新区、页岩等油气勘探开发力度的加大,油气田的地层条件和介质环境变得更为苛刻复杂,油套管柱变形、泄漏、腐蚀、挤毁、破裂等失效事故时有发生;加上特殊结构井和特殊工艺井、特殊增产改造措施等对油套管柱提出的... 详细信息

随着对深层碳酸盐岩、新区、页岩等油气勘探开发力度的加大,油气田的地层条件和介质环境变得更为苛刻复杂,油套管柱变形、泄漏、腐蚀、挤毁、破裂等失效事故时有发生;加上特殊结构井和特殊工艺井、特殊增产改造措施等对油套管柱提出的新要求,油套管柱面临着一系列新的挑战和难题需要破解。为此,围绕我国石油天然气工业增储上产的迫切需求和深井超深井、特殊结构和特殊工艺井、强酸/大排量高压力反复酸化压裂增产改造等复杂工况油套管柱失效频发的技术难题,历经十余年攻关,取得了一系列试验研究进展与重要技术成果,主要包括:(1)形成了基于气井全生命周期的油套管腐蚀选材评价、腐蚀控制和油套管柱完整性技术;(2)形成了油套管柱螺纹连接结构和密封可靠性设计评价及配套技术;(3)研发并形成了低渗透致密气井经济高效开发“API长圆螺纹套管+CATTS101高级螺纹密封脂”套管柱技术;(4)建立了高温高压等复杂工况油套管柱结构和密封完整性试验平台和评价技术。进而根据当前国家大力提升油气勘探开发力度的新要求和面临的新问题,提出了继续深入开展深层、酸性环境、页岩气等复杂工况油套管柱失效控制与完整性研究攻关的若干建议。结论认为,上述技术成果有力地支撑了我国重点油气田的经济有效开发。

关键词：复杂工况套管油管失效控制腐蚀控制特殊螺纹完整性评价实物试验井完整性

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含H_(2)S环境中马氏体不锈钢的应力腐蚀敏感性

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腐蚀与防护 2022年第1期43卷 31-37页

作者：赵雪会戚建晶刘君林李宏伟杜全庆韩燕付安庆中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室西安710077 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049 长庆油田分公司油气工艺研究院西安710018 青海油田分公司钻采工艺研究院敦煌736202 青海油田第四采油厂茫崖816400

在模拟油田CO_(2)/H_(2)S共存环境中,利用高温高压模拟试验、四点弯曲应力加载方法及扫描电子显微镜分析评价了13Cr不锈钢在模拟油田环境中应力和缝隙协同作用下的应力腐蚀敏感性。结果表明:在CO_(2)和H_(2)S环境中无应力条件下,13Cr不... 详细信息

在模拟油田CO_(2)/H_(2)S共存环境中,利用高温高压模拟试验、四点弯曲应力加载方法及扫描电子显微镜分析评价了13Cr不锈钢在模拟油田环境中应力和缝隙协同作用下的应力腐蚀敏感性。结果表明:在CO_(2)和H_(2)S环境中无应力条件下,13Cr不锈钢均有稳定的阳极钝化区,但环境中出现H_(2)S后,其自腐蚀电位明显降低,腐蚀速率相对增大,点蚀敏感性增大,加载应力(80%σ_(s))后,材料表面钝化状态不稳定;在H_(2)S分压为0.1 MPa的高温高压环境中,当加载80%σ_(s)应力并协同0.1 mm缝隙作用时,13Cr不锈钢表面缝隙处出现了点蚀现象,但并未扩展导致应力腐蚀开裂;当H_(2)S分压增大至0.5 MPa并加载80%σ_(s)应力时,试样发生应力腐蚀开裂。H_(2)S的存在增大了材料表面的活性,促进腐蚀损伤的加速。

关键词：不锈钢应力腐蚀缝隙腐蚀协同作用点蚀

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在不同温度柴油中浸泡的氢化丁腈橡胶硫化胶的使用寿命预测研究

