刘婉颖
,
施太和
,
曾德智
,
朱泽华
,
贾华明
,
卢强
,
刘鹏
腐蚀与防护
采用高温高压釜，模拟研究了塔里木油田现场环境所用聚磺体系钻井液对S135钻杆的腐蚀行为及腐蚀机理。通过对表面黏附有泥饼的挂片进行X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析，对腐蚀形貌和腐蚀产物进行了研究。结果表明，S135钻杆发生了局部氧腐蚀，特征为溃疡状腐蚀、连片局部腐蚀和深坑腐蚀，腐蚀产物主要是正交（斜方）晶系的针铁矿。钻杆腐蚀的主要原因是起钻时未刮泥浆，粘附在钻杆外壁的泥浆膜在空气中水分挥发过程和形成泥饼壳后便留下铁矿粉、重晶石、土粉、碳酸钙粉等作为骨架的固相物，称为垢层。垢层与钻杆表面接触，产生三种相互关联的局部腐蚀，即供氧差异微电池腐蚀、电偶腐蚀和缝隙腐蚀。
关键词:
钻杆
,
腐蚀
,
磺化泥浆
刘婉颖
,
施太和
,
曾德智
,
朱泽华
,
贾华明
,
卢强
,
刘鹏
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.08.006
采用高温高压釜模拟研究塔里木油田现场环境所用聚磺体系钻井液对S135钻杆的腐蚀行为及腐蚀机理.通过对表面黏附有泥饼的挂片进行XRD和SEM观察,分析钻杆表面黏附的泥饼形貌特征及腐蚀行为.结果表明:S135钻杆发生了局部氧腐蚀,特征为溃疡状腐蚀、局部连片腐蚀和深坑蚀.腐蚀产物主要是正交(斜方)晶系的针铁矿.钻杆腐蚀的主要原因是起钻时未刮泥浆,黏附在钻杆外壁的泥浆膜在空气中因水分挥发而形成泥饼壳后,留下铁矿粉、重晶石、土粉、碳酸钙粉等作为骨架的固相物,该固相物称为垢层.垢层与钻杆表面接触,产生三种相互关联的局部腐蚀,即供氧差异微电池腐蚀、电偶腐蚀和缝隙腐蚀.
关键词:
泥浆膜
,
钻杆
,
腐蚀
,
磺化泥浆
孙永兴
,
林元华
,
何龙
,
李天雷
,
施太和
,
刘婉颖
腐蚀科学与防护技术
在酸性环境下, 屈服失效准则已不适用, 环境断裂是主要的失效模式. 因此, 有针对性地改变油套管的设计和选材, 将能够减少或防止油套管失效事故的发生. 在满足屈服准则设计的基础上, 对T95抗硫套管和C110准抗硫套管进行断裂力学设计, 根据NACE< D法试验计算出材料的临界应力强度因子K ISSC, 利用失效评估图(FAD)求出在不同条件下的T95和C110抗内压断裂强度. 计算结果表明C110的抗内压断裂强度都要低于T95, 对己下入C110套管的井, 防止后期作业诱发裂纹至关重要. 因此, 酸性油气田油套管设计在满足屈服设计准则时, 也要满足断裂力学设计准则, 这一新的断裂力学设计方法为酸性油气田油套管设计和选材提供了重要参考价值.
关键词:
酸性油气田
,
casing and tubing
,
design
,
environmental fracture
任呈强
,
鲍明昱
,
王万国
,
曾德智
,
施太和
机械工程材料
在模拟气井油套管环空环境中(溶有CO2和H2S的地层水),采用电化学试验、腐蚀失重法和腐蚀形貌观察等方法对17-4不锈钢和C110套管钢间的电偶腐蚀进行了研究.结果表明:17-4不锈钢和C110钢发生了严重的电偶腐蚀;C110钢的腐蚀产物膜中铁/硫原子比比单独腐蚀时增大,其保护性下降,C110钢作为阳极被加速腐蚀,其电偶腐蚀系数达到2.51,腐蚀速率为0.642 0 mm·a-1,电偶电流受两种钢的电位差所控制;当加入环空保护液后,两种钢间的电位差明显减小,它们的电偶腐蚀得到有效抑制,C110钢的腐蚀速率降低至0.0423mm·a-1.
关键词:
电偶腐蚀
,
电位
,
套管钢
,
环空保护液
张智
,
施太和
,
林元华
,
吴优
,
袁小兵
,
陈家凤
腐蚀与防护
doi:10.3969/j.issn.1005-748X.2007.07.015
对于同一口油井来说,腐蚀介质基本一致,但是井下油井管各部位的腐蚀差异却较大,这主要是环境因素造成的.本文讨论环境因素引起的杂散电流腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀和应力腐蚀.这些腐蚀现象在油气田开发过程普遍存在.入井管具较多,因材质存在一定的差异,电位差较大的局部区域出现较严重的电偶腐蚀.在其连接处可能发生缝隙腐蚀,钻杆加厚过渡带的残余应力将诱发应力腐蚀.希望本文的讨论为油田开发的相关设计和决策提供一定的参考依据.
