一种水基钻井液用抗温润滑剂的研制与评价

随着我国地下浅层的油气储量不断减少,油气勘探逐渐转向深层,井下高温高压、高摩阻扭矩等情况都对钻井液润滑性提出了更高的要求。本文以长链脂肪酸和低分子多元醇等为原料,制备了一种高效耐温耐磨的复合润滑剂GWLUB-1,并对其进行了性能评价。评价结果表明:GWLUB-1润滑性能优异,当1%加量时,其在淡水和盐水基浆中的润滑系数降低率分别达到90%和80%以上;加量为2%时,基浆抗磨性能良好,且磨痕低于4 mm,抗磨效果显著;GWLUB-1抗温达180℃,环保无毒;与钻井液体系配伍性良好,应用前景较好。

Bisplate400耐磨钢在不同环境介质中的磨损行为分析

Bisplate400耐磨钢在应用过程中面临各种工作条件,不可避免地会暴露在不同的环境介质中。为此,对Bisplate400耐磨钢试样在不同载荷(50 N、100N、150 N)和环境(干摩擦、去离子水和3.5%NaCl溶液)下进行了摩擦磨损试验。利用白色光干涉三维表面轮廓仪和扫描电镜等分析了不同条件下的磨痕表面和横截面形貌。结果表明:环境对摩擦系数有着显著的影响,在干摩擦条件下时摩擦系数呈现出最大值,去离子水环境中的摩擦系数次之,而3.5%NaCl溶液则因其独特的润滑特性展现出最小的摩擦系数。在干摩擦条件下,磨痕深度从试样表面到底部的变化最大。随着法向载荷的增加,在3.5%NaCl溶液环境下,由于腐蚀磨损导致磨损加剧,磨痕最深磨损体积最大;在去离子水环境中,当法向载荷为50 N和100 N时由于去离子水的润滑作用和冷却作用,使得磨痕的深度和磨损体积小于干摩擦条件下。同时由于去离子水的腐蚀性要弱于3.5%NaCl溶液,这也使得在去离子水环境下磨痕的体积和深度要小于3.5%NaCl溶液环境下,而当法向载荷增加到150 N时,腐蚀磨损加剧使得磨损体积要大于干摩擦条件下。

MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜结构设计及其宽温域摩擦性能研究

目的探究环境温度对MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜摩擦磨损性能的影响,探讨并揭示薄膜在高温环境下的损伤机理。方法采用非平衡磁控溅射技术制备MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜,评价Ti、WC双功能组元以及纳米多层结构设计对薄膜表面形貌和微观结构的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、扫描探针显微镜(SPM)等表征手段对薄膜的晶体结构、表截面形貌以及表面粗糙度进行分析,利用原位纳米压痕仪对薄膜的力学性能进行评估,利用高温摩擦磨损试验机评价薄膜在不同温度环境(25~300℃)下的摩擦磨损性能,进一步通过激光共聚焦对磨痕和磨斑进行光学形貌分析,并利用能谱仪(EDS)和共聚焦显微拉曼光谱(Micro-Raman)对钢配副表面的摩擦转移膜进行成分分析。最终揭示MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜在不同温度下的磨损机理。结果MoS_(2)/Ti-WC纳米多层的结构设计可以诱导MoS_(2)(002)晶面的择优生长,获得表面平整光滑、结构致密的薄膜。相比于MoS_(2)/Ti薄膜,WC纳米层的引入,赋予薄膜更高的硬度和硬/弹比。MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜在潮湿空气中的平均摩擦因数为0.07,平均磨损率为6.14×10^(-7)mm^(3)/(N·m)。结论MoS_(2)/Ti-WC纳米多层薄膜在宽温域(100~300℃)内保持稳定的摩擦性能,这得益于薄膜纳米多层的结构设计、高的硬/弹比以及优异的抗氧化性能,同时在钢配副表面形成了连续且致密的转移膜。

室温大气环境下K417G合金及其表面Ni(Co)CrAlYSi涂层的磨损特性

研究K417G合金及其表面Ni(Co)CrAlYSi涂层在室温大气环境下的磨损特性。结果表明:K417G合金及其表面Ni(Co)CrAlYSi涂层的磨损受磨损亚表层疲劳脱层和磨损表面环境脆性的共同作用,致使其磨损率高于纯Ni的。在磨损过程中,环境脆性逐渐作用于磨损表面,磨损表面的裂纹源在γ/γ′界面以及碳化物与合金基体界面形核,裂纹既沿着γ/γ′面以及碳化物与合金基体界面扩展,又进入γ′晶粒,呈现沿晶和穿晶混合状。

钻井液环保润滑剂SMLUB-E的研制及应用

针对现有钻井液润滑剂耐温与环保性能难以兼顾的不足,以天然脂肪酸、有机多元醇等为原料,合成了钻井液环保润滑剂SMLUB-E。室内试验发现:膨润土浆中加入1.0%SMLUB-E时,摩阻系数可降至0.05,且形成的润滑膜强度高;聚磺钻井液中加入2.0%SMLUB-E,可使摩阻系数从0.31降至0.08,其润滑性能优于加入8.0%原油;SMLUB-E耐温160℃,对钻井液的流变性、滤失量无不利影响,无毒,环保性能好。SMLUB-E在塔河油田TP238CH井等深井进行了现场应用,加入SMLUB-E的钻井液中表现出良好的润滑降摩性能,大幅降低了井下摩阻,避免了托压、卡钻等复杂情况发生。研究结果表明,SMLUB-E具有良好的耐温性与环保性,能有效解决深井超深井钻井井下摩阻大的技术难题。

