牙轮钻头滑动轴承稀土CNSB多元共渗工艺

牙轮钻头滑动辆承的发展趋向是“以硬代软”,凡能提高材料硬度和减小摩擦副材料之间亲合粘结力的热处理方法,均可提高其抗胶合性能。文中介绍了滑动轴承材料１５ＣｒＮｉ３ＭｏＡ钢试件碳、氮、硫、硼多元共渗工艺。通过显微组织、显微硬度及摩擦学性能测试表明,稀土多元共渗渗层相结构及硬度分布恰恰有利于提高１５Ｃ钢的抗粘着磨损能力。该工艺用于牙轮钻头滑动轴承是可行的。     

新型非密封滑动轴承牙轮钻头的试验研究

密封滑动轴承牙轮钻头的密封圈工作条件恶劣,极易损坏;密封圈占据了轴颈的一部分空间,使钻头承载能力减小,这些都降低了钻头的使用寿命。通过滑动轴承失效原因的分析,提出非密封滑动轴承牙轮钻头的轴承表面应采用硬度大、热稳定性好的材料,轴承摩擦副应采用硬-硬配对方式。经过对WC-Co类硬质合金材料力学性能和摩擦学性能分析,用新的轴承结构解决了硬质合金脆性问题,并研制出新型非密封硬质合金滑动轴承牙轮钻头。室内试验表明,硬质合金摩擦副具有良好的抗磨粒磨损能力,可用于牙轮钻头非密封滑动轴承的滑动表面。现场初步试验证明,新型非密封硬质合金滑动轴承牙轮钻头具有良好的应用前景,是发展高速滑动轴承牙轮钻头和小尺寸滑动轴承牙轮钻头的有效途径。     

TiN/TiSiN复合涂层的耐磨性能研究

根据Archard磨损理论推导牙轮钻头滑动轴承摩擦计算公式,在CVD装置中生成滑动轴承摩擦面上的TiN/TiSiN复合涂层,并通过万能摩擦磨损试验机进行试件试验.试验结果表明,TiN/TiSiN复合涂层可以有效提高牙轮钻头滑动轴承耐磨性,延长其使用寿命.     

滑动轴承钻头牙掌渗硼工艺试验研究

<正> 一、渗硼钻头研制概况 国内外的滑动轴承牙轮钻头,大多都是在牙掌轴颈上堆焊耐磨合金,在牙轮大孔内镶焊减磨合金。这种轴承在密封完好时有较高的使用寿命,但对摩擦副有不利影响;一是轴承对转速很敏感,在高转速下使用容易咬粘,这就限制了机械转速的提高;二是堆焊的耐磨合金价格昂贵,堆焊及车、磨加工难度较大,因此钻头成本较高。     

牙轮钻头轴承用GW50合金渗硼及性能分析

牙轮钻头滑动轴承的主要失效形式是胶合和磨粒磨损。钢结硬质合金GW50的力学性能介于硬质合金和合金钢之间，具有较高的弹性模量、硬度、抗弯抗压强度、冲击韧性和较好的冷热加工性能。试验分析表明，经料浆渗硼处理后，可进一步提高GW50钢结合金的表面硬度和耐磨性能，表面硬度可达1700HV0.2，弹性模量和冲击韧性值增加，摩擦系数更低，具有更好的综合性能，用于牙轮钻头滑动轴承是可行的。今后发展高速、重载和高寿命牙轮钻头的关键在于从轴承结构、材料和工艺寻找突破口。     

含渗碳层和铜合金牙轮钻头轴承的面接触分析

应用ANSYS的参数化设计语言APDL, 研究了牙轮钻头滑动轴承表面渗碳层和镶嵌的铜合金对轴承强度的影响。首先建立了牙轮钻头滑动轴承三维接触有限元模型, 然后利用网格划分技术分别对其表面渗碳层、镶嵌的铜合金和钻头本体进行网格划分和单元属性定义, 最后施加边界条件进行接触有限元分析求解。结果表明, 轴承接触应力峰值和Mises应力峰值位于铜合金和渗碳层结合部位。这一现象与实际使用的牙轮钻头滑动轴承失效的部位相吻合, 说明接触有限元分析的结果是正确可靠的。     

