油井水泥石在井下易脆裂,造成油井层间封隔失效,进而影响油井开采.为了解决这一问题,需要对水泥石进行降脆增韧.首先,考察了甲基纤维素和羧甲基纤维素对碳纤维的分散效果;然后,研究了碳纤维对油井水泥石抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响,并模拟井下环境测试了水泥石单轴和三轴应力-应变曲线;最后,使用扫描电子显微镜对碳纤维增强水泥石的微观形貌进行观察,探讨碳纤维对水泥石的增韧机制.结果表明:0.2wt％的羧甲基纤维素溶液可有效分散碳纤维;养护28 d后,0.3wt％碳纤维增强水泥石的抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度较纯水泥石的分别提高8.6％、31.5％和52.4％,三轴直接加载条件下,其弹性模量较纯水泥石的低49.5％;经过分散的碳纤维在水泥石中乱向分布,形成三维网络结构,通过桥联、剥离及拔出耗能作用增强水泥石.研究结果为解决油井水泥石易脆裂的问题提供了理论参考.
参考文献
| [1] | Eethar Thanon Dawood;Mahyuddin Ramli.High strength characteristics of cement mortar reinforced with hybrid fibres[J].Construction and Building Materials,20115(5):2240-2247. |
| [2] | CAO Mingli;WEI Jianqiang.Microstructure and Mechanical Properties of CaCO3 Whisker-reinforced Cement[J].武汉理工大学学报（材料科学版）（英文版）,2011(5):1004-1009. |
| [3] | N. Banthia;N. Nandakumar.Crack growth resistance of hybrid fiber reinforced cement composites[J].Cement & concrete composites,20031(1):3-9. |
| [4] | 张聪;曹明莉.碳酸钙晶须增强高强水泥砂浆的力学性能[J].东南大学学报（英文版）,2012(3):331-336. |
| [5] | Hua, Y.;Zhang, L.;Cheng, L.;Li, Z.;Du, J..Microstructure and mechanical properties of SiC_P/SiC and SiC_W/SiC composites by CVI[J].Journal of Materials Science,20102(2):392-398. |
| [6] | 高鑫;宋艳江;王晓东;黄培.复合处理碳纤维增强聚酰亚胺复合材料力学性能[J].复合材料学报,2009(3):50-54. |
| [7] | 刘新;王荣国;刘文博;杨玉蓉;闫亮.异形截面碳纤维复合材料的吸波性能[J].复合材料学报,2009(2):94-100. |
| [8] | 傅雅琴;俞来明;韩春韶;倪庆清.表面改性处理对气相生长碳纤维的微观结构影响[J].复合材料学报,2009(5):100-104. |
| [9] | 傅宏俊;黄玉东;刘丽.碳纤维/聚芳基乙炔复合材料界面特性的原子力显微镜研究[J].复合材料学报,2005(6):85-90. |
| [10] | 钱觉时;谢从波;邢海娟;贾兴文;江楠.聚羧酸减水剂对水泥基材料中碳纤维分散性的影响[J].功能材料,2013(16):2389-2392,2396. |
| [11] | Mingli Cao;Cong Zhang;Jianqiang Wei.Microscopic reinforcement for cement based composite materials[J].Construction and Building Materials,2013Mar.(Mar.):14-25. |
| [12] | Mustafa Sahmaran;I. Ozgur Yaman.Hybrid fiber reinforced self-compacting concrete with a high-volume coarse fly ash[J].Construction and Building Materials,20071(1):150-156. |
| [13] | 陈尔凡;陈东.晶须增强增韧聚合物基复合材料机理研究进展[J].高分子材料科学与工程,2006(2):20-24. |
| [14] | 姚晓;樊松林;吴叶成;张峰;宫英杰;徐德安.油井水泥纤维增韧材料的研究与应用[J].西安石油大学学报（自然科学版）,2005(2):39-42. |
上一张
下一张
上一张
下一张
计量
- 下载量()
- 访问量()
文章评分
- 您的评分：
-
10%
-
20%
-
30%
-
40%
-
50%