回火工艺对超深井用V150油套管强韧性的影响

采用力学性能测试、金相组织观察、透射电镜以及扫描电镜观察,研究不同回火工艺对超深井用V150油套管强韧性的影响。研究结果表明:650℃为实验钢最优的回火温度;随着回火时间的延长,实验钢强度和硬度不断下降,塑性和韧性不断提高;当回火时间为15-75 min时,强度满足V150钢级要求;当回火时间大于45 min时,韧度满足V150钢级要求;考虑强韧性的最优匹配,兼顾节能降耗,45-60 min为较合适的回火时间;随着回火次数的增加,油套管强度下降,韧性提高,经过650℃,45 min的2次回火后,淬火应力充分释放,残余奥氏体完全转变为回火组织,回火组织更加细小,实验钢有较好的强韧性配合,0℃横向冲击功超过110 J,强度仍能满足V150钢级的要求。

回火温度对超高强高韧V150套管组织性能的影响

采用力学性能测试、金相组织观察、透射电镜以及扫描电镜观察,研究不同回火温度对超深井用超高强高韧套管组织和力学性能的影响规律。研究结果表明:套管经580～700℃回火的组织均为回火索氏体,在580～630℃回火时组织比较稳定,仍然保持着淬火马氏体的位向和形状,在640℃回火时发生铁素体再结晶,在700℃回火时发生组织粗化;与热轧态相比,淬火回火后的塑性和韧性得到了很大提高,在580～700℃回火,未出现第二类回火脆性;随着回火温度的升高,套管的强度和硬度逐渐降低,塑性和韧性逐渐增加;650℃为套管最佳回火温度,回火组织均匀,铁素体再结晶充分,碳化物细小弥散分布,强度达到V150钢级,0℃时横向冲击功接近110 J,强韧性匹配达到最佳。

奥氏体化工艺对V150油套管强韧性的影响

采用力学性能测试、金相组织观察、透射电镜以及扫描电镜观察,研究奥氏体化工艺对超深井用V150油套管强韧性的影响。研究结果表明:较高的奥氏体化温度可提高合金元素在奥氏体中的溶解度,但过高的奥氏体化温度会使奥氏体晶粒粗大,导致塑性、韧性下降,890℃为实验钢较优的常规奥氏体化温度;奥氏体化30 min后,实验钢成分和组织分布趋于均匀,油套管的强韧性指标匹配达到最好,保温时间超过45 min后,晶粒开始长大,导致冲击性能有所下降;亚温淬火形成铁素体和贝氏体、马氏体、残余奥氏体的混合组织,可得到超高强度钢希望获得的B/M复相组织,B/M组织中贝氏体能够分割马氏体基体,阻止裂纹扩展,残余奥氏体膜分割马氏体板条,使实验钢在保持足够强度的同时得到很高的韧性;实验钢在800℃亚温淬火后于640℃回火,强度和韧度均到达了V150油套管的目标要求,能够满足条件苛刻的超深井作业需求。

拉扭复合载荷条件下V150钻杆的力学性能研究

深井超深井钻井中,不合适的拉扭耦合作用容易导致钻杆失效,因此有必要进行钻杆抗拉扭复合载荷能力研究.采用预扭后拉伸和预拉后扭转的拉扭复合载荷试验方法,分析了拉扭复合载荷条件下V150钻杆在拉伸应力应变和扭转应力应变之间的相互影响规律.试验发现:预扭后拉伸时,预加载切应力和拉伸屈服强度均会降低;预拉后扭转时,预加载的拉应力和扭转屈服强度均会降低;材料发生屈服时的拉应力和切应力符合拉扭椭圆强度准则,该准则的弹性变形安全范围较von Mises强度准则超出24.5%.研究结果表明,按照von Mises强度准则进行V150钻杆抗拉扭复合载荷能力设计偏于保守,而拉扭椭圆强度准则包含材料拉伸屈服强度和扭转屈服强度2个基准参数,且与试验数据吻合程度高,更具工程应用价值.

不同热处理对V150钻杆材料组织及性能的影响

采用材料组织分析法以及力学性能测试对不同热处理后V150钻杆材料的组织与性能进行研究。结果表明,热处理可提高V150钻杆材料的抗氢致开裂(HIC)性能;经900℃×90 min+水淬+735℃×120 min+空冷热处理的试样比经过其他热处理及不进行热处理的试样具有更加优异的综合性能。随氢致开裂试验时间延长,V150钻杆材料的抗HIC性能减弱,主要腐蚀产物为Fe和Mn的硫化物。带状组织及夹杂是导致材料发生氢致开裂的主要原因,Cu,Ni等元素可以提高材料的抗HIC性能。

