无磁钻铤用Cr-Mn-N奥氏体不锈钢组织性能研究

研究了热处理工艺以及N元素含量对无磁钻铤用Cr-Mn-N奥氏体不锈钢再结晶过程、析出行为和力学性能的影响，为防止CrzN型析出物的产生加入了少量的稳定化元素Nb。微观形貌观察结果表明：N含量为0．62wt％的热轧态样品经950℃退火处理2～3min后再结晶过程完成，退火时间超过5min会导致等轴晶晶粒长大。基体中观察到大量纳米级弥散分布的点状Nb氮化物。同时还有平均颗粒尺寸1～2μm的Nb．Cr．Fe金属间化合物型析出物，该型析出物经1050℃保温5min后可充分固溶。在600-900℃保温均可造成该型析出物的产生。N含量为0．78wt％的样品室温屈服强度和抗拉强度分别达到880和1100MPa，比N含量为0．62wt％的样品均高100MPa左右，表明N含量从0．62wt％提高至0．78wt％后具有显著的强化作用。Nb-Cr-Fe型析出物所导致的室温韧性显著恶化问题可以通过对其充分固溶处理来解决。

无磁钻铤用高氮不锈钢的研究和发展

对国内外无磁钻铤制造所使用的特殊钢材料进行分析。通过对无磁钻铤材料发展历程的概括,对其成分体系和综合性能的发展规律进行了总结。对研发、工业生产和市场营销等环节进行调查。结合当前高性能无磁钻铤用高氮钢材料的发展趋势,阐述了我国发展此类材料应重点关注的合金体系设计、热加工和耐腐蚀以及力学性能指标等关键技术难题。

浅谈报废无磁钻铤的改进技术——无磁钻铤的敷焊修复

无磁钻铤的特殊性在石油钻井行业中发挥着至关重要的作用,但在使用过程中,根据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5956-2004《钻具报废技术条件》,发现无磁钻铤由于钻柱受力、人员操作等综合原因,对其外径磨损量损耗较快而造成无磁钻铤达到报废标准。为提高无磁钻铤的使用率,我们对比查资料并再现场进行复验,进行技术改进,使其更充分地适用于钻井行业,这样既大大地节约了采购成本,又为钻井作业提供了新的钻井技术思路。

浅谈报废无磁钻铤的改进技术——无磁钻铤的敷焊修复

钻井行业生产经营中,无磁钻铤发挥着重要的作用。但是,在无磁钻铤的实际应用中,人们发现其外径的磨损量较为严重,且很快无磁钻铤便会报废。为提高无磁钻铤的应用价值,提高钻井行业的经济收益,技术人员通过实际操作和参考技术资料等,对报废的无磁钻铤进行改进,将其运用在钻井行业,减少无磁钻铤的采购成本,并为无磁钻铤技术的发展提供新的方向。

无磁钻铤用高氮不锈钢的研究和发展

无磁钻铤采用无磁的方式对油气田井眼进行测量,通过使用特殊的合金材料,能够进行高强度作业的探测工具。在我国的现阶段发展中,无磁钻铤通过使用高氮不锈钢进行工作,可以有效提升井眼探测的工作效率。根据我国无磁钻铤用高氮不锈钢的发展趋势,可以对我国的高端技术问题进行分析探讨。本文就无磁钻铤的发展现状以及无磁钻铤用高氮不锈钢的应用发展进行如下论述。

无磁钻铤的荧光渗透检测

介绍检测无磁钻铤的荧光渗透检测方法的原理、工艺过程、材料及试块、设备仪器等。

无磁钻铤用0Cr19Mn21Ni2N高氮钢的高温塑性变形行为

采用Gleeble-2000热模拟试验机对无磁钻铤用0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,用扫描电镜和能谱仪对拉伸试样断口及断口附近的组织进行分析,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢的高温塑性变形行为。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区>1150℃,第Ⅲ脆性区为800~950℃,未出现第Ⅱ脆性区。第Ⅰ脆性区的出现主要是在加热过程中试验钢由奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为M_(2)(C, N)析出相及Al_(2)O_(3)夹杂物引起的。试验钢的高温抗拉强度随温度升高而逐渐降低,断面收缩率在1000~1150℃温度范围内表现出极佳的热塑性,温度超过1150℃后断面收缩率逐渐下降,因此0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150℃之间,在此温度范围内断面收缩率均在73%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。

