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钻杆接头纵向裂纹原因分析

吕拴录 , 骆发前 , 周杰 , 袁鹏斌 , 巨西民 , 王庭建

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2006.04.030

对某油田发生的钻杆接头纵向开裂事故进行了系统调查,对钻杆接头裂纹宏观形貌和微观形貌进行了分析,对开裂钻杆接头和未开裂的钻杆接头材质进行了对比.结果表明:钻杆接头纵向开裂原因是摩擦裂纹引起的,摩擦裂纹的原因主要与井眼全角变化率偏大有关.

关键词: 钻杆接头 , 裂纹 , 断口形貌 , 失效分析

表面预处理和润滑条件对硫氮共渗35CrMo磨损性能的影响

田斌 , 侯媛媛 , 岳文

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.01.021

目的 提高35CrMo钻杆接头和对磨套管的耐磨性能.方法 采用超声表面加工处理和硫氮共渗处理技术对钻杆接头常用的35CrMo钢进行处理,研究了超声表面预处理和润滑条件对其耐磨性能的影响.利用光学三维形貌仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分别研究了试样的表面形貌、粗糙度、成分和相结构,采用环块磨损试验机在油基钻井液润滑和无钻井液润滑的条件下,考察了经过不同载荷超声表面加工预处理的35CrMo钻杆接头及其对磨套管的磨损性能.结果 超声表面加工预处理可使35CrMo钢及其硫氮共渗处理后的表面粗糙度显著降低约80%以上.经超声表面加工预处理后,35CrMo钢硫氮共渗钻杆接头在油基钻井液润滑和干摩擦条件下的磨损率均进一步降低.在无钻井液润滑的条件下,500 N载荷超声表面加工预处理后,硫氮共渗35CrMo钢钻杆接头对磨油管磨损表面形貌的改善更显著,表面粘着和犁沟均减少.结论 35CrMo钢钻杆接头在硫氮共渗前采用超声表面加工进行预处理,可以获得更低的表面粗糙度和更高的表面硬度,在有无钻井液润滑条件下均可提高钻杆接头和套管的耐磨性能.

关键词: 钻杆接头 , 35CrMo钢 , 硫氮共渗 , 超声表面加工 , 磨损性能 , 润滑条件

超声表面加工和硫氮共渗复合处理对35CrMo钢表面性能的影响

田斌 , 岳文

中国表面工程 doi:10.11933/j.issn.1007-9289.2016.01.015

为了同时减少钻杆接头和对磨套管的磨损,采用超声表面加工技术和硫氮共渗技术对钻杆接头材料35CrMo钢进行复合处理.利用光学三维形貌仪、扫描电子显微镜、EDS能谱仪、显微硬度计和X射线衍射仪分别研究了试样的表面形貌、粗糙度、成分、硬度和相结构,并在水基钻井液润滑条件下采用环块磨损试验机考察了35CrMo钢和套管对磨副的磨损性能.结果表明,超声表面加工可以使35CrMo钢和硫氮共渗复合处理改性层的表面粗糙度均显著降低,进一步提高硫氮共渗改性层硬度,显著改善35CrMo钢的耐磨性能,并使对磨副套管的磨损率明显降低,钻杆接头和套管的磨损表面形貌也得到显著改善.

关键词: 超声表面加工 , 硫氮共渗 , 35CrMo钢 , 钻杆接头 , 磨损性能

37CrMnMo4钻杆接头缺陷分析

王国栋 张作贵 刘俊亮

物理测试

利用金相显微镜、扫描电镜以及能谱和波谱分析手段详细研究了37CrMnMo4钻杆接头生产过程中的缺陷问题,结果表明,37CrMnMo4钻杆接头组织局部呈过烧状态,自由结晶面周围及晶界熔融处有P、Mo、Cr等元素的偏聚,由于钻杆接头材料中合金元素的偏析导致后续锻造过程中材料发生“形变过烧”。

关键词: 钻杆接头 , deformation burnt , segregation

钻杆接头磷化处理后的耐蚀性能

苏宏贵 , 刘海峰 , 刘美凤

材料保护

钻杆接头是石油钻柱的重要组成部分,而耐蚀性是钻杆接头性能的重要指标.通过硫酸铜点滴试验,研究了磷化液的游离酸度、总酸度、酸比、磷化时间和温度对钻杆接头磷化膜耐蚀性的影响,得出各参数的最佳范围.结果表明:控制磷化液的游离酸度12~15点,总酸度140~170点,酸比10~11,磷化温度75℃左右,磷化时间20~25 min,所得磷化膜耐腐蚀性能最佳.

关键词: 磷化 , 钻杆接头 , 耐蚀性

37CrMnM04钻杆接头缺陷分析

王国栋 , 张作贵 , 刘俊亮

物理测试

利用金相显微镜、扫描电镜以及能谱和波谱分析手段详细研究了37CrMnM04钻杆接头生产过程中的缺陷问题,结果表明,37CrMnM04钻杆接头组织局部呈过烧状态,自由结晶面周围及晶界熔融处有P、Mo、Cr等元素的偏聚,由于钻杆接头材料中合金元素的偏析导致后续锻造过程中材料发生"形变过烧".

关键词: 钻杆接头 , 形变过烧 , 偏析

钻杆接头材料表面陶瓷复膜摩擦磨损行为

黄本生 , 刘阁 , 江仲英 , 卢东华

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.09.009

为了提高钻杆接头的耐磨损性能,选用由Ti、Cr、Al的氮化物、碳化物和氧化物所构成的金属陶瓷在钻杆接头材料(37CrMnMo)表面制备了多层陶瓷膜层。采用金相显微镜和扫描电子显微镜对金属陶瓷膜层的表面形貌及组织结构进行了分析。用 MS-T3000摩擦磨损试验仪对钻杆接头材料进行旋转摩擦试验,得到表面陶瓷涂层摩擦系数的变化规律,结合摩擦副表面形貌观察和磨屑成分分析,分析了表面陶瓷涂层的耐磨性,探讨了表面陶瓷涂层的动态摩擦磨损机理。结果表明,在摩擦的初始阶段,表面陶瓷涂层摩擦系数急剧增加,随后稳定于某一定值,并在该值附近波动,波动范围逐渐增大。随着磨球被磨平,磨损形式由点面接触磨损,逐渐转换为面面接触磨损,磨斑面积不断增大。摩擦磨损开始以磨粒磨损为主,随着摩擦过程中挤压的加剧和温度的升高,磨屑发生塑性变形,形成不断增厚的转移层,覆盖于对磨面上,阻碍陶瓷涂层与对磨件的直接接触,从而减轻陶瓷涂层的摩擦磨损。

关键词: 钻杆接头 , 金属陶瓷涂层 , 摩擦磨损性能

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