浅谈抽油泵的热处理及耐磨性

对４５号钢抽油泵泵筒进行表面淬火、表面化学处理和表面涂敷处理后进行的耐磨试验表明，硼铬复合渗是提高泵筒耐磨性的最佳处理工艺，其余依次为双相渗硼、单相渗硼、镀硬铬、３８ＣｒＭｏＡｌ离子氮化和淬火＋回火。在滑动摩擦条件下，４５号钢渗硼的耐磨性比渗碳的耐磨性高３￣５倍，比碳氮共渗高０．５￣２倍。比淬火＋低温回火高３倍，比渗氮高６倍。渗硼层在８００℃以内有良好的抗氧化性能。     

牙轮钻头滑动轴承套的硼化处理

由于某些旧工艺制成的钢衬套曾产生严重的磨损和咬合,因此,降低了滑动轴承的寿命。本发明为一种新的改进了的牙轮钻头的滑动轴承。此轴承包含一个具有优良抗磨性能的硼化抗磨表面的金属衬套。因此,在钻进过程中不会发生咬合。图1为牙轮钻头轴承结构的详细局部剖面图,其轴承衬套24压入牙轮的孔25内,与     

度量牙轮钻头滑动轴承粘着磨损失效的新准则

以现场失效的牙轮钻头滑动轴承解剖分析为依据 ,从理论上分析了其磨损失效过程 ,然后分析了影响牙轮钻头滑动轴承失效的主要因素 :摩擦系数、轴承配合接触表面压力的大小和分布以及相对运动速度等。最后对经典的混合摩擦滑动轴承的失效校核条件进行了改进 ,针对低速重载的牙轮钻头滑动轴承的特殊工况 ,提出了一种度量其失效的新判据。该判据的理论依据是牙轮钻头滑动轴承的局部摩擦能量损失不能超过其材料所规定的能量集度。     

牙轮钻头滑动轴承材料抗胶合性能的试验研究

严重的粘着磨损，即胶合，是三牙轮钻头滑动轴承最主要的失效形式，是影响钻头工作寿命和机械钻速的制约因素，在工况条件相同的前提下，评价牙轮钻头滑动轴承材料抗胶合性能的参量应该是压强与滑动速度乘积的极限值，滑动摩擦因数和粘着磨损量，现文介绍并研究了几种材料这３个参量的测试方法及结果，该方法用于评定牙轮钻头滑动轴承材料的抗胶合性能是可行的，也可用于评定共它金属或合金的抗胶合性能。     

川南长宁地区五峰组—龙马溪组页岩脆性特征

脆性是页岩气储层地质评价的重要内容。以露头和钻井资料为基础,提出基于“石英、白云石和黄铁矿”3种矿物的脆性指数计算方法,并结合弹性参数脆性指数法对川南长宁地区五峰组—龙马溪组页岩脆性特征进行了定量评价;在此基础上着重分析了脆性指数与矿物组成和有机碳含量的相关性;应用“矿物三端元+沉积微相”法,在有利岩相研究的基础上,综合页岩脆性特征对研究区“甜点层”进行了进一步的优选。结果表明：研究区五峰组—龙马溪组底部厚度约30~40m的页岩段脆性最好,矿物脆性指数达50%~75%,杨氏模量平均为37.84GPa,泊松比平均为0.19,弹性参数脆性指数平均为61%,且自下而上脆性变差;脆性指数与矿物组成和有机碳含量的相关性显著,反映了沉积环境对页岩脆性特征的重要影响;长宁地区的“甜点层”为深水陆棚发育的硅质页岩相和钙质硅质混合页岩相,平均脆性指数大于50%,平均有机碳含量大于3%,分布于五峰组至鲁丹阶中下部,累计厚度约为42m。     

联邦德国曼内斯曼5inG105钻杆接头失效分析

联邦德国曼内斯曼5inG105钻杆接头,在使用过程中因螺纹表面摩擦发热形成脆性的二次淬火马氏体层。裂纹首先在该层产生。这些钻杆接头因热处理工艺不当而具有回火脆性,以致接头材料抗裂纹扩展能力降低,二次淬火层产生的裂纹乃迅速扩展,最终引致钻杆接头的刺穿。     