无磁钻铤开裂原因分析

某回收无磁钻铤发生了径向开裂现象,采用宏观形貌分析、化学成分分析、显微组织观察、扫描电镜(SEM)形貌观察、能谱分析(EDS)等方法,对无磁钻铤的开裂原因进行分析,最终得出结论:无磁钻铤的金相组织为奥氏体,对Cl^-离子较为敏感,在含Cl^-离子的泥浆环境下,发生了应力腐蚀开裂。

6英寸小井眼水平井无磁钻铤的改进

随着井眼直径6英寸的水平井在大牛地气田的大规模推广,在小井眼水平井的定向施工过程中,定向仪器的磨损和故障率明显升高,定向仪器的维修、折旧费用急剧增加。定向仪器损坏造成的起下钻作业明显增多。小井眼水平井施工现场急需要一种切实、有效地降低定向仪器故障率的措施。从井下仪器的工作环境和状态出发,分析导致仪器损坏的各种因素。提出有效降低定向仪器磨损和故障率的方法是加大水平段无磁钻铤的内径。在不影响无磁钻铤本身机械性能的前提下,将无磁钻铤的内径改造成台阶孔形式,以扩大无磁钻铤的内径。改造后的无磁钻铤经过数口水平井的实际使用测试,对定向仪器的保护表现出明显的优势,定向仪器的磨损明显减轻,仪器的故障率也显著下降,对水平井施工的提效、提速具有积极的意义。

无磁钻铤用Cr-Mn-Ni-N系高氮钢平衡凝固相变与析出行为

借助Thermo-Calc软件对无磁钻铤用Fe-(15~25)Cr-(15~25)Mn-(0~5)Ni-(0~1)Mo-(0~1)N-(0~0.8)C多元系高氮钢在凝固和冷却过程中的相变及析出行为进行研究。使用Thermo-Calc软件中的TCFE9数据库对该钢相图的垂直截面图进行计算,分析了Cr、Mn、Ni、Mo、N及C元素对无磁钻铤用高氮钢凝固及冷却过程中相变的影响,并得到了平衡凝固相变路径图。结果表明,增加Cr、Mn含量可显著提高合金中氮的溶解度,Mo元素可以微弱提高氮的溶解度,Ni、C元素显著降低氮的溶解度。Ni、C和N含量提高可扩大单相奥氏体相区,具有稳定奥氏体的作用,Cr、Mo与Mn元素缩小单相奥氏体相区,具有稳定铁素体的作用。N元素可以促进M_(2)(C,N)相析出,使M_(23)C_(6)相析出受到抑制。Cr、Mn元素可以促进Sigma相析出,C、N元素抑制Sigma相析出。M_(23)C_(6)相的析出主要受C含量的影响,随着C含量的升高,M_(23)C_(6)相的析出温度显著升高。

0Cr20Mn21Ni2N奥氏体不锈钢锻件组织性能研究

研究了无磁钻铤用0Cr20Mn21Ni2N奥氏体不锈钢圆棒锻件横截面的室温强度、硬度和韧性等力学性能,并从微观角度进行了分析。在圆棒表层区域观察到了锻造变形态晶粒组织,而直径四分之一区域为再结晶组织,平均晶粒尺寸为80μm,芯部再结晶晶粒尺寸粗化为150μm,这些差异是由不同的变形温度和降温速度造成的。这种组织差异导致的室温拉伸性能和冲击韧性也有相应的变化趋势。研究结果表明,在900、1000℃以0.5 s^＋-1的应变速率压缩的0Cr20Mn21Ni2N试验钢样品,其应力应变曲线具有一定的加工硬化特征,其芯部硬度比应变速率为0.1 s^＋-1的样品分别提升了28、15 HB。在700、800℃以20%以上的变形量进行压缩时,峰值抗力显著提高,而在900、1000℃以10%～50%的变形量进行压缩时,峰值抗力均无明显提高,可保证顺利的变形过程。

FDZ-50×32型自浮式电子单多点测斜仪工作原理

介绍了FDZ-50×32型自浮式电子单多点测斜仪的测斜原理,系统组成,主要技术指标以及用途。并就在实际应用中出现的问题及应用效果进行了分析探讨,提出了应用范围和使用中应注意的问题。该仪器为定向钻井提供了可靠的技术支持与保证,降低了生产成本,提高了生产效率,收到良好的使用效果。

浅谈滑动导向钻井过程中钻具的选择与配置

对滑动导向钻井过程中常用钻具在使用过程中表现出的特点进行了总结,得出牙轮钻头造斜效果较好,定向施工过程中工具面稳定,PDC钻头造斜效果相对较差,工具面不易稳定,且稳斜过程方位飘动严重;动力钻具上部及本体的稳定器关系到造斜效果、稳斜效果及钻进摩阻,配置时需要根据现场条件进行选择;在能满足造斜率要求的情况下,一般应尽量使用弯角较小的动力钻具;无磁钻铤应尽量安装在靠近钻头位置的结论.

