固态流化采掘海洋天然气水合物藏破碎参数的优化设计

选取合理的采掘破碎工艺参数和喷嘴结构参数,是实现海洋天然气水合物(以下简称水合物)藏固态流化商业化采掘的关键之一。为了分析实际工程中影响水合物射流破碎效率的因素,依托室内实验和中国南海北部荔湾3站位现场试采取得的数据,以产气量12×10~4 m~3/d作为水合物商业开采目标,采用k—ε湍流模型开展了不同喷嘴直径、泵压等参数情况的仿真模拟分析。研究结果表明:(1)确定了水合物射流破碎临界速度为24 m/s时的喷嘴直径、泵压、排量关系曲线;(2)满足商业开采的单日水合物沉积物采掘量的破碎速度为2.48 m~3/min,其所对应的射流破碎孔径为800mm;(3)在喷嘴直径确定的情况下,直接提升射流排量和泵压会对工艺流程中其他零部件造成一定的损害。结论认为,所优选出的海洋非成岩水合物藏固态流化商业化采掘破碎的设计参数,为固态流化开采水合物破碎参数的优化设计提供了帮助。     

盘式钻头齿面强化试验

用球状烧结碳化钨取代粒状铸造碳化钨 ,加入一定量的自熔性合金 ,自制薄管焊条 ,分析了焊条的组成、性能和耐磨性。并对盘式钻头进行齿面强化试验。研究表明 ,自制薄管焊条流动性好 ,焊件耐磨性高 ;盘式钻头齿面强化后 ,台架试验证明钻井效果明显     

不同铬含量耐候钢在高湿热模拟环境中的耐腐蚀性能

采用周期轮浸加速腐蚀试验箱模拟南海高湿热环境,在该环境中对2种铬质量分数(1.990%,3.194%)耐候钢进行周浸腐蚀试验,对周浸腐蚀不同时间的耐候钢进行了电化学试验,研究了不同耐候钢的耐腐蚀性能并与Q235钢(铬质量分数0.164%)的进行了对比。结果表明:铬含量越高,试验钢的腐蚀速率越小;在腐蚀初期,铬质量分数3.194%钢的自腐蚀电流密度最小,容抗弧半径较大,电荷转移电阻和总电阻(锈层电阻+电荷转移电阻)最大,耐腐蚀性能最好;在腐蚀后期,由于出现腐蚀加速现象,铬质量分数3.194%钢的锈层电阻、电荷转移电阻和总电阻均小于铬质量分数1.990%钢的。     

钻井机器人的连续油管钻压和钻速控制模型

连续油管钻井机器人利用机身内外的钻井液压力差作为动力源，可在牵引连续油管的同时加载钻压。以钻井机器人为基础，建立连续油管钻柱动力学模型，并推导出通过钻井液排量控制钻压和钻速的单参数控制数学模型；对钻井机器人引入调速回路，建立具有调速功能的钻柱动力学模型；在溢流阀调定压力大于机身内外压差时，推导出利用钻井液排量和节流阀流通面积两种参数控制钻压、钻速的数学模型，在溢流阀调定压力小于机身内外压差时，推导出利用钻井液排量、节流阀流通面积和溢流阀调定压力3种参数控制钻压、钻速的数学模型；以11.43 cm（4.5英寸）井眼为例，对上述3种数学模型进行了分析。分析结果表明：钻压、钻速随钻井液排量的增加基本呈线性增加，在钻井液排量大于0.005 m³/s时，钻井机器人能够向前爬行，在钻井液排量大于0.005 7 m³/s时，钻头能够正常钻进；调节节流阀流通面积和溢流阀调定压力，可以在一定范围内无级调钻压和钻速；3种控制方法相结合，可以实现小排量、大钻压，及大排量、小钻压等钻井参数的控制。以控制模型为基础，针对不同井下工况建立钻进工艺的专家数据库，以钻井机器人为"大脑"，结合井下随钻测量数据就能够实现闭环控制，自动钻进。     

轧制工艺对中碳锰钢的组织影响

采用热模拟单道次压缩试验研究了形变温度、形变量及冷却速率对中碳锰钢的组织影响.结果表明:在高于A<,3>点(779℃)的形变过程中,珠光体体积分数随形变温度的降低先增后减,且在860℃附近出现极大值.试样在860℃形变后,随形变量的增加,珠光体体积分数逐渐减小;而随冷却速率的提高(≤20℃/s),奥氏体会发生伪珠光体转变,珠光体体积分数呈递增的趋势,同时铁索体晶粒得到细化且主要沿晶界分布,因此通过合理控制形变参数及冷速可获得较理想的铁素体+珠光体组织,提高材料的性能.     