BRITTLENESS OF ORGANIC BINDERS AFTER REPEATED TENSION AT NEGATIVE TEMPERATURES

Under real conditions of road pavement operation the films of organic binders are subjected to repeated tensile deformations, in particular, at negative temperatures. In the paper, an attempt to use Fraas apparatus not only for determining the brittleness temperature of binders but also for estimating their long-term strengths at negative temperatures under conditions of repeated tension at bending has been realized. One has investigated bitumens of BND 40/60; 60/90; 90/130 grades and polymer bitumen binders on their base with 2.0; 3.5; 5.0% of block copolymer of SBS type and of DST-30R-01 grade and 20% of plasticizer-industrial oil. For all specimens the Fraas brittleness temperature and also the temperature at which a binder layer on the metal plate cannot withstand 200 cycles of bending tension without developing a large crack have been determined. For bitumens this temperature is 5 to 7°C higher than the corresponding britteness temperature. A polymer bitumen layer withstands 200 cycles of bending tension at the temperature which is 1°C higher than the corresponding Fraas brittleness temperature. The Fraas temperature of the pre-loaded specimen decreases in specific cases by 20°C. It is shown that the crack resistance of polymer bitumen binders is significantly higher and that of bitumens is lower than it is expected according to the procedure of determining the Fraas brittleness temperature. The crack resistanse of the polymer-bitumen binder specimens in the process of loading at negative temperatures increases.     

西233区长7致密储层三维脆性分布特征

明确致密储层的三维脆性分布特征,有助于压裂层段优选和压裂施工设计。文中以鄂尔多斯盆地西233区长7致密储层为研究对象,利用岩心矿物组分、岩石力学化验分析和地球物理测井资料,在岩心刻度测井的思想指导下,对研究区目的层的矿物组分、弹性模量、泊松比进行了处理解释,构建了基于矿物成分-力学参数的脆性指数计算模型;基于脆性指数,采用三维地质建模的思想,构建了脆性指数三维分布模型,进而刻画了脆性三维分布特征。研究结果表明:西233区长7致密储层脆性分布连片性较差,整体上脆性受储层岩性和非均质性影响较大;脆性发育区向西南方向延伸,并演化为西北、西南和东南方向3条次级脆性发育带,南部脆性连续性较差,整体上呈现出较强的脆性非均质性。     

吉木萨尔凹陷芦草沟组储集层脆性特征

吉木萨尔凹陷芦草沟组储集层岩性复杂,岩石脆性对产能影响显著.在矿物学、力学参数及能量演化特征分析的基础上,应用层次分析法,提出适合芦草沟组储集层的脆性评价新方法,对比不同岩性的脆性特征.结果表明:吉木萨尔凹陷芦草沟组储集层黏土矿物含量较少,脆性矿物各成分含量接近,矿物成分脆性指数难以准确评价其脆性;储集层非均质性强,不...     

Pre-stack basis pursuit seismic inversion for brittleness of shale

Brittleness of rock plays a significant role in exploration and development of shale gas reservoirs. Young’s modulus and Poisson’s ratio are the key parameters for evaluating the rock brittleness in shale gas exploration because their combination relationship can quantitatively characterize the rock brittleness. The highvalue anomaly of Young’s modulus and the low-value anomaly of Poisson’s ratio represent high brittleness of shale. The technique of pre-stack amplitude variation with angle inversion allows geoscientists to estimate Young’s modulus and Poisson’s ratio from seismic data. A model constrained basis pursuit inversion method is proposed for stably estimating Young’s modulus and Poisson’s ratio. Test results of synthetic gather data show that Young’s modulus and Poisson’s ratio can be estimated reasonably. With the novel method, the inverted Young’s modulus and Poisson’s ratio of real field data focus the layer boundaries better, which is helpful for us to evaluate the brittleness of shale gas reservoirs. The results of brittleness evaluation show a good agreement with the results of well interpretation.     

陆相富有机质页岩脆性评价方法优选与应用

页岩脆性是影响压裂裂缝规模、决定页岩滞留烃能否可动的关键指标之一,是页岩油平面甜点区、水平井钻探甜点靶层、压裂甜点段评价的主要参数之一。通过沧东凹陷孔二段17块页岩样品的X衍射矿物分析、有机碳分析以及岩石三轴力学实验,建立了以长英质矿物、碳酸盐、黏土、有机质为骨架的页岩脆性地质模型和5个基于矿物成分的页岩脆性评价公式。通过与力学参数脆性公式对比分析,优选出综合考虑页岩总有机碳含量、不同矿物脆度的脆性评价新方法以及简化的TOC、黏土两项关键参数的脆性评价方法,前者适用于XRD分析矿物成分资料丰富的层段,后者适用于测井评价。应用矿物含量法评价G108-8井孔二段C6层脆性,并结合含油性优选出高脆、高含油或中等含油的页岩作为工程-含油双甜点,Z1608和GX5井的试油结果验证了上述脆性评价方法在页岩油勘探中的有效性,为页岩油甜点段和压裂方案的设计提供了重要参考。     