基于有限元分析的方位角误差计算和修正

为了满足定向井磁方位的高精度需求,需要准确计算方位角测量误差和分析误差来源。采用有限元分析软件,模拟了钻具在地磁场中产生的干扰磁场的变化情况。通过钻杆内部三轴磁感应强度得出方位角误差的测量值,与钻杆真实方位对比得到了方位角误差。通过控制钻杆方位角、井斜角、底部钻具组合、无磁钻铤长度、外部磁场的大小和方向等因素,来观测、分析了方位角误差的变化规律。模拟试验得出,方位角误差在钻杆的南北方向上最小,在钻杆的东西方向上最大,并随着井斜角增大而增大,这种变化呈现出正弦的变化规律;经度、纬度也会对方位角的变化产生影响,方位角误差大体上随着维度增加而增大,主要取决于当地的总磁场和磁倾角大小。研究结果表明,方位角误差与测斜数据、底部钻具组合、经度、纬度和无磁钻铤长度有密切关系,可以通过有限元模拟准确估算出不同情况下方位角误差的大小,对方位角误差进行修正。模拟结果可为工程应用中无磁钻铤、底部钻具组合的选取和方位角误差修正提供参考数据和理论依据。

定向井井眼轨迹不确定性分析

为了提高定向井井眼轨迹的控制精度,减小实钻定向井井眼轨迹误差,从井眼轨迹计算方法、测斜仪器精度、磁干扰、井斜方位角校正、测斜仪器轴向对中误差等方面进行了探讨。结合定向井施工中的实例数据分析,验证了定向井井眼轨迹误差主要来自于施工现场的测量数据误差,提出了可行的减小定向井井眼轨迹误差的现场操作方法,对定向井的现场施工具有一定的指导意义。

YST-48R型MWD仪器的Bt值异常分析与判断

针对YST-48R型MWD(Measurement While Drilling)测斜仪的地磁强度Btotal值(简称"Bt值")在测量过程中出现异常的问题,通过对测量时的环境因素进行分析,找出了使Bt值产异常的因素,总结了各个因素对Bt值的不同影响,以及对Bt值出现异常时的定性判断方法。为MWD工程师在今后的测量过程中,对YST-48R型MWD的Bt值出现异常,提供了判别方法和依据。

国内最先进精锻机在兵器工业集团北重集团热调试成功

近日,中国兵器工业集团北重集团公司拥有的国内最先进1600吨精锻机项目首次试锻取得一次性成功。标志着该公司生产的长杆类精锻件一步跻身世界先进水平。据了解,1600吨精锻机项目是目前世界上压力最大、精度最高、技术最成熟、最先进的精锻设备。它的热调试将使该公司具备了年产54000吨精锻件加工能力。

浅谈钻具管理

渤海钻探定向井技术服务分公司,主要从事定向井、水平井、大位移井等技术服务,市场分布在不同国家、不同区域。井下工具是打定向井必不可少的钻井工具,种类多,型号杂,要想管理好各类井下工具,合理匹配,并非一件易事。

随钻仪器钻铤的断裂失效分析

利用光学显微镜、扫描电镜进行组织观察,通过力学性能测试、微动磨损测试等试验方法,对一种随钻仪器无磁钻铤的断裂失效原因进行了分析。结果表明,该随钻仪器钻铤在使用过程中发生了微动磨损,在工件过渡锥角根部形成了环形磨损凹槽。环形磨损不仅使钻铤有效直径减小,而且在带有弯曲的复杂载荷下,易在环形磨损处造成很强的应力集中,最终导致工件的断裂。环形磨损的产生是由于工件装配结构所致,但钻铤取材于原材料锻件半径的1/2位置偏内,此处晶粒较为粗大,硬度低,在同等工况下磨损相对严重。