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橡胶工业 2022年第1期69卷 3-10页

作者：张冬娜张恒张兆丁楠蔡雪华邵晓东中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室陕西西安710072 西安向阳航天材料股份有限公司陕西西安710075 陕西九州石油工程技术服务有限责任公司陕西西安710075

研究在不同温度0#柴油(简称柴油)中浸泡的氢化丁腈橡胶(HNBR)硫化胶的使用寿命预测。将HNBR硫化胶在不同温度柴油中浸泡不同时间,对其邵尔A型硬度、拉伸强度、50%定伸应力和压缩永久变形进行测试,并根据相应的性能参数和阿伦尼乌斯方程... 详细信息

研究在不同温度0#柴油(简称柴油)中浸泡的氢化丁腈橡胶(HNBR)硫化胶的使用寿命预测。将HNBR硫化胶在不同温度柴油中浸泡不同时间,对其邵尔A型硬度、拉伸强度、50%定伸应力和压缩永久变形进行测试,并根据相应的性能参数和阿伦尼乌斯方程预测HNBR硫化胶的使用寿命。结果表明,采用不同性能参数预测的在柴油中浸泡的HNBR硫化胶的使用寿命不同,采用邵尔A型硬度、拉伸强度和50%定伸应力预测的HNBR硫化胶的使用寿命较长,采用压缩永久变形预测的HNBR硫化胶的使用寿命最短,原因是采用压缩永久变形预测时考虑了HNBR硫化胶环境和载荷的双重作用。

关键词：氢化丁腈橡胶使用寿命预测柴油阿伦尼乌斯方程压缩永久变形

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双台肩钻具螺纹应力与密封性能影响因素分析

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石油机械 2021年第1期49卷 20-27页

作者：刘永刚尹成先丁宇奇中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室东北石油大学机械科学与工程学院

钻具连接螺纹接头强度和密封性能会对钻具的正常工作产生直接影响。为了保证油气开采顺利进行,有必要对钻具螺纹接头进行强度和密封性能分析。为此,以双台肩超高抗扭钻具连接螺纹为研究对象,考虑螺纹不对称性、螺旋升角以及主副台肩接... 详细信息

钻具连接螺纹接头强度和密封性能会对钻具的正常工作产生直接影响。为了保证油气开采顺利进行,有必要对钻具螺纹接头进行强度和密封性能分析。为此,以双台肩超高抗扭钻具连接螺纹为研究对象,考虑螺纹不对称性、螺旋升角以及主副台肩接触和螺纹齿面接触等因素,建立了包含进刀槽和退刀槽的钻具螺纹接头三维有限元模型。采用有限元分析方法开展了不同公差配合尺寸、不同载荷形式和不同材料下螺纹接头强度和密封性能分析。研究结果表明:由于间隙的存在,极限配合公差尺寸下螺纹应力比名义尺寸下螺纹应力大25%左右,且其副台肩密封失效;弯矩使螺纹应力和接触压力分布均呈现一侧增大一侧减小的现象,轴向载荷使螺纹应力大幅增大,最大增大了75%,同时主台肩密封失效;不同材料螺纹应力分布规律相同,在弹性模量减小1/2的条件下,螺纹应力以及接触压力均减小8%左右。因此,极限配合公差尺寸以及过大的轴向载荷会破坏螺纹接头的密封性能,材料对螺纹接头的性能影响不大。研究结果可为钻具螺纹接头设计和应用提供参考。

关键词：钻具螺纹接头三维有限元模型应力接触压力进刀槽退刀槽

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钛合金油套管抗挤毁性能计算与实验

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天然气工业 2020年第10期40卷 94-101页

作者：刘强申照熙李东风张春霞祝国川宋生印石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室·中国石油集团石油管工程技术研究院宝钢股份钢管条钢事业部

