国产CT80连续管在吐哈油田的应用

截止到2010年,吐哈油田一直使用进口连续管,其价格昂贵,供货周期长。为此,国内研制了CT80钢级连续管。为验证其使用性能,将该连续管在吐哈油田进行试用,并与进口连续管进行对比。结果表明,国产CT80钢级连续管的疲劳寿命和整体性能已达到进口连续管水平,符合施工要求;不仅供货周期短,而且费用是进口连续管的1/2左右;国产连续管壁厚比进口类似规格连续管壁厚稍厚,单位质量稍大,在实际使用中柔性稍差。

CT80连续油管焊接接头的电化学腐蚀行为研究

采用光学显微镜观察了CT80连续油管焊接接头母材、热影响区（HAZ）和焊缝的显微组织;采用动电位极化技术和电化学阻抗谱测试方法研究了焊接接头各区域在3.5%Na Cl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明：CT80连续油管母材的显微组织为细小的铁素体＋珠光体;焊缝的显微组织不均匀,焊缝中心晶粒细小,两侧晶粒粗大;热影响区的显微组织为魏氏体组织。在3.5%NaCl溶液中,CT80连续油管焊接接头各区域的热力学稳定性顺序依次为HAZ〉母材〉焊缝;HAZ区的极化电阻最大,腐蚀速率最小,耐蚀性最好;焊缝的极化电阻最小,腐蚀速率最大,耐蚀性最差;CT80连续油管焊接接头各区域耐蚀性的顺序依次为HAZ〉母材〉焊缝。

接触载荷对CT80连续油管摩擦磨损性能的影响

为了解采油过程中CT80连续油管内置电缆的摩擦磨损性能,模拟该磨损环境,表征了载荷对油管摩擦磨损行为的影响,讨论了油管磨损机制。在试验压力50~200 N间,基于油管失重计算其壁厚减薄量、磨损率,采用扫描电子显微镜及金相显微镜对油管磨损表面及截面形貌进行了表征。结果表明:摩擦系数随着载荷增加而升高;载荷低于100 N时,随着载荷增大油管磨损率、失重和壁厚减薄量快速增加,当载荷大于100 N时增长趋势平稳;随着载荷增加,CT80磨损区域的晶粒变形程度升高,导致该区域发生冷变形强化;载荷低于100 N时油管主要发生磨粒磨损;载荷大于100 N时除了磨粒磨损外油管还发生了腐蚀磨损;油管磨损率等参数的变化可能与其冷变形强化有关。

调质处理对CT80连续油管用钢应变疲劳行为的影响

对CT80连续油管用钢分别进行950℃淬火和550℃或650℃回火的调质热处理;通过轴向低循环疲劳试验,对比了不同调质工艺处理后试验钢的疲劳性能,并对断口形貌进行分析。结果表明:淬火温度950℃、回火温度650℃的调质处理工艺能够有效地提高CT80连续油管用钢疲劳性能;其疲劳裂纹起源于试样表面,且呈多源性特征。

连续管复合裂纹的应力强度因子有限元分析

针对解析法计算连续管复合裂纹应力强度因子繁琐的问题,引入扩展有限元法(XFEM)进行分析。应用有限元软件ABAQUS计算不同裂纹角度对应的连续管Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ型裂纹的裂尖应力强度因子KⅠ,KⅡ,KⅢ,分析了裂纹角度对应力强度因子的影响,并模拟得到了受单向拉伸载荷的连续管裂纹扩展的整个过程。研究结果表明:扩展有限元解与计算解很接近,验证了利用扩展有限元法计算复合型应力强度因子的有效性。随着裂纹夹角θ的增大,裂尖处KⅠ不断减小、KⅡ始终很小,可以忽略、KⅢ先增大后减小、总应力强度因子K不断减小。通过扩展有限元法计算出裂尖应力强度因子,可有效预测含裂纹CT80连续管的安全性。

连续油管用酸化缓蚀剂应用研究

通过失重法、动电位极化扫描、交流阻抗测试方法研究了HC-05酸化缓蚀剂对CT80连续油管的缓蚀性能和缓蚀机理。失重研究结果显示,HC-05酸化缓蚀剂在90℃、20%（质量浓度）的盐酸中对CT80连续油管的缓蚀性能良好,在1%的加量下,CT80连续油管钢的腐蚀速率能达到SY/T5405-1996标准中的一级指标。通过对CT80连续油管缓蚀机理研究发现,该缓蚀剂的多层吸附有利于提高不同材质的酸化防腐效果。