超声电机宽温域低损耗压电与摩擦功能材料

为了提高超声电机的环境适应性与能量转换效率,本文分析并制造了宽温域低损耗的新型压电材料与摩擦功能材料,提出了通过相结构调控、增加第三组元、引入偶极子缺陷钉扎畴壁等手段制备宽温域低损耗压电陶瓷材料的设计与制造方法;为了提高超声电机摩擦界面能量传递效率及环境适应性,设计了具有高摩擦系数、低磨损率且耐高温的聚酰亚胺复合材料。结果表明,与传统材料相比,新型压电陶瓷材料具有低介电损耗、高机械品质因数及高温度稳定性的优势,使超声电机的能量转换效率提高3.3%,而新型聚酰亚胺基摩擦材料在摩擦系数、耐磨性以及温度范围等指标上均有明显提高,使电机的最大效率提高了6.19%。综合两种新型材料后,超声电机的最大效率提升了13.6%,可靠工作温度从-40~70℃提升至-60~120℃。本文提出的压电与摩擦功能材料既增强了超声电机的环境适应性,也改善了电机输出性能,对超声电机在航空航天等高端装备中的应用具有重要的意义。

塑化烧结对无铅PTFE 3层复合材料减摩耐磨性能影响

利用HDM-20端面摩擦磨损试验机,对不同塑化烧结温度、保温时间、冷却方式下无铅PTFE 3层复合材料进行摩擦磨损试验分析。结果表明塑化烧结工艺参数的改变对材料的摩擦状态稳定性和耐磨性有着重要的影响,在375℃保温塑化烧结60 m in,并随炉冷却至300℃出炉,可保证无铅PTFE 3层复合材料的综合摩擦磨损性能最好。

不同环境介质中TC4合金微动磨损机理研究

采用SRV-IV微动磨损试验机探究GCr15/TC4合金配副在空气介质和纯水环境中混合滑移状态下的微动磨损特性.使用激光共聚焦显微镜和扫描电镜表征三维形貌、磨损体积、磨损表面形貌,结合摩擦系数曲线和微动图探究在不同环境介质中TC4合金在混合滑移状态下微动磨损机制.结果表明:混合状态下,摩擦系数曲线在3种介质中变化趋势基本一致.干摩擦条件下,25℃空气环境中摩擦系数较高而且波动程度较大,磨损体积最大,磨损机制主要为粘着磨损和轻微的氧化磨损;300℃大气环境中,摩擦系数和波动程度最小,高温和摩擦热加速了磨粒的氧化形成第三体,揭示了TC4合金具有高温耐磨特性,磨损机制为粘着磨损和氧化磨损.与干摩擦相比,水覆环境中摩擦系数、波动程度以及磨损率介于两者之间,水介质起到润滑和减摩作用,磨损机制为磨粒磨损.

环保可降解润滑剂研制与应用

随着渤海油田安全环保意识提升和大位移井钻井过程中扭矩与摩阻问题日趋严重,亟需研发一种安全环保、润滑性能优良的钻井液润滑剂。通过植物油改性、引入表面活性剂和纳米微粒,研发了一种高效环保无毒润滑剂BIOLUBE。室内实验性能评价结果表明,所研发的润滑剂BIOLUBE具有良好的润滑性、抗磨性、配伍性、生物毒性,2%BIOLUBE可使淡水基浆和海水基浆的润滑系数降低率达90%以上、PEM钻井液体系的润滑系数降低率达50%以上,抗磨达到8kg砝码质量,生物毒性LC50大于30000mg/L、生物降解性BOD5/CODcr大于25%。所研发的润滑剂BIOLUBE已在渤海垦利区块2口大位移井取得成功应用,大幅降低了摩阻扭矩、缩短了钻井周期、提高了钻井效率,具有较好的推广应用价值。

环境因素对步进摩擦系数的影响

为了减少滑摔事故的发生率,结合常见的步进摩擦配副材料和工况条件,采用Mark Ⅱ止滑试验机研究了环境因素对步进摩擦系数的影响.结果表明:单一因素和因素间的相互作用对步进摩擦系数都有影响.在所有影响因素中,试验条件的影响最显著.干态下的摩擦系数最大,油态下的摩擦系数最小,且接近于零,其他几种润滑态的摩擦系数区别不大.因素之间的相互作用表明当试验条件一定时,上下试样的摩擦系数基本保持相同的变化趋势,但此规律会随试验条件的改变而发生变化.摩擦系数的变化归因于材料的表面特性和液体的润滑效应.