关键词:
杂散电流腐蚀
,
缝隙腐蚀
,
电偶腐蚀
,
应力腐蚀
侯铎
,
曾德智
,
陈玉祥
,
施太和
,
张智
材料保护
110 ksi钢级C110,P110套管在酸性油气田环境服役过程中受到应力和腐蚀的双重作用,其腐蚀速率与静态的结果不同.如何利用室内试验结果为现场选材提供依据,目前研究尚不充分.采用挂片法、高温高压恒载荷应力腐蚀试验装置和高温高压三点弯曲应力腐蚀试验装置测试了60℃,10 MPa,10％(体积分数,下同)H2S,20％CO2酸性环境中,P110,C110套管钢分别在自由状态、拉应力以及剪应力状态下的腐蚀速率.结果表明:在酸性环境中,套管钢承受应力作用时会发生应变老化,腐蚀速率显著增大;腐蚀作用在缺口敏感和应力集中部位尤为明显,这些特殊结构部位将形成微裂纹并持续扩展,造成套管钢力学性能和使用寿命降低.本方法适合受应力和腐蚀双重作用下管材腐蚀速率的测试.
关键词:
应力腐蚀
,
110 ksi套管钢
,
酸性环境
,
H2S
,
CO2
,
高温高压
,
腐蚀速率
吕树斌
,
何毅
,
施太和
,
任建
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2011.02.029
热固性环氧树脂涂层具有优良的防腐蚀性能,被广泛应用在各种恶劣环境中对管线进行防腐蚀保护.钻杆用内涂层的防腐蚀性能一直采用高压釜进行评价,此评价方法时间长,并且不能对涂层失效机理进行分析;因此,在高压釜评价涂层性能前,利用扫描电子显微镜对涂层表面的微观结构进行观察,分析了涂层的表面微观缺陷以及可能引起涂层失效的原因,最后用高压釜评价法验证涂层的质量.结果表明:涂层的微观结构对涂层质量有很大影响,可在一定程度上对其性能进行评价.
关键词:
环氧树脂
,
钻杆
,
失效分析
,
扫描电镜
,
高压釜
刘婉颖
,
朱毅科
,
施太和
,
时宇
,
邵登全
,
李慧莹
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201508019
通过对V-150钻杆管体纵向试样进行示波冲击试验及冲击试样断口形貌观察,对比分析了在不同温度(-60～25℃)下V-150钻杆钢的示波冲击特性及断口裂纹扩展特征.结果表明:V-150钻杆钢的冲击功、裂纹扩展功、裂纹扩展功与冲击功的比值均随温度降低而降低,起裂功与冲击功的比值随温度降低而升高;常温下断口为典型韧窝状韧性断口,随温度降低,断裂特征由韧性断裂向脆性断裂转变,至-60℃时表现为解理脆性断裂特征.
关键词:
V-150钻杆
,
示波冲击
,
动态断裂韧性
,
冲击断口
孙永兴
,
林元华
,
张智
,
施太和
,
王颖辉
物理测试
石油钻井过程中，钻杆加厚过渡带刺穿和钻具螺纹断裂是最常见的钻柱失效形式，影响了钻井安全和经济效益，一直是国内外冶金和石油钻井研究的重点。传统的断裂力学只能解释石油管柱静态断裂问题，而不能解释动载下钻柱失效问题。文章采用动态断裂韧性评价钻杆断裂性能，在对现有动态断裂韧性测试方法进行研究的基础上，提出用动态断裂力学理论研究钻柱失效问题的理论及其测试方法。通过实验研究了国内外钻杆厂家的材料的动态断裂韧性，得出了钻杆材料动态断裂韧性与钻杆失效的相关性。
关键词:
钻柱
,
failure
,
dynamic fracture mechanics
,
discuss
曾德智
,
李坛
,
雷正义
,
重兴成
,
张智
,
施太和
机械工程材料
通过考察自由状态及承压状态下的三种氟橡胶O型密封圈在酸性介质中腐蚀前后的几何尺寸、力学性能以及形貌的变化,对其耐酸性介质腐蚀性能做出了综合评价.结果表明:腐蚀后,氟橡胶O型密封圈的拉伸强度、拉断伸长率、硬度减小,几何尺寸发生变化;O型密封圈在承压状态下的腐蚀程度比自由状态下的轻;在承压状态下,液相腐蚀比气相腐蚀轻,而自由状态下则相反;腐蚀后O型密封圈会产生塑性变形、局部鼓泡、开裂等现象.
关键词:
氟橡胶O型密封圈
,
自由状态
,
承压状态
,
酸性介质
,
腐蚀
