全尺寸钻柱弯曲疲劳损伤试验研究

以往有关钻具疲劳损伤的研究多为模型模拟或小尺寸试验,不能准确反映全尺寸钻柱的疲劳损伤。为此,在四点弯曲疲劳试验的基础上,采用全尺寸钻柱作为试验试件,通过磁记忆检测技术对试件的应力状况进行检测分析,以此来描述钻柱损伤的演变过程。分析结果表明:在全尺寸钻柱四点弯曲疲劳试验过程中,循环加载后在中间段管体位置发生断裂,断裂过程中,不同的循环次数对应的磁记忆信号梯度峰值呈现出稳定阶段、裂纹萌生阶段和裂纹扩展失效断裂阶段。当循环82 000次时,管体部位信号梯度最大值达到1.14 V/mm,之后随着循环次数的增加,磁记忆信号梯度峰值迅速增大,当循环85 000次时,钻杆发生完全断裂。研究结果对预防钻柱断裂具有一定的参考作用。

基于磁记忆检测方法的连续油管刻伤试验研究

随着连续油管的大规模投入使用,油管损伤引起的安全事故与日俱增。为了及时对油管使用过程中产生的缺陷进行检测、识别及定位,基于磁记忆检测方法,对连续油管进行管壁刻伤试验,结合workbench有限元方法模拟刻伤处的应力分布,对比分析不同刻伤类型产生的典型信号特征及信号特征值变化趋势。结果表明:刻伤部位的磁记忆信号曲线与应力分布曲线的特征及峰值变化趋势一致,随着刻伤宽度的增加,磁记忆信号曲线及应力分布曲线由单峰向双峰过渡,磁记忆信号峰值及应力峰值呈降低趋势;随着刻伤深度的增加,磁记忆信号曲线及应力分布曲线峰峰值增加,磁记忆信号峰值及应力峰值呈升高趋势。

基于金属磁记忆的钻柱疲劳损伤早期监测方法

钻井作业过程中频发的钻柱断裂事故严重影响了油气资源的勘探开发进程。为了解决此问题,将金属磁记忆(MMM)检测技术应用于钻柱疲劳损伤的检测试验中。利用国内典型钻具材料(42CrMo)开展了模拟钻具典型工况的磁记忆检测拉伸疲劳试验,采集了不同循环次数对应试样表面的磁记忆信号值,并提取了磁记忆信号特征参量。进行了钻柱解体单根钻具螺纹损伤磁记忆检测试验以及钻井过程中啮合螺纹疲劳损伤监测试验。拉伸疲劳试验结果显示:磁记忆信号特征参量可以很好地诠释材料的拉伸疲劳过程,表征出不同疲劳阶段材料的应力集中程度。单根钻具螺纹损伤检测试验以及钻井过程中钻柱啮合螺纹疲劳损伤监测试验结果表明:磁记忆检测技术能够有效地检测出钻具螺纹应力集中程度以及分布情况。基于金属磁记忆的钻柱疲劳损伤早期监测方法为防止钻柱断裂事故的发生提供了安全有效的技术手段。

基于磁记忆的钻柱损伤井口检测技术

钻井作业过程中频发的钻柱断裂事故严重影响了油气资源的勘探开发进程。为了解决此问题,在充分考虑钻井平台特点的基础上,提出了基于巨磁阻原理的磁记忆井口钻柱损伤检测技术,并利用该技术在南海某井进行井口钻柱损伤检测试验,同时对检测数据进行了处理分析。分析结果表明:磁记忆检测技术能够准确检测出钻柱各部位应力集中状况,其中加厚带部位被吊卡夹伤较明显,啮合螺纹部位应力集中最大部位出现在两端。该试验实现了钻柱管体、加厚带及接头部位一体化监测,为防止钻柱断裂事故的发生提供了安全有效的技术手段。

