检索结果-内蒙古大学图书馆

油气储运 2022年第2期41卷 159-164页

作者：武刚赵敏郑欣蔡锐宋成立李丽锋孙守宇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北京声创新技术发展有限责任公司西安长庆科技工程有限责任公司

油气田集输管道因腐蚀导致的微泄漏信号提取和识别是泄漏监测技术领域的一大难题。针对淹没在管道噪声中的微弱泄漏信号,提出了一种基于白化滤波的天然气集输管道微泄漏定位方法。以某油田天然气集输管道为例,采用自适应白化滤波算法消... 详细信息

油气田集输管道因腐蚀导致的微泄漏信号提取和识别是泄漏监测技术领域的一大难题。针对淹没在管道噪声中的微弱泄漏信号,提出了一种基于白化滤波的天然气集输管道微泄漏定位方法。以某油田天然气集输管道为例,采用自适应白化滤波算法消采集信号中的除低频分量,进而对泄漏定位公式进行优化,通过互相关方法计算管道上、下游信号的延迟时间,得到泄漏点位置。结果表明:利用所提出的方法,白化滤波处理后的信号功率谱趋于平坦且接近白噪声,信噪比提高约4dB,可检测到管道中的微弱泄漏信号,泄漏点定位误差为2 m,建议进一步开展在不同介质、压力等级、地形条件管道中的示范应用,以期提升油气田集输管道的安全管理水平,助力无泄漏示范区建设。

关键词：天然气集输管道泄漏信号管道噪声白化滤波微泄漏定位

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基于特征值和弧长法计算套管抗挤强度

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钻采工艺 2022年第1期45卷 35-40页

作者：张旭张哲平杨尚谕王雪刚宋琳天津钢管制造有限公司中国石油集团工程材料研究院有限公司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新疆油田公司工程技术研究院

文章基于ABAQUS软件特征值和弧长法研究套管可承受的外挤临界值。ABAQUS特征值用于确定套管弹性挤毁的外挤临界值;而弧长法克服了Newton-Raphson方法极值点发散、无法跟踪极值点以后的位移—载荷路径的缺点,全程跟踪后屈曲载荷位移路径... 详细信息

文章基于ABAQUS软件特征值和弧长法研究套管可承受的外挤临界值。ABAQUS特征值用于确定套管弹性挤毁的外挤临界值;而弧长法克服了Newton-Raphson方法极值点发散、无法跟踪极值点以后的位移—载荷路径的缺点,全程跟踪后屈曲载荷位移路径,并给出准确的外挤临界解值。通过弧长法分析还发现弯曲度对套管抗挤毁能力产生的影响较为显著,随着弯曲度增大,套管抗挤毁能力逐渐降低;随着缺欠模态的增加套管的抗挤毁性能也逐渐降低。文章以TP140V钢级不同规格的套管做模型,在单轴载荷条件下得到套管极限挤毁值,结果表明:有限元计算套管挤毁值与实物试验检测值基本一致,误差在3%左右,且模拟的挤毁形貌与实物挤毁形貌相同。随着国内非标管材用量不断增加,对于受压溃设备能力限制而无法获得极限挤毁值的套管,该方法具有借鉴和参考意义,并且相较于API5C3算法,弧长法具有计算准确及适用产品范围广特点。

关键词： ABAQUS软件特征值弧长法套管极限挤毁值弯曲度缺欠模态套管选型

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多因素下开窗侧钻套管组合系统响应特性分析

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石油机械 2022年第7期50卷 34-42页

作者：欧阳勇申昭熙白明娜段志锋丁宇奇中国石油长庆油田公司油气工艺研究院低渗透油气田勘探开发国家工程实验室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

为了研究开窗侧钻过程中铣锥下移对胶结面、水泥环失效面积和套管应力状态的影响,以开窗侧钻过程中套管、水泥环和地层组合系统为研究对象,考虑水泥环与套管和地层之间的胶结力以及铣削过程中载荷的传递,采用有限元方法建立接触单元以... 详细信息

为了研究开窗侧钻过程中铣锥下移对胶结面、水泥环失效面积和套管应力状态的影响,以开窗侧钻过程中套管、水泥环和地层组合系统为研究对象,考虑水泥环与套管和地层之间的胶结力以及铣削过程中载荷的传递,采用有限元方法建立接触单元以模拟各部分之间的胶结状态,建立了套管组合系统三维有限元模型。通过分析组合系统的泵压和交变钻压等载荷作用,得到了套管应力、胶结面状态、水泥环完整度以及组合系统固有频率的响应情况。计算结果表明:在给定井况时,第二胶结面的剥离距离(7.05 m)大于水泥环破坏失效距离(5.75 m),同时整个开窗侧钻过程中套管应力处于动态变化,在铣削位置处应力达到最大值;泵压由10 MPa增加到19 MPa时,胶结面失效区域增加了0.20 m,水泥环失效区域减少了0.30 m;水泥环厚度由40 mm增加到70 mm时,胶结面失效区域增加了0.45 m,水泥环失效区域减少了0.30 m。研究成果可为研究老井开窗侧钻过程中结构响应状态提供理论参考。

关键词：套管组合系统开窗侧钻结构响应胶结强度水泥环失效

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基于三维模型的开窗侧钻水泥环胶结强度分析

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石油机械 2022年第5期50卷 16-23,31页

在老井开窗侧钻过程中,钻头会破坏原有套管和水泥环结构,同时开窗位置附近的第一、第二胶结面胶结强度也会变化,胶结强度的下降将直接影响开窗侧钻的安全进行。为了保证开窗侧钻的安全进行,以开窗侧钻老井为研究对象,采用有限元方法建... 详细信息

在老井开窗侧钻过程中,钻头会破坏原有套管和水泥环结构,同时开窗位置附近的第一、第二胶结面胶结强度也会变化,胶结强度的下降将直接影响开窗侧钻的安全进行。为了保证开窗侧钻的安全进行,以开窗侧钻老井为研究对象,采用有限元方法建立了套管-水泥环-地层三维模型,分析了开窗侧钻过程中水泥环胶结强度变化情况。计算结果显示:开窗侧钻后第一胶结面的失效区域为开窗侧钻点上方1.60 m到下方4.00 m,其中开窗侧钻点上方0.20 m到1.65 m下方之间的胶结面环向完全失效;水泥环的失效区域为开窗侧钻点上方1.80 m到下方3.95 m,第二胶结面的失效区域为开窗侧钻点上方1.90 m到下方4.10 m。通过对轴向和环向胶结强度的分析可以得到开窗侧钻过程中胶结面的胶结强度变化规律,从而使新套管悬挂位置更加经济和安全。

关键词：开窗侧钻胶结面胶结强度水泥环失效悬挂位置

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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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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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某注气井3Cr钢油管腐蚀原因

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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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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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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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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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