高强度抗硫管钢的抗硫化氢应力腐蚀影响研究

随着深井、超深井的不断开发,兼顾超高强度和高抗硫性能的抗硫管需求越来越多,而随着钢的强度增加,其抗硫化氢应力腐蚀开裂敏感性也随之增加。基于对低合金钢抗硫化氢应力腐蚀影响机理的认识,通过成分合理设计、超纯净钢冶炼、环形炉加热制度、热处理性能窄幅控制等措施,开发了基于微观组织、析出相、强度、夹杂物、偏析等控制的110 ksi(1 ksi=6.895 MPa)及以上钢级高强度抗硫管产品。

融合注意力与残差网络的石油管材失效宏观影像智能识别方法

基于深度学习的石油管材失效影像智能识别方法是目前的研究热点。针对传统的识别网络/模型存在精度不佳、泛化能力差等问题,基于残差块堆叠设计思路,建立了融合注意力与残差网络的石油管材失效宏观影像智能识别模型/算法。该算法赋予网络对石油管材失效典型宏观影像(断裂、腐蚀、磨损、形变)特征权重分配功能,有效提升神经网络捕获宏观影像关键特征信息的能力。与传统BottleNeck结构网络87.52%的平均分类精度相比,融合注意力与残差网络的AXBlock网络模型的平均分类精度达到94.93%。此研究工作将为石油管材失效智能诊断、失效分析预测与预防提供技术支撑。

石油专用管螺纹测量技术现状和发展趋势

对石油专用管螺纹测量的重要性进行了介绍。总结了石油专用管螺纹的外观、单项参数、综合参数、几何尺寸等传统螺纹测量技术。分析了以结构光垂直投影法、激光三角法、低相干干涉测量法为代表的石油专用管螺纹非接触测量技术发展现状及各种方法的优缺点;以比对测量技术为代表的现代石油专用管螺纹接触测量技术的发展现状。指出石油专用管螺纹测量技术应向着高度自动化、高度智能化的趋势发展,外螺纹应用结构光和光栅尺的视觉测量技术与内螺纹应用比对测量技术能全面实现石油专用管螺纹的数智化测量。

石油管材在含氯离子介质中的腐蚀研究进展

油田采出液中Cl^(-)含量越来越高,导致注采系统、集输系统用材料的腐蚀愈来愈严重。对石油管材在含氯离子介质中的腐蚀行为研究现状进行了综述,总结了其腐蚀机理、影响因素和腐蚀特征。介绍了Cl^(-)与HCO_(3)^(-)、Ca^(2+)以及CO_(2)-O_(2)-Cl^(-)协同作用下对石油管材腐蚀的影响规律,指出当前研究的不足之处,为后期研究方向以及预防措施的选择提供参考。

石油管材自愿性产品认证的作用及实现路径探讨

国内石油管材产品认证长期依赖国外机构,独立自主的高端品牌认证缺乏;现行认证和评价方式基本为“门槛”要求,缺少拉升质量高线的自愿性产品认证服务。针对以上问题,首先介绍了国内现行的几种石油管材质量监管和认证、评价模式,分析了其异同点以及与当前石油管材制造水平的适应性问题。其次,结合国内石油装备制造行业发展新阶段和石油管材标准体系建设情况,指出目前国内已具备开展石油管材自愿性产品认证的基础。最后从标准体系完善、认证服务提供、采购机构支持、生产企业响应以及国际互认争取等方面提出了实现石油管材自愿性产品认证的设想和建议,以期为我国石油装备行业高质量发展提供思路上的参考。

钛合金材料在石油工业中的应用及其抗腐蚀性能研究进展

钛合金材料由于具有高强度、低弹性模量和优良的耐腐蚀性,在石油工业中常被作为油井管的新材料来代替碳钢。从钛合金在油井管中的应用入手,综述了其力学性能和钛合金钻杆、油套管抗腐蚀性能的研究进展,并对比了石油工业中常用的几种碳钢材料与钛合金的疲劳寿命。同时,讨论了添加金属元素与优化制造工艺这两方面因素对钛合金抗腐蚀性能的影响。最后,提出了钛合金在实际生产应用过程中可能面临的问题。

基于钻采管材断口图像特征的图像预处理方法研究

分析钻采管材断口宏观图像可以为管材材料的性能及服役行为等许多方面的研究提供重要信息,准确分析钻采管材断口宏观形貌需要对断口宏观图像进行剪切、灰度化、直方图均衡化、去噪、滤波和边缘检测等预处理。图像分块后,通过子块的灰度均值、方差以及方向图识别噪声子块,利用噪声子块邻近的纹理子块沿纹理方向滑动对噪声子块进行修复,实现图像去噪。对去噪后的图像进行Gabor滤波处理、边缘检测等操作。实验结果表明,通过上述预处理方法可以获得较为理想的断口宏观纹理图像,为后续特征提取、断口类型识别等奠定基础。

