某井S135钢级钻杆挤扁原因

某井钻井作业时发生了多次钻杆挤扁现象。采用宏观观察、化学成分分析、力学性能试验、金相检验等方法对钻杆挤扁的原因进行了分析。结果表明:钻杆管体与卡瓦之间的啮合接触不均匀造成应力分布不均匀,当局部的接触应力超过了钻杆管体的屈服强度而使钻杆管体发生塑性变形挤扁,卡瓦牙板磨损较为严重是导致应力分布不均匀的主要原因。     

某井S135钢级钻杆断裂原因

某井起钻时,井底一根101.6 mm(外径)钻杆在距离公接头台肩面约1.1 m处的管体上发生了断裂。采用宏观观察、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、断口分析、钻杆受力计算及有限元模拟分析等方法对钻杆的断裂原因进行了分析。结果表明：断裂钻杆的屈服强度不符合API Spec 5DP—2009标准的要求;钻杆在通过不规则的井眼时发生了严重的弯曲压扁变形,导致钻杆失稳断裂;解卡过程中,断点附近反复的拉压载荷使得该区域产生了包申格效应,导致屈服强度进一步下降,加速了钻杆的断裂。     

氯离子对钻杆用S135钢腐蚀的影响

为了查找西北油田S135钻杆大面积腐蚀的原因,研究了当模拟试验工况为80℃、pH=10、溶解氧3～4 mg/L、试验周期120h、不同氯离子浓度溶液对S135钻杆腐蚀速率的影响.结果表明:在模拟试验工况条件下,S135钻杆腐蚀机理均为以氧腐蚀为主的均匀腐蚀,当氯离子浓度含量较低时(10 000～50 000 mg/L)...     

一种新型拉扭疲劳试验机的设计

介绍了自行设计的新型拉扭疲劳试验机的工作原理和软件系统。该试验机具有精度高、响应快、功耗小、易操作等优点，可以满足微电子材料、高分子材料等各种新型材料的力学性能测试要求。     

S135钻杆摩擦焊焊缝区冲击韧性低的原因

为找到S135钻杆焊缝冲击韧性低、不符合要求的原因,对焊缝进行了冲击试验、力学性能试验、金相检验、化学成分分析、非金属夹杂物检验等,并对冲击试样断口进行了宏观及微观分析.结果表明:钻杆接头材料硫元素含量高,A类非金属夹杂物级别高、含量多,造成摩擦焊焊接时焊缝区形成较多A类非金属夹杂物,影响了组织的连续性,受到冲击力时,...     

石油钻杆材料G105在不同条件下的疲劳断裂

采用国产PQ-6型旋转弯曲疲劳试验机研究钻杆管体材料G105的弯曲疲劳性能以及H_2S腐蚀和缺口对试样弯曲疲劳性能的影响,利用金相显微镜和扫描电子显微镜对光滑试样断口、缺口试样断口以及H_2S腐蚀后试样断口进行微观形貌分析。结果表明:在光滑试样的疲劳极限载荷作用下,经过H_2S腐蚀后的光滑试样的疲劳寿命和缺口试样的疲劳寿命相当,材料的疲劳寿命都从106降低至104;缺口试样在缺口的高应力集中效应下,加快疲劳裂纹形核过程。H_2S腐蚀对钻杆疲劳性能影响的主要作用在于氢原子在材料内缺陷处聚集引起材料疲劳性能降低,缺口和H_2S腐蚀都会加快疲劳裂纹的扩展。材料疲劳断裂主要是因为试样在交变应力的作用下上产生滑移最后致使位错塞积而导致的。     

Ti6321合金的拉-扭疲劳行为研究

通过Ti6321合金的拉-扭疲劳试验,对0°和30°相位差的疲劳寿命进行对比分析,研究0°相位差时微裂纹和宏观裂纹扩展路径,并对疲劳断口进行分析.结果表明:相同Mises等效应力幅下,相位差为30°时疲劳寿命相对相位差为0°时的较低;受切应力主要作用,Ti6321合金表面萌生的微裂纹绝大部分分布在与试样轴向夹角20°～...     

加载方法对ADB610钢疲劳裂纹扩展的影响

在取样方向、几何尺寸、加工方式和加工精度相同的情况下,分别对板厚20 mm的ADB610钢进行了加载方式、加载载荷和应力比不同的成组多试样疲劳裂纹扩展试验,得到不同情况下的ADB610钢的疲劳裂纹扩展长度a与循环寿命N即a-N试验数据,且并将a-N试验数据与增K法和降K法结合进行试验分析。结果表明,当初始最大加载载荷相同时,两者lg(da/dN)-lg(ΔK)的起始位置相同,当初始最大加载载荷不同时,起始位置不相同。     

拉-压及拉-扭载荷下6063合金的疲劳行为

对6063锻造铝合金进行了不同应力幅值下拉-压及拉-扭复合疲劳试验,并用透射电子显微镜观察了疲劳失效试样的位错结构。结果表明:在循环加载过程中,循环硬化占据主要地位,循环硬化的速率和程度对应力幅值和加载路径有依赖性;相同应力幅值下,试样在拉-扭复合加载下失效比拉-压失效形成更为复杂的位错结构,且位错密度更高;位错之间及位错与析出相的交互作用是材料发生循环硬化的主要原因,循环硬化程度越高,疲劳寿命越短。     

