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回火温度对抗硫钻杆钢析出相形貌及力学性能的影响

王航 , 韩礼红 , 胡锋 , 冯耀荣 , 孙军

材料热处理学报

通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)观察及硬度、拉伸性能测试,研究了抗硫钻杆钢中析出相的析出行为。结果表明:抗硫钻杆钢中析出相的形貌及结构尺寸具有多重特征,表现出对回火温度的依赖性。580℃回火温度下,铁素体基体上析出微米量级的棒状及纳米量级的球形析出相,抗硫钻杆钢强度因而较高。回火温度升高到625℃,析出相形貌逐渐向球形演变,并且其体积分数增加,抗硫钻杆钢强度、塑性同时提高,强度达到150 ksi钢级,表现出良好的强度/韧性匹配。回火温度680℃下,析出相沿晶界析出并逐渐聚集,导致抗硫钻杆钢强度急剧降低。抗硫钻杆钢的强/韧性匹配依赖于析出相—位错交互作用和析出相—基体变形协调两种机制的相互竞争。

关键词: 抗硫钻杆 , 析出相 , 强度 , 韧性

钻杆疲劳寿命预测技术的研究现状与展望?

李方坡 , 王勇

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.011.015

钻杆是石油天然气钻井的最主要工具,也是失效最为频繁的钻井工具。钻杆的失效绝大多数与疲劳有关,钻杆疲劳寿命预测技术的研究对于控制钻杆失效事故的发生具有重要意义。综述了当前国内外在钻杆疲劳寿命预测技术方面的研究现状及取得的研究成果,针对各种钻杆疲劳寿命预测方法的特点及应用情况进行了详细介绍,并分析了钻杆疲劳寿命预测过程中面临的问题。最后,展望了钻杆疲劳预测技术研究的重点方向和发展前景。

关键词: 石油天然气 , 钻井 , 钻杆 , 疲劳寿命

基于流场分析的钻杆内加厚过渡带管体冲蚀失效机理

刘文红,李磊,刘永刚,潘志勇,王建军

中国腐蚀与防护学报

对带有腐蚀坑的Φ127 mm API钻杆内、外螺纹端钻杆内加厚过渡带管体刺漏前后的速度场和压力场进行模拟。结果表明:流场的诱导对存在腐蚀坑的钻杆管体的刺漏失效起着承上启下的作用,腐蚀坑越深,腐蚀坑底的湍动能越大;入口流量增大,腐蚀坑部位的剪切应力越大,钻杆的刺漏越容易发生;在相同的井况条件下,钻杆内螺纹接头端内加厚过渡带比外螺纹端刺漏失效多的原因与流场的Bernoulli效应密切相关;当钻杆内加厚过渡带管体存在刺孔时,钻杆发生刺漏失效与相应位置的环空压力密切相关,在环空压力小的位置刺漏时的湍动能和最大速度最大。

关键词: 钻杆 , internal upset transition zone , erosion corrosion , shear stress , annular pressure , failure analysis

定向钻穿越S135钢级钻杆的断裂分析

龚丹梅 , 余世杰 , 刘贤文 , 魏立明 , 马金山 , 袁鹏斌

机械工程材料

为查明某定向钻穿越S135钢级钻杆断裂的原因,对失效钻杆的断口形貌、化学成分、力学性能和微观组织进行了分析,并运用断裂力学理论进行了相关计算.结果表明:失效钻杆的断裂性质属于脆性断裂;钻杆在生产过程中,管体加厚过渡带外表面存在横向淬火裂纹,使用时裂纹尖端形成了较大的应力集中,当裂纹尖端实际受到的应力大于裂纹发生失稳扩展的临界应力时,钻杆便发生断裂失效.