基于ANSYS/LS-DYNA的V150油套管热矫直残余应力

基于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立V150油套管热矫直的三维有限元模型,研究矫直后环向和轴向残余应力的分布规律,并利用X线衍射法测量了矫直管内表面环向残余应力。结果表明：环向和轴向残余应力呈螺旋状分布,螺旋接触带与管体轴向成58°的夹角,与矫直辊倾角互余,相邻的2个螺旋接触带之间的距离约为350 mm,基本等于矫直管的螺距（349 mm）;环向残余应力具有外拉内压规律,轴向残余应力外表面以拉应力为主,内表面拉压应力并存,压应力极大值出现在壁厚中部;矫直管内表面环向残余应力的实测值为189~489MPa,模拟数值为130~480 MPa,两者吻合良好,表明建立的矫直模型是可靠的。

不同热处理对V150钻杆材料性能的影响

随着酸性油气田的陆续出现,钻杆在酸性环境下腐蚀性能的研究显得尤为重要。采用金相显微镜、万能试验机、冲击试验机、扫描电镜、能谱仪等对不同热处理后V150钻杆材料的性能进行了研究。结果表明:热处理可以提高V150钻杆材料的抗硫化氢应力腐蚀(SSC)性能及氢致开裂(HIC)性能;二次回火对V150钻杆材料的力学性能及腐蚀性能影响不大。夹杂和缺陷是导致V150钻杆材料抗SSC性能降低的主要原因。HIC试验后试样的主要腐蚀产物为Fe和Mn的硫化物,Cu,Ni等元素有利于提高G105钻杆材料的抗HIC敏感性。

8V150增压中冷柴油机性能研究

对8V150增压中冷柴油机性能研究的全过程进行总结,详细阐述了该机的单缸性能研究过程、总体性能匹配研究和性能改进的过程,并对8V150增压中冷柴油机的性能规律及特点进行了归纳总结。

V150高强度钻杆刺穿的原因

V150高强度钻杆在某直井服役过程中于其加厚过渡带消失处出现刺穿现象,采用宏观形貌观察、磁粉探伤、微观形貌观察、化学成分分析、力学性能测试、有限元分析等方法对钻杆进行了失效分析。结果表明:该钻杆刺穿的原因为腐蚀疲劳。钻井液存在溶解氧和一定含量Cl^(-),且pH较低,钻杆加厚过渡带区域因应力集中而产生严重氧腐蚀,并形成周向分布的密集点蚀坑;服役时钻杆跳钻严重,周期性的振动导致钻杆加厚过渡带消失处点蚀坑底部的较大应力集中效应产生周期性变化,并使得钻杆发生共振现象,从而加剧了点蚀坑底部疲劳裂纹的萌生及扩展,并最终导致钻杆刺穿。

V150钢级钻杆管体用无缝钢管的性能研究

文章对包钢研制生产的V150钢级钻杆管体用无缝钢管的拉伸、冲击、韧脆转变温度、室温抗扭强度、旋转弯曲疲劳等性能进行了试验研究,结果表明:热处理态钢管的常规力学性能、晶粒度等技术指标可满足DS—1 TM标准第1卷《钻井用管材产品规范》的要求,同时还具有横向冲击韧性好、低温冲击韧性高、韧脆转变温度低、室温抗扭强度大、抗旋转弯曲疲劳性好等优良的材料特性,可满足V150钢级超高强度钻杆管体用钢的要求。

V150高强度高韧性钻杆缺口拉伸性能研究

通过对V150钻杆材料进行不同缺口深度的缺口拉伸试验和缺口偏斜拉伸试验,研究了缺口深度对拉伸应变能、缺口敏感系数和拉伸断口形貌的影响,以及偏斜角度对缺口试样拉伸强度和塑性性能影响。结果表明:该V150钻杆材料在具有高强度、高韧性、高塑性的同时,具备良好的抗缺口脆化能力。缺口试样的抗拉强度随着缺口深度增加不断增大,缺口敏感系数均大于1,对缺口不敏感;随着缺口深度增加,断后伸长率、断后收缩率、断裂总应变能均逐渐下降;断口宏观形貌由切断型转变为正断型,微观形貌也由韧窝断口转变为韧窝和准解理复合断口;缺口深度为0.5mm时,偏斜角度加剧了缺口试样的脆化倾向,使其塑性逐渐降低;当缺口深度为0.8 mm时,断面收缩率大幅下降至15%~20%。

衡阳华菱钢管有限公司生产的V150套管通过螺纹连接强度评定

2012年11月，衡阳华菱钢管有限公司生产的Ф244．48mm×15．11mm规格V150BC套管顺利通过螺纹连接强度评定。V150套管是衡阳华菱钢管有限公司开发的超深井用高强度高韧性套管，具有高强度和高冲击性能，在国外市场很受青睐。Ф244．48mm×15．11mm规格V150BC套管的螺纹连接强度要求高达11257kN，目前是该公司产品中连接强度最高的品种。

衡阳华菱钢管有限公司开发盐膏层用V150钢级LC螺纹的高抗挤毁套管

2013年3月,衡阳华菱钢管有限公司与中原油田签订技术协议,开发适合中原油田盐膏层用高抗挤毁套管——V150钢级LC螺纹Φ143.3mm×12.3mm规格套管。该高抗挤毁套管为非API套管,由于使用环境极为恶劣,对钢管各项性能参数要求极为苛刻,特别是低温冲击功,要求全尺寸冲击功横向不得低于40J、纵向不得低于60J,是钢管低温冲击功上的极端要求。

