高压扭转致纯铜晶粒细化及与应变的关系

设计并加工了在材料试验机上使用的高压扭转夹持装置,并用装置获得了不同扭转变形量的纯铜试样．使用电子背散射衍射技术测量了处理后试样品粒尺寸沿径向的分布．对比分析了晶粒细化程度和应变量的关系,提出了一个描述晶粒细化的简单剪切球模型．结果表明,晶粒细化程度随着应变量的增大而增强,平均晶粒尺寸为原始平均尺寸的1/50．当剪切应变小于10时,晶粒尺寸随着剪切应变的增大迅速变小;当剪切应变大于10时,晶粒尺寸的变化趋于缓慢,晶粒细化程度与Stuwe等效应变之间有幂函数关系．依据简单剪切球形晶粒的模型,得到了晶粒细化程度随剪切应变增大而增强的规律,并与实验数据的变化趋势一致．

限定型高压扭转变形分析

利用量纲分析研究限定型高压扭转(HPT)变形的相关因素,在此基础上用有限元分析不同侧边摩擦条件和不同径厚比和不同侧面摩擦约束大小对纯铜试样角位移场的特点,讨论理想高压扭转公式适用的范围。量纲分析揭示,试样上变形与几何位置、径厚比、施加压力、材料弹性参数以及模具侧面的摩擦状况相关。有限元分析结果表明,可用幂函数形式的角位移约束来简化侧面摩擦,当幂指数不小于8时,试样上非HPT变形区域大小趋于稳定;当径厚比不小于5时,试样中心存在一个可用纯扭转变形描述的区域,非理想HPT区域大小不超过试样厚度尺寸;当径厚比不大于2时,试样上不存在理想HPT区域。

限定型高压扭转过程变形研究

文章制备了一套限定型高压扭转(HPT)设备。采用HPT处理纯铜试样,对比处理前后试样几何尺寸,观察试样与砧头之间的相对滑动,结果表明,HPT处理前后试样厚度变化小于5%,试样端面和模具不发生相对滑动。用量纲分析和有限元方法分析试样的变形,得到切应变和厚度/直径、压力/材料弹性模量以及模具侧面的摩擦状况相关;直径8 mm厚0.86 mm纯铜试样上r<3.2 mm区域的变形可以用纯扭转来描述。

宝钢Ф139.7mm×7.72mm P110钢级钻井用套管挤毁试验研究

套管钻井是一种先进的钻井技术。钻井采用套管取代钻杆,井下钻具组合直接连在套管下面,钻井与下套管作业同时进行。套管钻井具有节省钻井时间、减少井下事故、改善水利特性、降低钻井生产成本等优点。针对套管钻井过程中套管受到不同程度的磨损,模拟套管均匀磨损和偏磨工况,采用全尺寸实物试验方法,对宝山钢铁股份有限公司Ф139.7mm×7.72mmP110钢级钻井用套管进行了挤毁试验研究,研究结果对钻井套管的选用有一定的指导意义。

套管膨胀过程中膨胀锥锥角对驱动力的影响

采用有限元方法模拟套管膨胀过程,求解了膨胀锥锥角不同时的液压驱动力,并分析了所需驱动力的大小与膨胀锥锥角的关系。结果表明,套管膨胀过程中膨胀锥存在一个最优锥角,在此锥角下膨胀套管所需的驱动力最小。在小于最优锥角范围内,驱动力随锥角的增大快速降低,在大于锥角范围内,驱动力随锥角的增大有增大的趋势。对于结构参数相同而材料钢级不同的套管,最优膨胀锥锥角较接近,与最优锥角对应的最小驱动力也较接近。

新型绿色高效螺纹脂在油套管连接中的应用

介绍一种新型绿色高效的螺纹脂组成及性能。该螺纹脂以丙烯酸酯类化合物为基体,以云母、特殊石墨粉、柔性石墨等无机材料为填料,结合现代胶粘技术而制得,适用于高温高压气井条件。经过实验室检测和多个油田的现场应用证明其各项性能指标均超过API螺纹脂,不仅具有良好的气密封性,可以防止高压流体和气体侵入,而且耐化学侵蚀,能承受高温。

连续管疲劳试验装置研制和实物试验研究

为了能比较真实地模拟连续管在实际作业工况条件下,即在弯曲和内压联合作用下的疲劳寿命,研制出了一套专门用来进行连续管低周疲劳寿命的实物试验装备。该装置可以在0￣70MPa的内压条件下测试直径范围为12.7￣88.9mm的连续管的疲劳寿命。通过对直径和壁厚为38.1mm×3.2mm的CT-80连续管进行初步实物试验,获得了连续管疲劳寿命(循环次数)与内压的关系曲线、连续管循环次数与胀径关系的曲线、连续管循环次数与椭圆度的关系曲线以及连续管循环次数与壁厚的关系曲线。实物试验结果与国际先进的软件预测结果一致。

连续油管检测技术的现状和发展

对目前国内的连续管无损检测方法做了介绍,分析其原理、现状及目前的不足,并对国外的电磁检测技术和超声检测技术进行了简单的介绍,分析了其不足之处。同时对3种在役检测技术及装置进行了原理的介绍及分析。

连续油管无损检测技术的应用发展

介绍了国内外连续油管无损检测技术,详细介绍了电磁检测技术和超声检测技术的工作原理、发展现状及不足之处。对国外在役无损检测的三种检测装置:CT DOG,CT Scope和Argus作了详细的工作原理分析。结合实际检测中出现的各种问题,提出了目前连续油管无损检测技术方面存在的问题。最后分析现有的技术和存在的问题,得出连续油管无损检测技术的发展方向,即智能化和综合化。