菱形加载路径下35CrMoA钢的微动疲劳行为EI北大核心CSCD

采用MTS809拉扭复合疲劳试验机、扫描电镜(SEM)研究了接触应力为150MPa时35CrMoA合金钢在菱形加载路径下微动疲劳性能。结果表明:随着等效应力幅值的增加,材料的软化、硬化效果更加明显;剪应力-剪应变滞后回线的面积增大;裂纹萌生源区的面积减小,瞬断区面积与总断面面积的比例增加,瞬断区的撕裂也越严重。微动磨损使表面塑性枯竭,从而形成疲劳裂纹源。     

S135钻杆刺漏失效分析

通过宏观检验、化学成分分析、金相检验：和力学性能测试等方法,结合钻杆的受力和环境工况,对S135钻杆管体刺漏失效原因进行了分析。结果表明：刺漏失效是由于失效钻杆位于钻柱“中和点”区域,其外表面具有应力集中的腐蚀坑在交变应力和弯曲应力等共同作用下,在坑底萌生疲劳裂纹并扩展所致。     

A Biaxial Fatigue Specimen for Uniaxial Loading

Abstract: The aim of this paper is to present a novel un‐notched fatigue test specimen in which a biaxial stress state is achieved using a uniaxial loading condition. This allows the problem of multi‐axial fatigue to be studied using relatively common one‐axis servo‐hydraulic testing machines. In addition the specimen presented here is very compact and can be made using a small volume of material (100 × 40 × 4.5 mm). For this specimen, the degree of biaxiality, defined by the parameter is equal to approximately 0.45. The specimen geometry was optimised using the Dang Van multi‐axial fatigue criterion. In addition to use as a fatigue specimen, it has been demonstrated that the biaxial specimen presented here is also suitable for biaxial tensile tests, to determine the rupture strength of a material in a biaxial stress state. Two different materials have been investigated: The first was wrought aluminium 2024‐O in the form of 5 mm sheets. The second was a cast aluminium‐silicon alloy AlSi7Cu0.5Mg0.3, commonly used in automotive and aeronautical applications. The fatigue strengths were determined at 2 × 10⁶ cycles and at various R‐ratios using a staircase procedure. For the aluminium 2024, it is shown that the biaxial stress state increases the maximum permissible first principal stress when compared to the uniaxial condition. However, in terms of the cast aluminium alloy, it has been demonstrated that this type of fatigue specimen is not suitable for materials containing casting defects, in particular micro‐shrinkage pores, because the volume of material, in which the stress state is biaxial, is not large enough.     

Short Fatigue Crack Behavior of LZ50 Axle Steel Under Rotating-Bending Cyclic Loading

Strength of Materials - The short fatigue short crack replica tests using LZ50 axle steel hourglass-shaped specimens of were carried out under rotating-bending cyclic load. Seven sets of effective...     

S135钻杆刺漏失效分析及疲劳验证试验

某井在勘探开发过程中,发生多起S135钻杆刺漏失效,对失效钻杆材料进行了化学成分、显微组织、力学性能等一系列理化检验,并对裂纹扩展面进行了详细的微观分析,获得了钻杆的失效模式为腐蚀疲劳失效。针对失效模式,对钻杆材料进行了圆棒小试样的拉压疲劳试验,获得了失效钻杆材料在高应力下的疲劳寿命,佐证了钻杆设计中设计系数的科学性,为钻杆失效原因判定提供了试验数据支持。分析结果表明:钻杆失效的主要原因是钻杆外表面发生氧腐蚀形成腐蚀坑,腐蚀坑底应力集中导致的局部高应力促使了疲劳裂纹的萌生,当裂纹扩展穿透整个壁厚后便形成刺漏失效。     

热交变载荷下10%Cr耐热钢蠕变疲劳裂纹萌生特征

为调节新能源间歇式发电模式所带来的弊端,需要使用火力发电厂调峰稳定电网波动。调峰过程中机组频繁启停,加剧高温部件的疲劳蠕变损伤。通过分析现有寿命模型描述温度交变载荷下汽轮机转子钢性能的不足,提出预载荷实验方案。且以预载荷实验数据为基础,优化现有寿命预测模型。通过模拟交变温度下的临近工况实验,对比应力应变关系和疲劳蠕变寿命,对所优化的寿命模型进行了评估。     

水平井中S135钻杆断裂原因分析

某水平井在泥浆循环过程中发生一起S135钻杆断裂事故,为查明钻杆断裂原因,对事故进行了调查研究,并取样进行了包括断口分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验等一系列失效分析。结果表明:该钻杆所处井段井眼全角变化率较大,钻杆外壁受到严重磨损划伤并形成疲劳裂纹,在较大扭矩和拉伸载荷作用下,钻杆最终发生了断裂。     

磺化钻井液对碳钢的腐蚀行为

为了解决磺化钻井液对S135钢钻具的腐蚀,对现场腐蚀物进行了X射线衍射分析,发现现场腐蚀物的主要成分为γ-Fe-2O-3,是氧腐蚀造成的.采用失重、极化曲线等方法研究了氧,HCO--3,CO2--3,Cl-等对S135钢腐蚀的影响.结果表明,氧是引起腐蚀的主要原因,钻井液中含有大量的HCO--3对腐蚀有一定的促进作用.同时通过XPS分析,对腐蚀机理进行了探讨.