钛合金材料由于具有高的比强度,低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为严酷工况环境下油井管和海洋油气开发工具的热门候选材料,但采用API、ISO的标准体系中的油套管挤毁计算方法得出的钛合金油套管抗挤毁强度缺乏验证。为... 详细信息

钛合金材料由于具有高的比强度,低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为严酷工况环境下油井管和海洋油气开发工具的热门候选材料,但采用API、ISO的标准体系中的油套管挤毁计算方法得出的钛合金油套管抗挤毁强度缺乏验证。为此,在考虑制造缺陷的条件下,通过比较ISO/TR 10400标准中计算方法、外压强度挤毁准则计算方法、有限元模拟等3种不同方法计算出的钛合金油套管的抗挤毁强度,并与同等条件下钢制油套管的抗挤毁强度进行对比,得出了钛合金油套管的抗挤毁强度变化规律,最后选取了4种规格的钛合金油套管进行了实物外挤毁试验验证。研究结果表明:①钛合金油套管抗挤毁强度均随着径厚比的升高而下降,在径厚比值较低时,钛合金油套管和钢制油套管的抗挤毁强度相差不大,而当径厚比值较高时,钛合金油套管抗挤毁强度则显著低于钢制油套管;②强度挤毁准则方法计算出来的钛合金油井管抗挤毁强度和实际试验值较为接近,同时在径厚比大于15时,计算结果乘以0.9的系数,具有较好的安全性。结论认为,该项研究成果可以为钛合金油套管的设计、使用和管理提供参考。

关键词：高温高压天然气开发钛合金油套管径厚比抗挤毁力学计算有限元分析实物试验

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20钢等径无缝三通开裂原因

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机械工程材料 2021年第6期45卷 74-78页

作者：李丽锋陈月娥任国琪朱丽霞武刚罗金恒中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室西安 710077 中国石油大学(华东)储运与建筑学院青岛 257061 中国石油新疆油田公司克拉玛依 834000 中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室西安 710077

某等径无缝三通在试压投产过程中支管侧发生开裂,采用形貌、显微组织观察,无损检测,化学成分、力学性能测试等方法分析了其开裂原因.结果表明:该失效三通的开裂位置在支管的环焊缝上,环焊缝是在三通制造阶段产生的,不符合等径无缝三通... 详细信息

某等径无缝三通在试压投产过程中支管侧发生开裂,采用形貌、显微组织观察,无损检测,化学成分、力学性能测试等方法分析了其开裂原因.结果表明:该失效三通的开裂位置在支管的环焊缝上,环焊缝是在三通制造阶段产生的,不符合等径无缝三通的生产质量要求;开裂的主要原因是环焊缝上存在严重的未焊透缺陷,随着试压压力增大,未焊透缺陷处起裂并扩展直至穿透剩余壁厚.

关键词：等径无缝三通未焊透缺陷开裂失效

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谐波沉降作用下大型原油储罐变形响应分析

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油气储运 2021年第8期40卷 860-866页

作者：武刚徐帅张哲张庶鑫周会萍朱永斌中国石油集团石油管工程技术研究院·石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室陕西省710077 国家管网集团西部管道公司中国石油新疆油田公司

地基沉降往往导致储罐罐壁产生较大变形,严重影响储罐的安全运行。为探究原油储罐在地基谐波沉降作用下的变形响应状态,采用有限元分析软件ABAQUS建立了谐波沉降作用下大型原油储罐的数值仿真模型。模型综合考虑了地基的影响,能够较准... 详细信息

地基沉降往往导致储罐罐壁产生较大变形,严重影响储罐的安全运行。为探究原油储罐在地基谐波沉降作用下的变形响应状态,采用有限元分析软件ABAQUS建立了谐波沉降作用下大型原油储罐的数值仿真模型。模型综合考虑了地基的影响,能够较准确模拟储罐的真实服役状态。基于所建数值仿真模型,定量研究了储罐罐壁径厚比、高径比、谐波数、谐波幅值及液位对储罐罐壁径向变形量的影响规律。结果表明:罐壁径厚比及液位对储罐罐壁顶端的径向变形量的影响较小,从工程应用角度可忽略其影响;储罐罐壁顶端径向变形量随着罐壁高径比及谐波幅值的增加近似呈线性增大;罐壁径向变形量随着谐波数的增加先增大后减小。

