37CrMnMo钻杆接头裂纹原因分析

调质热处理后的某37CrMnMo钻杆接头,在磁粉检测时发现部分接头存在裂纹。为了查明该批钻杆接头裂纹产生的原因,对接头及裂纹处的化学成分、金相组织、力学性能及裂纹形貌等进行分析。分析结果表明:该批钻杆接头在锻造时,因中频感应加热炉加热的毛坯温度较高,使其出现严重的过热甚至过烧现象,造成合金元素沿晶界偏析与晶界弱化,而且在后续的热处理过程中未完全消除,从而在随后的调质过程中产生裂纹。建议生产时加强对锻造钻杆接头坯料化学成分的检验,严格监控钢坯的加热温度、保温时间,并合理选择工艺参数,以防止过烧,并提高产品质量。     

37CrMnMo钢热处理工艺研究与优化

运用正交试验方法和回归分析研究了37Cr Mn Mo钢热处理工艺参数与力学性能的关系。结果表明,影响材料力学性能的主次因素顺序为:回火温度回火时间淬火保温时间淬火温度。通过回归分析得出材料力学性能和热处理工艺参数之间的关系,并获得最优工艺参数为淬火温度890℃,淬火保温时间50 min,回火温度580℃,回火时间60 min。经试验验证,优化后的热处理工艺使材料力学性能得到较大提高。回归值与实测值吻合较好。     

回火温度对37CrMnMo钢冲击性能的影响

通过冲击、拉伸试验、光学显微镜和扫描电镜,研究了钻杆接头用37CrMnMo钢在不同回火温度下的显微组织形貌及强度和冲击性能的影响的变化规律。结果表明,37CrMnMo钢经水淬后于500～640 ℃回火后得到回火索氏体,随回火温度的上升其抗拉强度与屈服强度由平缓降低变为陡降趋势。500 ℃的回火组织中碳化物呈现层片状分布,冲击吸收能量为30.94 J;600 ℃回火后碳化物呈均匀弥散分布,冲击吸收能量为117.49 J;经过640 ℃回火后,显微组织中碳化物粗化,直接导致冲击吸收能量下降。故37CrMnMo钢试样在870 ℃淬火后于不同温度回火,碳化物的形貌对其强韧性起着关键作用。     

37CrMnMo钢管径向摩擦焊接头组织与性能

在优化焊接工艺参数下实现了45钢径向环与37CrMnMo钢管的径向摩擦焊接.试验结果表明,径向环发生了强烈地塑性变形,焊缝表面有明显的氧化色,管体上具有很窄的热影响区.焊缝抗剪强度平均达401 MPa,略高于径向环母材.硬度从焊缝结合界面向两侧的径向环和管体母材逐渐降低.焊缝剪切断口平滑,呈现明显的剪切韧窝断裂特征,表明焊缝具有较好的塑韧性.接头金相组织分析结果表明,焊缝具有很窄的结合面,45钢径向环和37CrMnMo钢管体侧热影响区组织分别为铁素体＋珠光体＋贝氏体和贝氏体＋少量马氏体,相比较母材产生了少量的马氏体组织,但焊缝中心及热影区的组织得到了细化.     

深冷处理对37CrMnMo钢组织及力学性能的影响

将回火后的37CrMnMo钢直接浸入液氮,研究了深冷处理时间和深冷次数对钢组织及力学性能的影响。结果表明:深冷处理对钢的冲击性能影响最大,深冷4 h时,钢的冲击功为80 J,较调质处理提高了56.9%;深冷3次时,冲击功为88.2 J,较调质处理提高了72.9%。液氮温度下钢的晶格收缩促使微细碳化物析出,细化晶粒;部分粗大碳化物碎化产生细小碳化物。     

淬火温度对37CrMnMo钢组织及力学性能的影响

利用金相显微镜、洛氏硬度计、摆锤式冲击试验机、WDW-200电子万能试验机对37CrMnMo钢不同淬火温度下的显微组织与力学性能进行了研究。结果表明:37CrMnMo钢的冲击吸收功,先随淬火温度的升高而增加,在870℃达到峰值后随淬火温度的升高而降低,硬度随淬火温度的升高缓慢增加。抗拉强度在本试验温度范围内变化不大,屈服强度随淬火温度的变化先增加后降低,在870℃达到峰值。在金相组织中发现,870℃的淬火+回火可以得到晶粒细小的回火索氏体,随温度继续升高,晶粒明显粗化。     