钻具疲劳损伤磁记忆检测试验研究

钻井作业过程中频发的钻柱断裂事故严重影响了油气资源的勘探开发进程。为解决此问题,本文拟将金属磁记忆检测技术应用于钻具疲劳损伤检测。本文挑选典型钻具材料(35CrMo)在自行设计的疲劳试验机上开展了四点弯曲疲劳试验,借助CCD摄像机在光学显微镜下观测试样表面形貌,测量了裂纹扩展长度;同时通过基于巨磁阻原理的磁记忆高灵敏度传感器采集了疲劳过程中磁记忆信号,并提取了磁记忆信号特征参数,进行了基于磁记忆特征参数的损伤定量评估方法研究。试验结果表明:对比显微观测结果,35CrMo疲劳损伤过程磁记忆信号参数变化可以被划分为包括初始、稳定、波动及快速增长4个阶段,其中波动阶段对应微裂纹汇集及扩展;磁记忆信号峰值、梯度峰值以及梯度信号峰峰值都可以较为准确的定量评估35CrMo钢疲劳损伤严重程度。本文为磁记忆检测技术应用于钻具疲劳损伤检测提供了理论及数据支撑。

基于磁记忆的海上钻柱接头啮合螺纹检测技术

钻井作业过程中频发的钻柱接头螺纹断裂事故严重影响了油气资源的勘探开发进程。为了解决此问题,总结了钻柱结构特点及工况,分析了常规无损检测技术的不足,挑选出了能够在起钻作业过程中实现钻柱啮合螺纹损伤状况监测的金属磁记忆检测技术;利用自行设计的井口钻柱检测装置,在中国南海某平台完成了钻柱监测试验,监测了钻柱啮合螺纹磁记忆信号,提取了磁记忆信号梯度信号,并利用基于大数据统计的螺纹应力集中评判标准,评价了啮合螺纹应力集中状况。试验结果显示,磁记忆检测技术能够准确检测啮合螺纹应力集中状况,为防止钻柱啮合螺纹断裂事故的发生提供了安全有效的技术手段。

连续管损伤磁记忆检测信号定量研究

连续管在恶劣工况下作业时,容易造成管壁减薄,从而引发安全事故。为此,采用磁记忆检测技术开展连续管刻伤试验。对连续管进行等宽不同深度的环形刻伤,根据试验数据对磁记忆信号特征参量与刻伤深度的定量关系进行拟合并得到相应公式。引入Fisher判别思想对刻伤进行多参数综合评价并建立判别准则。分析结果表明:磁记忆检测信号的梯度峰峰值和梯度波峰值与刻伤深度呈线性递增关系;梯度峰面积与刻伤深度呈指数递增关系,而梯度峰面积对数值与刻伤深度呈线性递增关系。研究成果为磁记忆检测技术应用于连续管损伤检测提供了理论支持。

长江三峡工程的生态影响

长江上游的瞿塘峡,巫峡和西陵峡,总称长江三峡;西起四川奉节白帝城,东至湖北宜昌南津关,共长约200km。两岸悬崖绝壁,江流湍急,水力资源极为丰富,为世界最大峡谷之。因此,选定在宜昌市三斗坪镇,拦江筑坝,蓄水发电、防洪,并发展航运,这不仅对我国经济建设,具有巨大的作用,且对我国环境保护、生态影响,也具有深远的意义。 长江三峡兴建后,所产生的环境问题及生态影响将是多方面的,如水量、水质、泥沙沉积问题,土壤、植被、珍奇动物以及鱼类生殖问题等等。现择其主要者分述如下:

超前消费与环境污染

人类生存,既要依靠於环境,又要消费一定数量的物质,因此必需从事生产,以获得足够的产品来满足其消费;还要改造环境和提高生产水平,达到不断地改善生活的目的。但是,生产或消费过程中,都将排出废物,污染环境。所以人类的生产活动、生活消费,与环境质量之间,存在着既矛盾又协调的复杂关系。

改善饮用水质的净化技术

一、引言由于人口的集中,工业的发展,水体普遍受到污染;特别是城市的供水水源,受到各种有机化合物的污染,原有的制水设备和常规的净水工艺,已不能对各种污染物起到去除作用,致使供水的水质日益下降,难以满足饮用要求,使市民的健康受到威胁。解决这一问题的途径,无非三条,即:(一)放弃污染水源,另找新的合格的水源;(二)根治污染源,使已受到污染的水源水质,达到合格的标准(或说恢复到50年代以前的水质);(三)改进原有的常规净化工艺,或增加新的处理工艺,对污染的原水进行深度处理,确保水质达到饮用水标准。究竟采取何种对策。