CH4在PVDF中渗透行为及机理的分子模拟研究

采用巨正则蒙特卡洛法(GCMC)和分子动力学法(MD)相结合的方法模拟研究了典型气体CH4在聚偏氟乙烯(PVDF)中的吸附扩散行为,探讨了温度及压力对气体吸附扩散能力的影响,分析了CH4在PVDF中的吸附位点及扩散轨迹.模拟结果表明,CH4在PVDF中的溶解系数、渗透系数随温度的升高先增大后减小,随压力的升高而增大;扩...     

基于RFID技术的石油钻具管理系统研制

为了提高钻具管理的信息化水平,研究了基于RFID技术的钻具信息采集管理系统。选择适用于钻杆的超高频RFID标签作为信息载体,采用有限元方法分析了标签安装孔对钻杆强度的影响;以超高频RFID读取技术为基础,构建了环形阵列天线结构的信息采集硬件系统,天线阵列发出的读写信号能够全向覆盖钻杆;采用.NET技术构建远程信息管理系统,实现了钻具信息采集、存储的远程无人值守;环形阵列天线及读写器安装在钻井平台下方,起下钻作业时钻杆穿过环形阵列天线,即使不知道RFID标签埋入位置也能采集到钻杆信息,通过Web端即可管理钻杆信息。试验结果表明,在RFID芯片位置未知的情况下,钻杆以0～2.00 m/s的速度运动时,系统能准确无遗漏地采集钻杆信息。基于超高频RFID技术的钻杆管理系统的研制,为石油钻具管理信息化提供了有效途径。      

某含硫油田20G集输干线内腐蚀穿孔原因分析

为了探究某含硫油田20G集输干线内腐蚀穿孔原因,通过宏观形貌观察、尺寸测量、化学成分分析、金相检验、力学性能测试及腐蚀形貌观察和腐蚀产物分析等方法,并结合该管段的生产标准和现场服役工况进行了分析。结果显示:该20G集输干线材质无异常,符合相关标准要求;失效管段的腐蚀产物化学成分为C、O和Fe,还有少量的Cl和S。分析表明:该管线的输送介质流速过低,致使管道底部长期积水,使得介质中的CO₂、H₂S和少量溶解氧对管线底部产生腐蚀,其中采出水中高浓度的Cl-促进了点蚀的形核和发展,最终导致穿孔。针对此类低压、低流速、高腐蚀性含水原油管道,建议排查管道的输送路径,防止带入空气,如改进工艺流程和采用除氧后的水清管等,并且适当提高流速,减少管线积液。     

Effect of YSZ-incorporated glass-based composite coating on oxidation behavior of K438G superalloy at 1000 °C

A glass-based composite coating incorporating YSZ particles was prepared by sintering on K438G superalloy substrates. The YSZ additions increased the cyclic oxidation resistance at 1000 °C, while the formation of zircon resulting from interfacial reactions between YSZ and the glass matrix worked reversely. Besides, the YSZ inclusions changed the crystallization behavior of the glass matrix, and only anorthite precipitated during cyclic oxidation. Due to the synergy of sand-blasting and sealing effect of the glass-based coating, the oxidation behavior of K438G was changed and a layer of alumina instead of chromia formed at the substrate/coating interface. Furthermore, a gahnite layer formed at the alumina/gahnite interface because of interfacial reactions between alumina and the glass matrix, leading to the formation of a bi-layered thermally grown oxide. Thus, the alumina layer was protected from the attack of the active glass matrix. Accordingly, the coated K438G superalloy exhibited satisfactory oxidation resistance at 1000 °C.     

高Nb X80管线钢焊接热影响区显微组织与韧性

为研究Nb含量对焊接热影响区微观组织和性能的影响,采用熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)和手工焊条电弧焊(shielded metal arc welding,SMAW)对0.055%Nb和0.075%Nb含量的X80钢管进行环焊. 采用夏比冲击试验和金相分析方法,研究热影响区的微观组织差异和夏比冲击韧性. 并借助扫描电镜和超高温激光共聚焦显微镜分析不同Nb含量X80管体的微观组织对热影响区性能的影响. 结果表明,在0 ℃和−20 ℃时,0.075%Nb和0.055%Nb的X80钢管GMAW环焊接头热影响区均具有较高的冲击韧性,其平均冲击吸收能量均高于150 J. 其中0.055%Nb略高于0.075%Nb的GMAW环焊接头热影响区夏比冲击吸收能量;焊接热输入较低时,0.055%Nb低于0.075%Nb的X80环焊接头粗晶区的韧脆转变温度,具有更好的低温韧性. 焊接热输入较高时,0.075%Nb的X80环焊接头粗晶区具有更高的上平台冲击吸收能量,且上平台温度和韧脆转变温度也更低,其低温韧性也更优异;还发现了X80环焊接头热影响区的冲击韧性不仅与热输入量和热影响区马氏体−奥氏体组织(M-A)的形状、大小、分布有关,而且还受管体中Nb含量、原始的强度与韧性、微观组织状态的遗传影响.

     

J55 LC套管断裂失效原因分析

针对油田生产过程中油套管断裂失效的问题,通过对失效管体尺寸测量、断口宏观和微观形貌分析以及管材理化性能检测等方法,对某公司J55 LC套管发生断裂失效的原因进行了分析。结果显示,断裂套管的化学成分、拉伸性能、金相组织、套管螺纹参数均符合相关标准要求,套管螺纹断裂失效位置正好处于螺纹啮合后全长上的齿面接触应力最大的部位,接触应力不当是引起套管断裂失效的主要原因。分析结果表明,套管断裂的主要原因为现场上扣作业控制不当,造成螺纹粘着磨损,使套管表面产生大量微裂纹,进而在螺纹接触应力最大处发生脆性断裂     

某G105钻杆管体刺穿失效原因分析

针对某井G105钻杆管体刺穿失效问题,通过化学成分分析、力学性能测试、金相检测、扫描电镜（SEM）等手段,对该失效钻杆管体刺穿失效原因进行综合分析。结果表明,钻杆管体刺穿的主要原因是在交变载荷作用和Cl-作用下,钻杆外表面腐蚀坑底的裂纹萌生并加速扩展,当裂纹扩展穿透整个壁厚时,高压钻井液从内孔刺出,形成冲蚀,导致管体刺穿失效。最后指出,应加强对同批钻杆的无损探伤检验,避免带腐蚀疲劳微裂纹的钻杆下井使用。     

基于应变设计的高强钢管道环缝焊接技术

在复杂地形地貌、地震断裂带和海洋环境等情况下的管道敷设通常采用基于应变的设计方法,这对管道环焊缝的性能提出了特殊的要求。为了掌握基于应变设计条件下高强度管道的环缝焊接技术,设计了FeNi合金焊丝,制定了焊接工艺,进行了环缝焊接试验,并对焊缝金属的力学性能进行了检测。结果表明,所焊环焊缝的性能满足基于应变设计的X80高强钢管道环焊缝的强度与韧性要求,焊缝强韧匹配度较好,且具有大的缺陷容限和高的抗大应变能力。