37CrMnMo钢气体渗氮后氮化层的摩擦磨损性能

对37CrMnMo钢进行气体渗氮处理,利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及磨损试验机研究了渗氮层的组织、相组成及耐磨性等。结果表明,氮化试样的耐磨性均优于调质试样,若要进一步提高耐磨性,需优化渗氮工艺获得10μm以上的γ'单相化合物层。     

深冷处理对37CrMnMo钢钻杆接头组织和力学性能的影响

将锻造后经过调质处理的37CrMnMo钢钻杆接头取样并进行深冷工艺处理,用金相显微镜、扫描电镜观察其组织,并进行力学性能分析。结果表明:深冷处理使得热处理后的材料内部残留奥氏体的含量减少,同时生成马氏体组织,并伴有呈弥散分布的细小碳化物析出;深冷保温时间为12 h时,扭转强度为1011.7 MPa,与未经深冷处理的试样相比,提高了7%;深冷保温时间12 h,深冷次数为3次时,抗拉强度为1286.5 MPa,冲击吸收能量为177.1 J,与未经深冷处理的试样相比,分别提高了9%、10%。     

37CrMnMo钢表面原子层沉积Al2O3超薄膜的防护性能

利用原子层沉积(ALD)技术在37CrMnMo钢表面沉积Al2 O3超薄膜,通过极化曲线、电化学阻抗谱以及形貌表征,分析了薄膜的致密性以及薄膜厚度对基底的防护效果.结果表明:超薄Al2 O3膜致密均匀,且薄膜孔隙率随其厚度的增加而降低;与合金钢基材相比,表面沉积150 nm厚Al2 O3薄膜的37CrMnMo钢,其腐蚀...     

中碳调质钢焊接——调质后40CrMnMo与40CrMnMo焊接

1991年本厂为外单位加工焊接四个出口美国的吊具。其形状,尺寸如图1所示。零件1为吊耳,其材质为调质后的40CrMnMo,零件2为加强板,材质为A_3钢,零件3为主板,材质为调质后的40CrMnMo,其三个零件用焊接方法联接成一体,焊角高度均为6mm;甲方对焊接有如下要求:     

石油钻杆裂纹分析

通过管体无损探伤检验和人工表面检验,并利用扫描电镜和能谱仪对石油钻杆缺陷试样进行微观检验,结果表明连铸坯大型夹杂物是导致钻杆裂纹的主要因素。根据钢管塑性变形理论分析了裂纹形成过程,提出了减少裂纹的措施。     

S135钻杆管体断裂原因分析

某井发生井涌之后一根S135钻杆断裂。对钻杆断裂事故进行了详细调查和试验分析。结果表明,钻杆在使用过程中所受载荷远低于钻杆的承载能力,钻杆材质本身符合标准要求,可以排除钻杆过载断裂的可能性。钻杆断裂原因是H2S应力开裂所致。并提出了预防钻杆发生H2S应力开裂的措施。     

壳牌长北气田1井钻杆腐蚀原因分析

针对壳牌长北气田水平分支井出现的钻杆腐蚀问题,现场测定钻井液中溶解氧含量和钻井液性能参数,分析钻井液中腐蚀成分。采用腐蚀环进行监测,测定腐蚀速率、分析腐蚀产物,确定钻杆主要腐蚀类型为钻井液中的Cl-和溶解氧协同作用引起的局部腐蚀。结合现场生产情况,建议定期向钻井液中添加高效除氧剂和缓蚀剂,控制钻井液pH值,有效减缓钻杆腐蚀。     

宝钢钻杆技术的最新发展

介绍了宝山钢铁股份有限公司钻杆技术的最新发展。从理论研究方面,叙述了钻杆加厚过渡区失效分析与有限元分析的研究成果。在质量的持续改进方面,介绍了材质的纯净度、韧性、内加厚过渡区Miu长度、直度等钻杆关键技术指标的改进情况。在新产品开发方面,介绍了BGDS高抗扭钻杆、NC52非标钻杆、抗硫钻杆等新产品的开发与使用情况。     

