某气井超级13Cr完井管柱腐蚀及开裂原因分析

为了探究某气井超级13Cr完井管柱腐蚀及开裂的原因,通过腐蚀检测、裂纹分析等方法,对完井管柱腐蚀及裂纹问题进行了研究。研究结果表明,油管台肩面的局部腐蚀随着井深增加呈先增大后减小趋势,油管公扣与接箍连接处在拉应力下产生缝隙,流体在缝隙处滞留,发生缝隙腐蚀,井中部处于缝隙腐蚀的敏感区,腐蚀较严重。随井深增加,泥浆附着严重,阻挡了凝析水在内壁的附着,减缓了点蚀的发生,因此油管内壁点蚀深度随井深增加呈减小趋势,油管外壁点蚀无明显规律;超级13Cr材质和完井液的不匹配使油管在拉应力作用下发生应力腐蚀开裂,裂纹起源于外壁,呈树枝状、穿晶。     

模拟油田工况条件低Cr钢抗H2S应力腐蚀开裂行为研究

    运用四点弯曲试验方法,参照NACE 0177-2005标准研究了低Cr钢在模拟塔里木油田工况条件下的抗H₂S应力腐蚀开裂（SSC）行为.结果表明：经720小时试验后,0.5 Cr试样表面未发现宏观及微观裂纹,表现出良好的抗SSC能力,而普通3 Cr、5 Cr试样表面均发现宏观及微观裂纹,没有通过抗SSC性能检测;应从成分设计及适当的热处理等方面着手,获得理想的显微组织,来提高3 Cr、5 Cr钢的抗SSC性能.     

不同腐蚀条件下高强15Cr马氏体不锈钢表面状态表征

通过模拟酸化及生产工况条件下的鲜酸、残酸及地层水CO2腐蚀试验,研究高强15Cr马氏体不锈钢在不同条件下的腐蚀行为,利用电化学测试技术,探讨其在不同腐蚀环境中的表面(钝化)状态,并对其耐蚀性进行表征。结果表明:高强15Cr马氏体不锈钢在鲜酸中处于活化状态,均匀腐蚀速率极大,并且出现明显局部腐蚀;在残酸及地层水CO2腐蚀环境中,高强15Cr马氏体不锈钢处于钝化状态,其钝化膜具有双极性n-p型半导体特征,均匀腐蚀轻微,试样表面未出现明显局部腐蚀;相比于地层水CO2腐蚀环境,残酸溶液的pH值较低,高强15Cr马氏体不锈钢稳定钝化区范围显著减小,外层钝化膜掺杂浓度升高,平带电位正移,钝化膜的致密度下降,耐蚀性降低。在高强15Cr马氏体不锈钢油管的使用过程中,酸化压裂的鲜酸腐蚀是造成其发生腐蚀,特别是点蚀的主要原因。     

某油井修复油管断裂原因分析

某油井在起甩管柱时第329根修复油管发生断裂。通过化学成分分析、力学性能测试、断口宏微观分析、金相检验以及受力分析等方法,对该油管的断裂原因进行了分析。结果表明:该油管为过载断裂,油管管壁因修复过程及均匀腐蚀减薄严重,使其承载能力大大降低,从而导致其在提升过程中的较大载荷作用下发生过载拉伸断裂。     

SiC／Ti6A14V复合材料界面反应扩散系数和微观扩散机理

采用三元体系半无限扩散偶的高斯方法，求解了SiC／Ti6A14V复合材料界面反应层中相关元素的扩散系数，计算的浓度分布和实测值一致。碳原子通过反应层的扩散服从间隙扩散机制，硅原子的扩散为空位扩散机制。由于碳扩散的振动能最低并且跃迁距离最短，而供硅扩散的空位不足，碳和硅在反应产物TiC，中具有最小的内禀扩散系数，分别为8．9403×10^-16和4．7747×10^-16·m^2·s^-1。研究表明，在SiC／Ti6A14V复合材料界面反应的过程中，反应元素通过反应层TiCx的扩散是一个主要的控制步骤。     