热处理制度对316H管材组织及性能的影响

主要研究了Φ711 mm×25 mm规格316H管材在不同热处理工艺制度作用下晶粒度及常规力学性能的变化情况,通过金相分析了晶粒度与热处理制度之间的关系及规律,结果表明,经冷轧之后的Φ711 mm×25mm规格中间品经1 000℃+25 min热处理工艺后,晶粒最小为7.5级,在此基础之上,Φ813 mm×15 mm最终成品管的晶粒度控制在6.0~6.5级。

油气钻采用耐蚀合金无缝管材标准的发展分析

对比了ISO 13680标准不同版本的结构和主要技术内容的变化,分析了耐蚀合金无缝管材标准的发展变化历程。可以看出:ISO 13680标准经过三次修订,标准的结构发生了很大的变化;一方面对原有技术条款不断补充完善,不断丰富、趋于严格;另一方面标准适用范围不断扩大,同时不断融入了新的技术要求。耐蚀合金无缝管材标准的发展过程表明科技进步是标准产生的基础,也是推动标准发展的不竭动力。

油气田开发中H_2S/CO_2腐蚀研究进展

首先分别探讨了CO2腐蚀和H2S腐蚀的机理及其影响因素;进而讨论了H2S/CO2共存条件下的腐蚀机理及其影响因素,分析了国内外H2S/CO2腐蚀研究的现状和趋势,提出了油井管H2S/CO2腐蚀的防护措施,探讨了高酸性油气田腐蚀研究的热点问题及发展方向.

可膨胀套管技术概述

可膨胀套管技术是将为21世纪石油钻采行业起着关键性作用的技术之一。主要应用于封堵复杂层,尾管悬挂器、套管修复等多个领域,该技术的最终目的是实现使用同一尺寸的套管代替现行的多层套管,以提高对付多个复杂地层的能力,提高钻井作业效率,降低钻井成本。文中详细介绍了国内外可膨胀套管技术的发展情况。

CO_2对油气管材的腐蚀规律及预测防护

综述了油气管材的CO2 腐蚀机理及影响因素 ,并对两个腐蚀速率预测模型进行了比较 ,分析评价了各种常用防腐技术的特点 ,指出了防腐技术确定原则 ,同时讨论了油气管材CO2 腐蚀的国内外研究水平和趋势 .

油气井管柱完整性技术研究进展与展望

在回顾油气井管柱完整性概念的提出与发展历程的基础上,介绍了我国在钻柱构件适用性评价、"三超"(超深、超高温、超高压)气井油套管柱可靠性设计与完整性评价、"三超"气井油管腐蚀行为与评价、热采井基于应变设计与选材评价技术等方面的最新研究进展及其应用情况。指出现有油气井管材与管柱技术仍不能满足"三超"、严重腐蚀、非常规、特殊工艺和特殊结构井等服役环境,进而提出了进一步加强油气井管柱完整性技术研究与科技攻关的建议:1持续完善和发展中国西部深层油气勘探开发套管柱优化设计与管材选用及完整性评价技术;2急需建立有针对性的非常规页岩气开发套管柱优化设计、选材及完整性评价技术;3建立"三超"高含CO2气井环境及压裂酸化工况复杂油管优化设计、选材选型、完整性评价技术;4深入研究含缺陷油气井管柱缺陷检测、安全评价、风险评估、寿命预测、维修补强等关键技术;5建立油气井管柱完整性管理体系和配套的支撑技术体系。

油气开发用钛合金油井管选材及工况适用性研究进展

钛合金材料由于具有高比强度、低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为严酷工况环境下油井管和海洋开发工具的热门候选材料。目前国内外很多研究机构和学者都开展了用于油气开发领域的钛合金材料的研究,包括钛合金石油管的可行性、钛合金管材的制备加工、实验室内钛合金性能评价以及钛合金管材的现场应用等方面。然而,我国油气开发环境较为恶劣,油井管在井下服役不但要面临高温高压的挑战,还要经受硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸等腐蚀环境的共同作用,因此我国对油井管的要求高于国外一般水平。此外,钛合金是钛含量大于50%的金属的总称,仅我国国标所列举的不同成分钛合金就多达76种。这些已经标准化的钛合金材料大多用于航空航天、石化炼化、生物医学、船舶以及海洋工程领域,这些应用环境和油气开发环境具有巨大的区别,已有牌号的钛合金能否适用于油气开发工况尚不得而知。国内有关钛合金油井管在硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸环境下服役的研究报道和应用经验都较为缺乏,导致油气开发油井管用钛合金材料在选择和使用上存在风险,为了防止钛合金在应用时出现大的安全事故而造成生命财产的损失,迫切需要结合国内外研究经验对可用于油气开发环境的钛合金材料进行筛选和评价,明确每种钛合金材料的工况适用性和使用极限,以保证其使用的安全可靠性。本文在国外近30年已发表的钛合金油井管相关研究成果和国内钛合金油井管最新研究进展的基础上,总结了油气开发用钛合金油井管选材经验,并对七种典型钛合金材料在油气开发工况下的适用性和使用极限做出了归纳总结,分析了钛合金油井管要真正实现大规模应用面临的问题并展望了前景,以期为油气开发用钛合金材料的选用提供参考。

