可溶性球座Fe-Mn合金力学及腐蚀性能研究

高温高压腐蚀环境下,可溶性球座会因材料强度、硬度不足及降解过快等原因过早失效。为此,采用OM、SEM、XRD表征可溶性球座材料Fe-Mn合金的微观结构与相成分,开展电化学测试、力学性能测试、加速浸泡腐蚀试验及高温高压浸泡腐蚀试验,分析了Fe-Mn合金的力学及腐蚀性能。测试结果表明,锰元素有细化晶粒的作用,随着锰含量增大,合金硬度和屈服强度呈先增大后减小趋势,Fe-5Mn合金硬度和屈服强度分别为345 HV和812 MPa;锰含量增大,自腐蚀电位负移,腐蚀电流密度增大,Fe-5Mn合金自腐蚀电流密度为4.64×10^(-5) mA/cm^(2)。在长期加速浸泡腐蚀试验环境下,锰含量增大,导致腐蚀速率降低,Fe-5Mn极限降解速率为4.3 mm/a;长期高温高压浸泡试验条件下,腐蚀初期锰含量增大,提升了腐蚀速率,腐蚀后期合金整体腐蚀速率缓慢且趋于同一水平,Fe-5Mn满足作为可溶性球座材料的性能要求。研究结果可为选择Fe-Mn合金作为井下可溶性球座材料提供参考。

可溶材料在井下工具中的应用现状与发展前景

可溶材料与工具设计制造的有机结合是实现井下工具无干预作业、保证最优后续作业条件的有效途径。为了了解可溶材料在井下工具中的应用情况及未来的发展前景,对国内外可溶材料在井下工具中的应用现状进行了调研,可溶性球、可溶性桥塞及可溶性套管球座等工具的成功研发有效解决了水平井分段改造过程中遇到的诸多难题,降低了作业风险,提高了作业效率,充分体现了新材料背景下井下工具的优质特性。结合部分井下工具在应用过程中存在的不足,对未来可溶材料在井下工具应用中的新需求及发展方向进行了预测分析。