地质钻杆摩擦焊接头组织与性能

首次采用摩擦焊接工艺对地质勘探用钻杆的管体与接头进行了焊接试验。探讨了不同的热处理工艺条件对DZ60钢钻杆管体与40Cr钢接头摩擦焊接头组织与性能的影响,并与采用热墩粗工艺生产的钻杆管体组织与性能进行了对比。试验结果表明,采用摩擦焊接及焊后调质热处理工艺制造的DZ60地质钻杆焊接接头的常规力学性能指标均高于地矿部DZ60地质钻杆管材的技术标准规定的数值,并优于采用现行热墩粗工艺制造的钻杆管材的力学性能数值。同时发现,采用合适的焊后回火热处理温度,可以有效提高焊接接头的抗拉强度与屈服强度,使其各项力学性能达到DZ60钻杆管材的技术标准,从而有效减少地质钻杆摩擦焊接头焊后热处理工艺,降低制造成本。     

铰接式柔性钻杆的参数化设计

柔性钻杆是超短半径水平井钻井工具的重要组成部分,其结构设计的好坏直接影响钻井工具的工作性能.根据柔性钻杆的强度条件以及与导向筛管的几何关系,得到了满足不同井眼曲率半径的柔性钻杆结构参数;考虑球头柱键与凹槽的接触非线性及柔性钻杆的材料非线性特性,采用有限单元法建立了单节柔性钻杆有限元模型;对不同结构参数的柔性钻杆进行了仿...     

G105钢制钻杆腐蚀失效的原因

某φ127mm G105钢质钻杆表面在服役过程中发生了严重的局部腐蚀。通过力学性能分析、宏观及微观腐蚀形貌观察,并结合能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法研究了该钻杆腐蚀失效的原因。结果表明:钻杆管体表面发生严重了点蚀且呈条带状分布;在钻杆管体和接头的过渡区也发生了严重的点蚀;引起点蚀的主要原因是氧腐蚀、Ca2+等离子引起的垢下腐蚀;氯离子的存在加速了钻杆的局部腐蚀。     

高含硫和二氧化碳油田钻具的腐蚀及防腐蚀措施

腐蚀是造成钻井过程中钻具损坏的重要因素之一。本文综述了钻井过程中造成腐蚀的原因,钻具的腐蚀类型,以及相应的腐蚀控制措施及材料选用要求。     

基于CFD-DEM的新型铝合金钻杆携岩仿真分析

由于川渝地区的地层结构较复杂,在钻探过程中产生的岩屑容易在井内沉积,使得岩屑运移难度大,最终还会造成卡钻与钻具断裂等重大井下事故。为了提高页岩气井的携岩能力,提出一种新型铝合金钻杆,对新型铝合金钻杆的携岩原理进行分析,得出该钻杆既可以提高岩屑运移能力,也可以降低摩阻,减少钻井液压耗,再对该钻杆进行力学分析与建模,利用实际参数计算,验证了钻杆的可浮性;然后对岩屑沉降与排出全过程进行分析,提出岩屑沉降与排出全过程的5个阶段;最后在充分考虑了钻井液、岩屑颗粒、钻杆和井壁相互作用的影响下,利用CFD-DEM耦合对新型铝合金钻杆的携岩过程进行精确仿真。改变钻井液排量、钻杆转速、岩屑粒径、钻杆偏心度,对新型铝合金钻杆的携岩能力进行分析,并将该钻杆的携岩效率与传统钢钻杆进行对比,研究了两种钻杆的岩屑运移率,最终得出新型铝合金钻杆相比传统钢钻杆具有更高的携岩效率。该研究成果对减少岩屑沉降、提高岩屑运移能力具有重要意义。     

钻杆焊缝水冷却装置简介

由上海西重所重型机械成套有限公司开发的钻杆焊缝水冷却装置已经有三台成功运用于宝钢钢管分公司。钻杆钢种水淬化后,焊缝热处理的冷却方式由以前的高压空气冷却转变为快速水冷却。介绍了最新开发的第三台水冷却装置的组成、功能、运行机制,分析了该装置与传统装置对比后的优点,说明了该装置广泛应用的前景。