高温高压酸性气井油套管钢在超临界CO_2环境下的腐蚀行为

高温高压酸性气井腐蚀环境恶劣,油套管腐蚀、变形、破损等事故频繁发生,严重影响气井安全生产。为了解掌握油套管钢的腐蚀类型、严重程度及耐蚀性能,利用高温高压反应釜在模拟井底实际工况条件下研究了J55、N80、P110、13Cr、S13Cr 5种油套管材质的抗CO_2腐蚀性能,运用失重法、扫描电镜(SEM)和能谱分析等技术,重点分析了腐蚀速率、腐蚀产物膜形貌和腐蚀产物膜成分。结果表明:在本试验测试范围内,J55、N80、P110钢在90℃时腐蚀速率为最大,然后随温度升高而降低,属于极严重腐蚀;13Cr、S13Cr钢的腐蚀速率随温度的升高不断增大,在150℃达到最大值;5种材料的平均腐蚀速率随CO_2分压的增大呈先上升后下降的趋势;碳钢材质腐蚀类型主要为均匀腐蚀+局部腐蚀,含Cr钢材质腐蚀类型主要为均匀腐蚀;碳钢CO_2腐蚀产物膜主要成分为FeCO_3,同时夹杂有少量的Fe_3C和铁的氧化物或铁单质;13Cr和S13Cr钢CO_2腐蚀产物膜的主要成分为晶态FeCO_3和非晶态的Cr(OH)_3,此外,还含有少量的Fe或Cr的氧化物、碳化物和单质Fe等。

CO_2/H_2S对油气管材的腐蚀规律及研究进展

综述了CO2 、H2 S在单独作用和共存条件下对油气管材的腐蚀机理及影响因素 ,提出了针对CO2 /H2

某一循环流化床锅炉Ⅱ级过热器管材失效分析

利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)和定量光谱仪等对465 t/h循环流化床(CFB)锅炉Ⅱ级过热器管爆口进行了金相组织分析、宏观及微观形貌观察、材质化学成分以及结构和运行状况分析,探讨了过热器管材的失效原因和机理。结果表明,CFB锅炉内颗粒的冲刷与撞击造成过热器管屏的磨损,磨损引起的壁厚减薄是管材失效的主要原因,磨损机理主要是冲刷磨损和高温腐蚀相结合的冲蚀磨损;管子内压应力与管系应力加速了爆漏过程,是造成过热器管撕裂爆口的次要原因。

CO_2对油气管材的腐蚀规律及国内外研究进展

阐述了石油天然气工业中CO2 腐蚀的危害、腐蚀机理以及影响因素和规律 ,分析了国内外研究CO2 腐蚀的水平和趋势 ,探讨了宝钢开发抗CO2 腐蚀油管的思路和前景。

油管钢的CO_2和H_2S腐蚀及防护技术研究进展

综述了油管钢的CO2和H2S腐蚀机理和防护措施,分析了常规防护技术的特点及其局限性。提出了用热喷涂镍基合金涂层的方法解决油管CO2和H2S腐蚀问题的思路,并经过初步的试验验证表明,Ni基合金涂层具有优异性能与广阔的应用前景。

H_2S-CO_2环境下低铬钢的硫化物应力腐蚀开裂行为

目的评价90SS和90SS-3Cr油管钢在H_2S-CO_2环境下的硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)行为,并分析其断裂机理。方法利用四点弯曲实验和慢应变速率拉伸实验,结合显微组织分析、扫描电子显微镜分析技术,研究90SS和90SS-3Cr两种钢材在H_2S-CO_2环境下的应力腐蚀开裂行为和断口形貌特征。结果 90SS-3Cr钢的显微组织中存在更多的非金属夹杂物。经过720 h四点弯曲实验后,90SS和90SS-3Cr试样表面均未出现宏观及微观裂纹,表现出良好的抗硫化物应力腐蚀开裂能力。在慢应变速率拉伸实验中,当H_2S浓度由0增加至6 mol/L时,90SS-3Cr试样的断后伸长率δ、断面收缩率φ及断裂时间t分别下降了71.6%,69.6%,61.4%,远高于90SS钢的塑性损失(分别下降2.9%,52.5%,10.3%)。断口形貌分析表明,90SS-3Cr钢在较低浓度H_2S时就由塑性断裂向脆性断裂转变。结论随着H_2S浓度的升高,90SS和90SS-3Cr钢的塑性损失增加,抗SSCC能力均下降。相比90SS钢,90SS-3Cr钢对应力腐蚀开裂更为敏感。