热处理工艺对低碳Si-Mn系TRIP钢组织和性能的影响

采用定量彩色金相、X射线衍射和拉伸试验等方法,研究了热处理工艺及不同的冷轧压下率对低碳Si-Mn系TRIP钢组织和力学性能的影响.结果表明,对于不同的退火温度,再结晶铁素体和二次铁素体的含量不同.当冷轧压下率为55%时,经820℃×110 s+410℃×440 s热模拟工艺后,实验钢中铁素体量约为60%,贝氏体和马氏体量约为34%,残余奥氏体含量约为6%,残余奥氏体的碳含量为1.3%,可以获得好的相变诱发塑性及好的强韧性配合.     

一种井控节流阀防刺短节的特性分析

节流阀是钻井井控管汇中的关键设备,现场应用中常因阀座、阀心的冲蚀磨损而失效,给井控带来了很大的安全隐患。防刺短节就是针对此问题而设计的。采用三维流场分析的方法,对带和不带防刺短节的楔形节流阀的流量特性进行对比分析。分析结果表明,防刺短节可以减小壁面上的流体速度进而减小壁面的冲蚀;防刺短节的节流效果不明显,其对节流阀的压力控制没有明显变化;加防刺短节后,流线复杂,流场漩涡增多,可能会产生振动和噪声。最后提出用普通碳钢材料来制造短节合金头以降低成本。     

煤层气欠平衡钻井无线多参数监测系统设计

针对煤层气欠平衡钻井作业的现场特点,设计了一套基于无线通信的多参数监测系统。该系统通过钻井现场设置的5个数据采集从站实时采集反映施工概况的11项重要工艺参数,采用射频通信技术完成采集从站与基站之间的数据传输。为了消除现场多重干扰因素的影响,通过硬件和软件2方面抗干扰技术设计,确保了系统的稳定运行。样机现场试验表明,该系统数据采集准确,在无干扰的情况下,系统可靠通信距离能达到150 m,在150～170 m距离通信出现时断时续的情况,大于170 m通信中断;在钻井现场无线通信正常,最远井场内实测通信距离达到70m,能够满足煤层气欠平衡钻井作业现场需要。     

X90管线钢的组织和性能特征

借助金相电镜、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)系统研究了第三代X90多相组织管线钢的显微组织和性能,并对试制的X90管线钢板/管各项性能进行了统计分析。结果表明:复合添加Nb、Mo、Ti微量合金元素,配合轧制和多相组织调控工艺可以生产出细化的"软硬相"匹配良好的铁素体、贝氏体、M-A岛等多相多尺度混合组织,组织中"软硬相"比例约为3∶2;所开发的多相组织X90管线钢晶粒度达到12级,大角度晶界达到80%,屈强比在0.85以下,均匀伸长率在7.5%以上;经过试制管后,钢板/钢管性能变化稳定,成形性能优异,焊接性能良好,实现了第三代X90管线钢的工程应用。     

咪唑啉与亚磷酸二乙酯复配对环烷酸腐蚀的缓蚀机理

稠油中的环烷酸时常减压装置有较强的腐蚀,必须进行防护,加注缓蚀剂是较为理想的办法.将咪唑啉和亚磷酸二乙酯进行复配,研究其在高温(280℃)下对常减压装置的缓蚀性能.结果表明:280℃,咪唑啉和亚磷酸二乙酯质量比为2:1,复配缓蚀剂的加入量为质量分数0.1%时缓蚀效率最大,达到91.55%.咪唑啉和亚磷酸二乙酯都是吸附膜型缓蚀剂,其质量比2:1时咪唑啉分子在金属表面形成疏松网状的有机吸附膜,高温下亚磷酸二乙酯在这层膜的基础上又生成一层坚韧的吸附覆盖膜,具有较好的缓蚀效果.