基于成像矿物谱的页岩气储层脆性指数计算方法——以四川盆地南部下志留统龙马溪组为例

页岩气储层脆性指数是页岩气藏压裂方案设计所需的核心参数之一,但目前获取该指数的方法成本较高、耗时耗力且过分依赖于取心资料。为了解决上述问题,以四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩气储层为研究对象,首先对该区的成像测井数据进行分析和校正、进行图像的直方图加强,将成像测井图像刻度为成像矿物谱;然后基于正态分布理论,并结合实验分析数据,通过解析成像矿物谱,获得了页岩气储层矿物含量;进而结合裂缝特征等建立了脆性指数的计算模型,形成了矿物含量及脆性指数的计算方法(以下简称新方法),并在该区的多口页岩气井进行了验证。研究结果表明:①新方法具有成本较低、适用性强、计算精度和实用价值较高等优点;②较之于目前常用的方法,新方法数据资料具有普遍性、脆性指数计算结果具有连续性;③新方法能够精确地反映层理、薄层及局部岩性变化等对脆性指数的影响,对于页岩气储层脆性及可压裂性评价有着重要的参考作用;④现场应用效果表明,新方法计算结果与实钻结果吻合程度高,该区多口井测试均获得了页岩气工业产能。结论认为,新方法为海相页岩气储层压裂优选评价提供了技术支撑。     

涪陵页岩气田焦石坝区块页岩脆性指数地震定量预测

为了确定四川盆地涪陵页岩气田焦石坝地区页岩储层相对高脆性层段及压裂有利区,研发了适应于复杂构造应力环境的多参量页岩脆性指数的地震定量预测技术。首先通过对构造、岩石矿物组分、岩心裂缝发育程度、测井、地震等资料的综合分析,明确了构造挤压应力对岩石脆性特征的影响作用;然后在Rickman公式的基础上,引入反映横向剪切应力—应变作用的剪切模量,构建了基于杨氏模量、泊松比、剪切模量×密度的新脆性指数预测模型;最后结合基于矿物组分的弹性岩矿脆性指数法可精确计算全井段脆性指数的优势,形成了适应复杂构造应力环境的多参量页岩脆性指数定量预测技术。应用效果表明:(1)利用该技术预测的结果与未参与建模探井的脆性指数计算结果吻合较好,相对误差在4%以内,证明该技术是可靠的;(2)焦石坝地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组优质页岩的脆性指数具有自上而下逐渐增高的趋势且横向上分布稳定,其中五峰组—龙马溪组一段一亚段的脆性指数为最高,是水平井穿行与压裂的最有利层段。     

沁水煤田石炭系—二叠系煤系地层页岩气开发潜力评价

通过对采集自沁水煤田27口钻孔695块山西组-太原组泥页岩岩心样品开展总有机碳含量(TOC)、岩石热解、有机质成熟度和全岩X-射线衍射等实验,分析了煤系泥页岩的有机地球化学及矿物组成特征。结果表明:海陆交互相煤系泥页岩TOC平均值大于2.0%,中-好等烃源岩主要集中在第Ⅱ层段;泥页岩以Ⅲ型干酪根为主,热演化程度主要处于过成熟阶段,转化率程度高;沁水煤田泥页岩主要为黏土质泥页岩,矿物组成以高黏土、低硅质矿物为特征,黏土矿物中高岭石富集;基于矿物组成法计算泥页岩脆性指数主要分布在30%~50%之间,平均大于40%,脆性指数Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ(第Ⅰ层段为K8-3^#煤,第Ⅱ层段为3^#煤-K4灰岩,第Ⅲ层段为K4灰岩-15^#煤,第Ⅳ层段为15^#煤-铁铝岩段);气测异常层、含气层和气层厚度比例分别为4.78%、33.38%、61.83%,气测显示以气层为主,气测显示级别Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ。综合煤系泥页岩厚度、有机质丰度、脆性特征和含气性特征等评价了各层段页岩气的勘探开发潜力有利顺序依次为Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ。