钛合金油井管应用研究现状及进展

介绍了钛合金油井管的成分设计及其管坯制造工艺,分析了钛合金油井管的金相组织与其力学性能的关系,对比了两种758 MPa（110 ksi）级钛合金油井管在酸液中的耐腐蚀性能,给出了钛合金油井管螺纹接头设计与加工的难点及应注意事项。最后指出了我国发展钛合金油井管应该攻克的技术关键,即钛合金油井管管坯成分的系列化和低成本化,钛合金油井管应用性能研究,管坯制造工艺和螺纹接头设计与加工等。     

可控源一体化测井仪性能的影响因素研究

利用蒙特卡洛程序,探讨可控源一体化测井仪近源距伽马探测器源距对探测深度、层分辨率、伽马能谱形状的影响,以及近远源距中子探测器源距对计数比的影响。结果表明,源距越大,各探测器计数越小,近远源距中子探测器计数的比值也越小;伽马探测器的探测深度和层分辨率变大,伽马探测器谱形保持不变。针对来自仪器外壳材料对伽马能谱干扰较大问题,探讨硼套长度和仪器外壳材料对伽马能谱的影响。通过更换外壳材料来降低Fe峰的干扰,所选的3种外壳材料,结合价格因素、加工难度和解谱主要元素可以看出,钛钢TC11是比较合适的选择。     

钛合金在石油天然气勘探开发中的应用

石油天然气勘探开发是钛合金新近涉足的一个领域,本文首先介绍了钛合金独有的材料特性,分析了这些特性在应用中的优势。然后着重介绍了目前国内外在油气开采中使用的钛合金产品,包括钛合金钻杆、油套管、输送管线、海洋钻井平台等。随着钛合金制品成本的不断降低以及加工制造技术的发展,钛合金在石油天然气勘探开发中的应用将会越来越广阔。     

钛合金材料电子束焊焊前激光清理工艺研究

针对钛合金材料焊前人工清理效率低、质量难以满足要求的问题,进行了激光清理工艺试验研究,对激光清理结果进行了目视检查、达因试剂检测、金相组织检测、扫描电镜观察、辉光检测及拉伸试验,并与传统手工清理方式和结果进行了对比,最后确定了钛合金材料焊前激光清理工艺参数,并应用于航空发动机钛合金材料转子类零件电子束焊缝的焊前清理。实际应用表明,激光清理工艺清洗成本低、绿色环保,不会对焊前材料表面造成损伤,可实现焊接接头的高效率、高质量自动化清理。     

钛合金材料在石油工业中的应用及其抗腐蚀性能研究进展

钛合金材料由于具有高强度、低弹性模量和优良的耐腐蚀性，在石油工业中常被作为油井管的新材料来代替碳钢。从钛合金在油井管中的应用入手，综述了其力学性能和钛合金钻杆、油套管抗腐蚀性能的研究进展，并对比了石油工业中常用的几种碳钢材料与钛合金的疲劳寿命。同时，讨论了添加金属元素与优化制造工艺这两方面因素对钛合金抗腐蚀性能的影响。最后，提出了钛合金在实际生产应用过程中可能面临的问题。     

循环气油分外壳的制造技术和质量控制

厚板高压容器制造过程非常严格。本文以一台高压容器循环气油分外壳的试制为例,通过制定科学合理的制造工艺,从材料验收及复验、筒体成型、焊接、无损检测、焊后热处理、液压试验等关键点进行了严格的质量控制,设备制造取得成功,为该公司进入高压厚板容器的生产领域打下了坚实基础。     

钛材的卓越性能及其在测井仪器中的应用前景

本文着重介绍了稀有金属钛及其合金的物理性能、机械性能、耐腐蚀性能、加工性能。指出了在上述性能中,钛合金比起一般金属来说具有许多可贵的特性。并提出了选用钛合金的一般原则以及在测井仪器中应用钛材的四条建议。从而展示了钛合金应用于石油仪器生产中的美好前景。     

水力可退式分瓣捞筒

<正> 为了打捞落井仪器,大港油田采油工艺研究所和大修大队共同设计了水力可退式分瓣捞筒,其结构如图所示。主要由上接头1、外壳7、分瓣(3瓣)捞爪5、滑套6以及塑料盘根3,剪销4等组成。捞爪为带弹性的三瓣捞爪,可在外壳下部的三个侧长槽内向外扩张。滑套上的塑料盘根为耐高温的聚四氟乙烯材料。     

损坏电机端盖的修复

阐述了薄壁套类零件的加工工艺及方法。     

地层元素测井仪器结构参数的蒙特卡罗数值模拟

建立地层元素测井的蒙特卡罗方法数值模拟模型,分别对仪器的屏蔽体、硼套、源距等仪器参数对测井响应的影响进行数值模拟研究。单一屏蔽体材料中钨镍铁屏蔽率最高,组合材料中钨镍铁+硼砂和钨镍铁+聚乙烯的屏蔽率比相同厚度钨镍铁的屏蔽率略高一些,钨镍铁+聚乙烯的效果更明显。实际仪器模型中11cm厚的钨镍铁屏蔽率大于0.9;硼套为10B与氟橡胶混合材料时其10B含量达到10%以上,达到降低仪器内部元素影响的效果;仪器外壳材料均可以采用沉淀不锈钢或铜,其对地层元素的解谱几乎没有影响。这些模拟结果可以为优化仪器结构参数提供参考。     

钛合金与不锈钢异种金属钎焊的研究进展

为了解决钛合金焊接性能和加工性能较差导致其在实际工程应用中受限的问题,提出了将钛合金和不锈钢复合使用的构想,并对钛合金和不锈钢的可焊性进行了分析。以钛合金和不锈钢钎焊为研究对象,重点论述了钛合金与不锈钢钎焊连接所用的钎料及钎焊工艺等的国内外研究现状,发现通过钎焊来连接钛合金与不锈钢在焊接接头质量、精度以及提高焊接生产效率等方面具有一定优势,但依然存在接头强度低、特殊条件下接头性能不稳定等问题,需要从钎料设计出发,辅助钎焊工艺和设备的改进,根据不同的应用工况,设计出对应成分的钎料。     

钛合金油套管抗挤毁性能计算与实验

钛合金材料由于具有高的比强度，低弹性模量，优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性，已经成为严酷工况环境下油井管和海洋油气开发工具的热门候选材料，但采用API、ISO的标准体系中的油套管挤毁计算方法得出的钛合金油套管抗挤毁强度缺乏验证。为此，在考虑制造缺陷的条件下，通过比较ISO/TR 10400标准中计算方法、外压强度挤毁准则计算方法、有限元模拟等3种不同方法计算出的钛合金油套管的抗挤毁强度，并与同等条件下钢制油套管的抗挤毁强度进行对比，得出了钛合金油套管的抗挤毁强度变化规律，最后选取了4种规格的钛合金油套管进行了实物外挤毁试验验证。研究结果表明：①钛合金油套管抗挤毁强度均随着径厚比的升高而下降，在径厚比值较低时，钛合金油套管和钢制油套管的抗挤毁强度相差不大，而当径厚比值较高时，钛合金油套管抗挤毁强度则显著低于钢制油套管；②强度挤毁准则方法计算出来的钛合金油井管抗挤毁强度和实际试验值较为接近，同时在径厚比大于15时，计算结果乘以0.9的系数，具有较好的安全性。结论认为，该项研究成果可以为钛合金油套管的设计、使用和管理提供参考。     

涡轮钻具叶片电解加工过程多场耦合仿真分析

利用COMSOL软件仿真模拟涡轮钻具叶片在电解加工过程中,电场、流场以及电化学反应场之间的耦合情况。仿真结果显示,在整个加工过程中,电场参数始终均匀分布于加工间隙内; 加工间隙内流场参数的分布随着加工的进行逐渐变得均匀。在综合考虑了各物理场之间的耦合作用后,仿真得到了加工完成后叶片的型面轮廓。提出的多物理场耦合模型可以有效预测叶片的成型轮廓,且加工间隙内各场参数的均匀分布有效改善了阳极工件材料的表面质量。     

化工装置钛合金设备常见缺陷及修复办法

文中介绍了钛合金的材料特点及焊接性能,包括焊前处理、焊接工艺选择、焊接中缺陷的产生及如何避免.并针对钛合金在化工装置应用中出现开裂情况的处理方法进行了论述.     

氯乙烯装置中DA—201急冷塔出口钛管腐蚀失效分析

通过测定三种牌号钛材在不同温度、不同浓度的HCl溶液中的耐蚀性能，确定钛材在HCl溶液中的安全耐蚀温度和浓度范围。通过试验，国产Ti-0.2Pd合金在95℃，HCl浓度达11%时仍具有较强的抗腐蚀能力。     

TA19钛合金线性摩擦焊接试验研究

为了探索TA19钛合金线性摩擦焊合适的工艺规范,在不同摩擦压力下进行了TA19钛合金线性摩擦焊接试验,并对焊接接头的组织特征和力学性能进行了分析。组织分析结果显示,焊缝区为再结晶组织,晶粒有所细化;热力影响区晶粒发生不同程度的变形,晶粒沿摩擦方向伸长;热影响区β相含量增加,推测发生了β相转变,β相层片状组织变厚,使等轴初生的α相晶粒有所减小。力学性能试验结果显示,焊接接头各区显微硬度均高于母材;拉伸试样断在母材区,接头强度不低于母材;接头平均冲击韧性均大于母材,冲击性能良好。研究结果表明,TA19钛合金线性摩擦焊焊接工艺窗口宽,在差异较大的摩擦压力下均能获得高质量接头。     

钛合金钻杆在页岩气长水平段的延伸钻进能力分析

页岩气井的发展方向是垂深更深、水平段更长，长水平段延伸钻进困难已成为制约深层长水平段页岩气井效益开发主要的瓶颈，而采用轻质钻杆则是解决页岩气井水平段延伸钻进难题的方案之一。为了定量化评价钛合金钻杆在页岩气长水平段的延伸钻进能力，基于Hamilton原理建立全尺寸钛合金钻柱动力学模型并采用HHT-α法对模型进行求解；进而以钢制钻杆作为比较对象，分析钛合金钻杆的降摩减阻、抵抗变形和轴向力传递能力及其影响因素。研究结果表明：①钛合金钻杆能够有效减少钻柱摩阻，当钻井液密度为1.30 g/cm3时，?101.6 mm钛合金钻杆的接触摩阻比同规格的钢制钻杆减少18.5%，?127.0 mm钛合金钻杆的接触摩阻比?101.6 mm钢制钻杆减少34.8%；②较之于钢制钻杆，钛合金钻杆更容易发生屈曲变形，但通过调控钛合金钻杆尺寸规格可以缓解屈曲变形，从而降低屈曲导致的局部摩阻增加；③钻井液密度提高，能够明显增强钛合金钻杆的降摩减阻效果。结论认为，轻量化的?127.0 mm钛合金钻杆的降摩减阻能力高于?101.6 mm钛合金钻杆，更高于?101.6 mm钢制钻杆，更加有利于解决长水平段水平井延伸钻进困难的问题。     

48芯高压接头口母头优化设计

48芯高压接头口母头是在钻井过程中进行油气层测试的重要零件之一,从结构尺寸和制造材料2个方面对其进行优化设计。首先以密封环深度移动距离和密封面圆角半径为设计变量,以最大Von-Mises应力和X、Y、Z方向的位移为状态变量,以母头的总质量为目标函数建立数学模型,经过9次迭代,得出最佳尺寸;然后选取钛合金、不锈钢和镍合金3种材料作为48芯高压接头口母头的制造材料,进行有限元计算;计算结果表明,使用镍合金作为制造材料效果最好。根据计算结果得出了合理的设计方案。     

新型钛合金和铝合金钻杆结构安全性分析

为满足特殊工艺井的钻井要求,开发了新型钛合金钻杆和铝合金钻杆。由于钻杆在钻进中易出现断裂和刺穿等失效事故,为确保新型钻杆在钻进过程中的结构安全性,对新型钛合金和铝合金钻杆分别进行了有限元分析。计算分析表明:钛合金钻杆的工作安全性较高,可用于深井、大位移井、水平井、大斜度井钻井施工;铝合金钻杆结构安全性较低,可通过增加壁厚来提高其结构安全性。