稀有矿产资源开发利用的环境影响分析

本文在对稀有矿产资源进行界定的基础上,采用"环境优先策略分析法"(Environmental Priority Strategy Methodology,EPS),对六大类22种稀有矿产全寿命周期的环境影响做出评估。结果显示,在现有可得数据中,铂族金属开发利用的环境影响较大,石墨的环境影响最小。鉴于稀有矿产资源作为关键原材料在战略性新兴产业中的重要地位,应加紧制定实施稀有矿产资源国家战略,积极应对稀有矿产资源领域日益加剧的国际竞争,实现稀有矿产资源可持续利用,有效维护国家资源安全。

木材摩擦焊接技术让家居生活更“原味”

随着人们生活水平的提高,对家居环境"绿色"要求越来越迫切。木材摩擦焊接,无任何添加剂,只需木材通过摩擦产生热量而致木材成分熔融,缠结的木纤维被冷却熔融层包裹形成焊接缝,而将木质部件连接在一起。高生产效率、高力学强度、易回收再利用的木材焊接技术能满足人们对高品质生活的追求,也能符合家居产业"绿色"制造的新常态。

环境友好磨削液的研制

选用无毒或低毒性添加剂,研制了一种化学合成型环境友好磨削液,对其抗磨减摩、防锈、生物降解等综合性能进行了评价,结果表明:该磨削液综合性能优良,生物降解性能较好,生态毒性低,是一种理想的环境友好润滑剂。

飞机用环保型防滑涂料的制备及性能研究

根据飞机防滑涂料的使用环境特点,研制了一种飞机用环保型防滑涂料,该涂料采用丙烯酸树脂和聚酯树脂混拼改性,用脂肪族异氰酸酯固化剂进行固化,配以改性型砂作为防滑颗粒提高涂层的摩擦系数,同时选用了醋酸叔丁酯作为豁免溶剂降低体系的VOC含量。重点讨论了树脂类型、防滑颗粒、溶剂选择对涂料性能的影响。结果表明,该涂料具有优异的防滑性、耐磨性、耐介质性和环保性,能够满足飞机防滑涂料的要求。

恶意绿色壁垒的判定及其应对措施

近年来,我国产品不断遭到国外绿色壁垒的拦截,绿色壁垒已成为继反倾销之后又一影响我国产品出口的障碍,引起了一系列贸易摩擦,并呈现出进一步增强的趋势。事实上,并不是所有的绿色壁垒措施都对我国经济发展不利,善意的绿色壁垒能促进一国经济的良性发展,但恶意的绿色壁垒是要高度防范的。针对恶意绿色壁垒进行分析和认定并提出相应的对策,对规范和促进我国对外贸易的发展、减少贸易摩擦具有十分重要的现实意义。

顺层边坡失稳分析及预测研究

关于边坡失稳的预测预报,已有半个多世纪的研究进程,到目前为止仍处于探索阶段。边坡的失稳演化过程中与其内部结构和外界因素的影响密切相关。通过对摩擦定律的状态分析,研究了边坡失稳的内在机制,并论证了边坡失稳预测的充要条件,探讨了中长期预测预报失效的原因。

环境友好半合成切削液的研制

选用无毒或低毒性添加剂,在系统考察基础油、缓蚀剂、表面活性剂以及油性剂、极压抗磨剂和其他添加剂的配伍性能的基础上,按照微乳液调配理论,研制了一种环境友好型水基半合成切削液,并对其抗磨减摩、防锈、生物降解等综合性能进行了评价,实验室结果表明:该切削液具有优良的防锈性、抗腐蚀性、润滑性和其他综合性能。生物降解试验表明研制的半合成切削液生物降解性能较好,生态毒性低,达到了设计要求,是一种理想的环境友好润滑剂。

N-油酰基甘氨酸的摩擦学性能

N-油酰基甘氨酸是一种环境友好的添加剂。考察了N-油酰基甘氨酸在HVI350基础油中的摩擦学性能,发现N-油酰基甘氨酸在HVI350基础油中表现出良好的抗磨和减摩性能。

环境友好水基润滑添加剂的研究

在脂肪酸分子中引入硼和氮,合成了一种环境友好水基润滑添加剂BNR,并利用红外光谱对其主要官能团进行了表征。通过四球试验机考察了BNR添加剂在水中的抗磨性能与极压性能,用X射线光电子能谱仪对磨痕表面元素进行了分析,探讨了该类添加剂的极压抗磨作用机理。结果表明:硼氮化水基润滑添加剂BNR在水中具有优良的抗磨和减摩性能;其润滑作用机理是由于长链脂肪酸分子的载体作用、硼的缺电子性、氮的高反应活性以及三者的协同作用与摩擦金属表面形成了一层高强度的吸附膜和/或摩擦化学反应膜。

汽车发动机润滑性能受保养用机油添加剂影响研究

汽车发动机的润滑性能关系着汽车安全与节能环保。随着科技的发展,发动机的性能越来越好,在润滑保养方面的要求也越来越高,因此一系列机油添加剂也顺应市场而生。文章针对机油添加剂的基本分类情况进行详细总结,着重分析了不同类型添加剂的作用与使用范围;通过总结国外某实验室实验数据,阐述了汽车发动机润滑性能受保养用机油添加剂的影响。