Ti基复合材料制备及热处理条件下扩散连接的理论及实验研究

通过Ti6A14V／TA1扩散偶的制备及其热处理试验，运用OPM，SEM以及EDS技术对扩散连接区域的组织、形貌、成分进行分析。结果表明：扩散连接界面充分结合，合金元素A1和V从Ti6A14V侧向TA1侧扩散，而Ti原子向Ti6A14V侧扩散，其成分过渡区满足抛物线规律；同时，根据柯勒方程，借助米德玛生成热模型，从热力学上推导三元体系的计算公式，得出热力学相互作用因子，并根据求得溶质元素的互扩散系数，通过唯象公式的数值解法，得出扩散元素在连接界面处的理论浓度分布图：实验值与理论模拟结果吻合得很好，因此，能够很好的预测扩散连接界面相关元素的浓度分布。     

新型HFW焊管的耐腐蚀性能

目的 研究采用高频直缝焊接（HFW）制成新型含Cu焊管母材和焊接接头在硫酸盐还原菌（SRB）环境中的腐蚀行为,为含Cu焊管提供基础数据。方法 通过失重法获得含Cu钢母材、接头及对比材料L360在SRB中的腐蚀速率,采用光学电子显微镜（OM）和透射电子显微镜（TEM）研究了含Cu钢的微观组织结构和析出相成分。通过扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜对腐蚀后的表面腐蚀形貌、细菌形貌和点蚀深度进行分析,利用EDS区域扫描和面扫描对腐蚀产物成分及元素分布状态进行分析。结果 新型含Cu钢金相组织为粒状贝氏体、多边形铁素体和少量的珠光体,透射电镜观察发现表面析出了大量弥散分布的ε-Cu相。在SRB环境中,含Cu钢母材、焊接接头和L360的腐蚀速率分别为0.007 1、0.0239、0.010 0 mm/a。通过腐蚀产物、细菌分布及形态的扫描电镜观察发现,在含Cu钢母材表面未发现结构完整的生物膜,腐蚀介质中的材料表面水解产生的Cu离子有效破坏腐蚀初期快速附着在金属表面的生物膜,从而形成“包状物”残留在金属表面,附近发现萎缩和组织液溢出的细菌,含Cu钢焊接接头焊缝区域生物膜结构完整,有大量细菌吸附且生物活...     

咪唑啉和季铵盐类缓蚀剂对P110S钢的缓蚀作用和机理研究

采用失重法、极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和扫描电镜(SEM)研究了咪唑啉和季铵盐缓蚀剂在H_2S/CO_2环境中对P110S钢的缓蚀作用和缓蚀机理。结果表明,咪唑啉缓蚀剂和季铵盐缓蚀剂均为阳极型缓蚀剂;在120℃,H_2S分压为0.55 MPa、CO_2分压为0.80 MPa的环境中,两种缓蚀剂均有一定的缓蚀作用,能有效抑制P110S钢的腐蚀;添加浓度为200 mg·L~(-1)时,咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效率可达87.23%。     

在模拟油田腐蚀环境中P110钢的CO2腐蚀规律

在模拟塔里木油田的CO2腐蚀环境中，研究了P110油井管钢的腐蚀规律，得到了不同温度、CO2分压和流速下，P11O油井管钢的腐蚀速率及其最大发生条件。文章分析了试验结果．指出了经典理论与该试验结果之间的差别。新的结论是在任何温度下，CO2对P11O油井管钢表面都会产生局部腐蚀，腐蚀速率发生转变的温度随腐蚀环境和材料特性而变；温度是影响腐蚀产物膜成分和生成速度的关键因素．也是影响腐蚀速率的关键因素。     

SiC/Ti6Al4V复合材料界面反应产物的形成序列及扩散路径

通过SiC/Ti6Al4V钛基复合材料的制备及在不同条件下的热处理试验，利用SEM，EDS及XRD分析技术研究复合材料界面反应产物相的形成及反应元素的扩散路径。结果表明：反应元素如C，Ti，Si在界面反应层中出现浓度波动，合金元素Al并没有显著扩散进入界面反应产物层，而是在界面反应前沿堆积，其界面反应产物被确认为Ti3SiC2，TiCx，Ti5Si3C，和Ti3Si；在界面反应初期，存在着TiC＋Ti5Si3Cx双相区，当形成各界面反应产物单相区时，SiC／Ti6Al4V复合材料界面反应扩散的完整路径应为：SiC ｜ Ti3SiC2 ｜ Ti5Si3Cx ｜ TiCx ｜ Ti3Si｜ Ti6Al4V＋TiCx；界面反应产物层的生长受扩散控制，遵循抛物线生长规律，其生长激活能Q^k及k0分别为290.935 kJ·mol^-1,2.49× 10^-2 m·s^-1/2.