衡阳华菱钢管有限公司大批量生产V150高钢级无缝钢管

2015年7月20日，衡阳华菱钢管有限公司中340mm连轧管机组顺利完成约2000tV150高钢级无缝钢管的生产。经检验，该批无缝钢管的尺寸精度、探伤一次性合格率、一次检验合格率等指标均较高。由于该批产品要求具有高抗挤毁性能，且要求特殊通径，轧厚与轧薄相互制约着生产工艺；为此，该机组在生产前试轧了18支产品，并取样对其热处理前与热处理后的多个截面的尺寸数据进行测量和试验，为大批量生产提供了技术支撑。

回火温度对V150钻杆钢的强韧性匹配的影响

对V150钻杆钢进行了系统的回火温度优化试验,大幅度提高了钻杆钢的冲击韧性。并通过第二相析出物的形态及数量统计,对钻杆钢的强韧性匹配规律进行了微观机理解释。结果表明,在回火温度的拐点温度以下,钻杆钢在保持V150钢级基础上,冲击韧性随回火温度升高提高了近50%。随着回火温度的升高,第二相粒子的体积分数先升后降,为钻杆钢保持高强度级别提供了优化空间,而第二相粒子由棒状趋于球化和材料基体的逐渐软化,是韧性提高的主要原因。

关于测定6V150发动机油消耗量阈值的研究

机油消耗量是柴油发动机的重要技术指标之一。通过对6V150发动机机油消耗界限值测定的探讨,指导对6V150发动机发动机的正确使用及适时维修。

某8V150型柴油机平衡轴优化设计

文章以某8V150柴油机为例,对其平衡轴进行了优化设计,使得双轴平衡机构不但能够100%的平衡二级往复惯性力,而且所设计的平衡轴尺寸小,质量轻,能够有效地消减机体的倾覆力矩,改善了发动机的振动特性,满足了设计要求。

热处理对Φ245 mm×12 mmV150高抗挤毁套管用钢27CrMnMoV组织和性能的影响

试验用Φ360 mm 27CrMnMoV钢(/%:0.27C,0.25Si,0.92Mn,1.06Cr,0.75Mo,0.009P,0.003S,0.088V)铸坯经穿孔和Φ340连轧机组热轧成Φ244.48 mm×15.11 mm无缝管。试验研究了830～950℃水淬,880℃水淬+600～680℃30～120 min回火,以及880℃两次水淬+620～660℃回火工艺对该钢管组织和性能的影响。一般要求V150管屈服和抗拉强度分别为1034～1241 MPa和≥1103 MPa,0℃横向冲击功≥80 J。结果表明,一次淬火+630～655℃60 min回火时Mo和V碳化物析出产生二次硬化,其屈服和抗拉强度分别为1 034～1 150 MPa和1 103～1 225 MPa,0℃横向冲击功为80～108 J。二次淬火+635～655℃60 min回火工艺,循环淬火使奥氏体晶粒细化,提高强度的同时显著改善韧性,其屈服和抗拉强度分别为1 034～1 170 MPa和1 103～1 240MPa,0℃横向冲击功为80～120 J,比一次淬火+回火工艺更容易实现V150高抗挤毁套管性能的稳定性控制。

6V150型柴油机铝合金机体的铸造

机体是６Ｖ１５０型柴油机的重要零件，从铸造角度看，该机体是目前国内柴油机最复杂的铝合金铸件之一。为了提高铸件的质量和成品率，必须有完善的铸造工艺。本文根据几年来生产和验收的经验，总结了机体的铸造工艺，对几种常见的铸造缺陷及产生的原因进行了分析。

V150高强度钻杆在超深井修井作业中的适用性

随着高温高压超深油气井的开采数量持续增加,常规的G105和S135钻杆已经无法满足复杂井的作业需求。V150钻杆作为一种新型高强度钻杆,相比于传统钢钻杆有着更好的性能表现。为了研究V150钻杆在超深井修井作业中的适用性,首先进行了V150钻杆试样的化学成分、硬度以及冲击等基本性能参数测试。测试结果表明V150钻杆各个指标均满足行业要求。其次进行了V150钻杆在空气及钻井液中的旋转弯曲疲劳试验,得到了V150钻杆在空气和钻井液中的S-N曲线。疲劳试验结果表明V150钻杆对钻井液有着极高的敏感性;断口分析表明V150钻杆试样的断裂是氧腐蚀和应力共同作用的结果,在腐蚀过程中钻井液中的Cl-进一步加快腐蚀速率。最后,结合试验结果对V150钻杆的实际使用情况进行了讨论。采用V150钻杆组合后解卡作业最大钩载由1 784 kN降为1 717 kN,作业安全系数由1.16提升到1.41。该研究内容可为V150钻杆在超深井修井中的安全使用提供理论依据及指导。