关键词: 钻杆 , 失效分析 , 断口形貌 , 断裂力学

镀镍钻杆内壁腐蚀原因

赵金凤 , 余世杰 , 袁鹏斌

腐蚀与防护

某油田在钻杆下井作业前的检测中发现2支镀镍钻杆内壁腐蚀严重,为了查明此次钻杆腐蚀的原因,对钻杆内壁腐蚀产物进行了形貌宏观和微观分析,微区成分分析。结果表明,镀镍钻杆内镀层存在漏镀与显微孔洞是钻杆产生腐蚀的主要原因;原油中的H2 S溶解于水形成氢硫酸加速钻杆腐蚀,且氯离子的存在使得局部腐蚀进一步加剧。建议规范生产流程,改善镀层质量,避免镀层中存在漏镀或孔洞等缺陷,提高钻杆的抗腐蚀能力。

关键词: 钻杆 , 镀镍 , H2 S腐蚀 , 氯离子 , 失效分析

G105钢制钻杆腐蚀失效的原因

朱丽娟 , 刘永刚 , 李方坡 , 王新虎 , 袁军涛 , 路彩虹

腐蚀与防护 doi:10.11973/fsyfh-201609020

某φ127mmG105钢质钻杆表面在服役过程中发生了严重的局部腐蚀.通过力学性能分析、宏观及微观腐蚀形貌观察,并结合能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法研究了该钻杆腐蚀失效的原因.结果表明:钻杆管体表面发生严重了点蚀且呈条带状分布;在钻杆管体和接头的过渡区也发生了严重的点蚀;引起点蚀的主要原因是氧腐蚀、Ca2+等离子引起的垢下腐蚀;氯离子的存在加速了钻杆的局部腐蚀.

关键词: 钻杆 , 氧腐蚀 , 点蚀 , 失效分析

不同热处理工艺对钻杆材料陶瓷复膜性能的影响

黄本生 , 陈想 , 彭程

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.03.034

为了研究钻杆材料在陶瓷复膜前后不同热处理工艺对陶瓷复膜的影响,采用扫描电子显微镜和能谱仪对陶瓷复膜热处理试样进行表面形貌和成分分析.采用MLS-225湿砂橡胶轮式磨损试验机对试样进行磨损实验,以分析经过不同热处理的陶瓷复膜的耐磨性,同时结合对试样的力学性能分析,来选择最佳的热处理工艺.结果表明,与先进行正火处理再进行陶瓷复膜处理,最后采用调质热处理的试样相比,钻杆材料(调质状态)表面先经陶瓷复膜处理,再进行调质处理{GR(R)、JR(R)}试样具有良好的综合力学性能和耐磨性能,能替代钻杆的耐磨带,满足钻杆的工况要求.镀膜前基体的调质热处理和镀膜后的调质处理对于提高复膜层耐磨性具有很大的影响.

关键词: 钻杆 , 金属陶瓷涂层 , 调质热处理 , 耐磨性能

X95钢级钻杆开裂原因分析

李磊 , 刘文红 , 宋生印 , 王新虎

机械工程材料

分析了Ф101.6mm×8.38mmIUX95钢级钻杆管体在使用中出现纵向开裂的性质与原因。结果表明:钻杆管体的开裂属于脆性开裂;在生产过程中钻杆的表面微裂纹处遭受铅、锡等低熔点金属的污染,使力学性能下降、裂纹容易扩展;使用时,在温度与拉应力作用下裂纹扩展到一定程度后导致钻杆沿纵向开裂失效。

关键词: 钻杆 , 金属致脆 , 失效

一种石油钻杆的腐蚀机理

刘婉颖 , 施太和 , 曾德智 , 朱泽华 , 贾华明 , 卢强 , 刘鹏

腐蚀与防护

采用高温高压釜,模拟研究了塔里木油田现场环境所用聚磺体系钻井液对S135钻杆的腐蚀行为及腐蚀机理。通过对表面黏附有泥饼的挂片进行X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析,对腐蚀形貌和腐蚀产物进行了研究。结果表明,S135钻杆发生了局部氧腐蚀,特征为溃疡状腐蚀、连片局部腐蚀和深坑腐蚀,腐蚀产物主要是正交(斜方)晶系的针铁矿。钻杆腐蚀的主要原因是起钻时未刮泥浆,粘附在钻杆外壁的泥浆膜在空气中水分挥发过程和形成泥饼壳后便留下铁矿粉、重晶石、土粉、碳酸钙粉等作为骨架的固相物,称为垢层。垢层与钻杆表面接触,产生三种相互关联的局部腐蚀,即供氧差异微电池腐蚀、电偶腐蚀和缝隙腐蚀。

关键词: 钻杆 , 腐蚀 , 磺化泥浆

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