连续管检测系统及设计方案

介绍了国外油田的连续管检测系统的发展现状,重点介绍了CTES公司和Tuboscope公司的3种连续管检测系统的原理和特点。在分析目前国外常用连续管检测系统的基础上,提出了新的连续管检测系统设计方案。

确定断裂表面晶体学取向的电子背散射衍射方法

利用扫描电镜中带多自由度的样品台和电子背散射衍射系统(EBSD)研究了断口的晶体学定向方法。对于镍拉伸变形后的沿晶断裂表面,利用EBSD确定了晶粒与样品坐标之间的晶体学取向关系,通过样品台倾转获得断裂面与样品之间的几何对应关系,从而定出样品沿晶断裂面主要的晶体学位向是{100}。

连续管低周疲劳试验装置方案分析

低周疲劳是连续管的主要失效形式,疲劳评价对连续管的应用起着至关重要的作用。介绍了连续管的工作过程,对比分析了已有的几种连续管低周疲劳试验装置。美国Southwestern PipeInc.试验装置适用于连续管制造过程中对产品质量的检测,美国Tulsa大学及Stewart & Steven-son公司试验装置适用于科研单位对连续管低周疲劳寿命的研究。

某稠油井用高温蒸汽注汽管爆裂失效分析

通过对某油田稠油井发生爆裂的高温蒸汽注汽管进行宏观分析、化学成分分析、金相检验、力学性能测试以及扫描电镜断口分析,找出了该管爆裂失效的原因。结果表明:该高温蒸汽注汽管线的爆裂性质为脆性开裂,开裂起源于管表面的两处机械损伤;导致其爆裂失效的主要原因是该管在服役过程中由于水击作用发生了胀径,使注汽管壁厚不均匀;同时管表面存在的机械损伤减小了注汽管的有效壁厚,降低了该处材料的韧性,两方面共同作用最终导致了注汽管爆裂的发生。

方钻杆保护接头纵向开裂分析

对某油田钻井队一只开裂的方钻杆保护接头进行宏观分析、无损探伤、断口微观检测和材质理化检验(包括化学成分、金相组织和力学性能),结果表明,该接头的化学成分和材料性能符合SY/T5200—2002标准要求,开裂是由于接头外表面受到强烈的热摩擦引起热裂纹并疲劳扩展造成的。

HFW套管焊缝不同缺口位置的韧性研究

通过对不同厂家J55钢HFW套管焊缝进行系列夏比冲击试验,分别使用维氏硬度、金相观察和扫描电镜方法对焊缝处韧性、硬度、微观组织和断口特征进行了研究。结果表明,随着V形缺口底部圆弧中点与焊缝熔合线间距的增加,珠光体数量增多,硬度增大,冲击韧性逐步增高且离散度增大,断口形貌由脆性解理断口转变为韧窝型断口。提出了在HFW套管焊缝冲击韧性检测时应增加试样数量并控制V形缺口底部圆弧中点与焊缝熔合线间距的建议。

套管外表面均匀磨损和偏磨后的挤毁试验研究

在套管钻井中,由于套管外表面被磨损后外径、壁厚和径厚比等都发生了改变,抗挤强度下降,严重影响整口井的安全。为了模拟套管外表面在井下受到的均匀磨损和偏磨情况,选择同一规格的7根套管试样对其外表面进行小磨损量的均匀磨损和偏磨挤毁试验、对比分析和研究。结果表明,径厚比是影响套管磨损后抗挤强度的主要因素;随着磨损量的增加,试验值与API挤毁公式计算值差值增大,表明套管局部长度外表面磨损量较大时API公式不再适用,需要修正。

L415直缝电阻焊管开裂原因分析

通过对发生泄漏失效的直缝电阻焊管进行宏观分析、化学成分分析、金相分析、力学性能及电子显微镜分析,结果表明,该管发生泄漏失效的原因为焊接工艺不合理,焊缝冲击功较低,在熔合线内残留有大量的灰斑夹杂引发焊缝开裂。

0Cr18Ni9换热器应力腐蚀开裂失效分析

某厂锅炉给水预热器在投入使用3.5年后,管箱外壁近横焊缝处发现裂纹。该换热器设计材质为0Cr18Ni9,截取含有裂纹的试样,进行化学成分分析、金相分析、硬度检测、拉伸强度测试、裂纹分析和扫描电子显微镜分析。材质Cr元素含量17.75%,硬度306HV10,这两项检测结果不符合GB/T 4237—2007《不锈钢热轧钢板和钢带》要求;裂纹表面发现S元素。应力腐蚀是此次失效的主要原因。

空心杆电加热系统加热效果影响因素分析

如何提高电加热系统加热效果是空心杆电加热技术推广应用的关键。以空心杆电加热系统为研究对象,仿真分析了集肤效应和邻近效应,介绍了空心杆电加热系统的工作原理,利用ANSYS Maxwell软件对空心杆和加热电缆所处电磁场进行模拟分析,得出空心杆上电流密度受频率、壁厚、电缆偏置的影响规律。研究结果表明:随着电流频率不断增加,电流密度逐渐增大;壁厚越小,空心杆上加热效果越明显;当电缆处于中心位置时,可以实现对周围稠油的有效加热;选择规格为KG36的空心杆,当电流频率为1 000 Hz,空心杆壁厚为5.5 mm时,加热效果最为明显。研究结果可为空心杆电加热系统工艺设计及工艺参数选择提供参考。

J55膨胀套管特殊螺纹接头性能分析

膨胀套管螺纹接头联接的性能关系到膨胀套管应用过程中的可靠性。以J55钢级膨胀套管为研究对象,采用有限元法,分析了J55钢级膨胀套管采用一种负角特殊螺纹结构的接头,在几种加载情况下的力学性能和套管膨胀后机械性能发生的显著变化。