关键词：原油储罐地基耦合谐波沉降变形响应数值仿真

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油气开采用钛合金石油管材料耐腐蚀性能研究

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稀有金属材料与工程 2020年第4期49卷 1427-1436页

作者：刘强惠松骁汪鹏勃叶文君于洋宋生印有研科技集团有限公司有色金属材料制备加工国家重点实验室北京100088 中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室陕西西安710077

选取5种油气开发常用钛合金材料(Ti-6Al-4V、Ti-6Al-4V-0.1Ru、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo、Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo和Ti-5.5Al-4.5V-2Zr-1Mo)为研究对象,使用高温高压釜模拟国内典型严酷服役工况环境,研究了不同钛合金材料耐均匀腐蚀、局部腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂(SCC)及缝隙腐蚀的性能,通过使用扫描电镜和能谱分析等手段对腐蚀形貌和腐蚀产物进行了分析,并使用电化学方法对不同合金的耐腐蚀机理进行了研究。结果显示,在所测试工况条件下,所有钛合金材料腐蚀反应均为阳极控制过程,均匀腐蚀速率均低于0.001mm/a,并且对应力腐蚀开裂均有良好的抗力。Ti-6Al-4V和Ti-5.5Al-4.5V-2Zr-1Mo合金出现明显的点蚀和缝隙腐蚀问题。对腐蚀机理研究表明,在工况条件温度下,随着pH值的降低,所有钛合金均发生自腐蚀电位降低,极化电阻减小,腐蚀电流增大,耐腐蚀性能下降,其中Ti-6Al-4V耐腐蚀性能下降的最为明显,研究结果为油气开发工况下钛合金石油管的选材和缝隙腐蚀问题防治提供理论基础。

关键词：钛合金石油管腐蚀性能服役工况腐蚀机理缝隙腐蚀

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石油管用Ti-6Al-4V-0.1Ru钛合金高温流变行为及预测模型研究

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稀有金属材料与工程 2020年第1期49卷 177-184页

作者：刘强白强田峰于洋惠松骁宋生印有研科技集团有限公司有色金属材料制备加工国家重点实验室北京100088 中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室陕西西安710077

通过使用Gleeble-3500热模拟试验机进行等温单轴压缩试验,研究了Ti-6Al-4V-0.1Ru钛合金在温度800到1100℃,应变速率0.01到10 s-1条件下的高温流变行为。结果表明,Ti-6Al-4V-0.1Ru钛合金的峰值应力随着变形温度的降低以及变形速率的增大... 详细信息

通过使用Gleeble-3500热模拟试验机进行等温单轴压缩试验,研究了Ti-6Al-4V-0.1Ru钛合金在温度800到1100℃,应变速率0.01到10 s-1条件下的高温流变行为。结果表明,Ti-6Al-4V-0.1Ru钛合金的峰值应力随着变形温度的降低以及变形速率的增大而增大,软化机制在950℃以下为动态回复,在950℃以上为动态再结晶。通过使用线性回归的方法建立了Ti-6Al-4V-0.1Ru钛合金的Arrhenius本构模型,计算得到该合金的热激活能为720.477 kJ/mol,应变速率敏感指数为4.809。通过引入应变对材料常数α、n、A和Q的影响,建立了考虑应变的流变应力预测模型,通过对试验值和预测值的比对,相关系数达到96.9%,说明该模型具有较好的预测精度。

关键词：石油管 Ti-6Al-4V-0.11Ru钛合金流变应力本构方程显微组织

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