Sb-SnO2掺杂量对Al2O3-13%TiO2复合陶瓷涂层抗结垢性能的影响

以Al₂O₃-13%TiO₂(AT13)和纳米掺锑SnO₂(Sb-SnO₂)粉体为原料,采用等离子喷涂工艺在4145H合金钢基体表面制备了掺杂不同质量分数(0～16%)Sb-SnO₂的AT13复合陶瓷涂层,研究了复合陶瓷涂层的表面性能、微观形貌、显微硬度、结合强度以及在地层采出水中的抗结垢性能,并与电镀铬层和未处理4145H合金钢进行对比。结果表明：与电镀铬层和未处理4145H合金钢相比,复合陶瓷涂层的水接触角较大,表面能较低,随着Sb-SnO₂掺杂量的增加,水接触角基本呈先增大后减小的趋势,表面能先减小后增大;复合陶瓷涂层具有大量的孔隙;随着Sb-SnO₂掺杂量的增加,硬度整体呈降低趋势,但均高于4145H合金钢和电镀铬层,单位面积结垢质量先减小后增大;掺杂质量分数10%Sb-SnO₂的复合陶瓷涂层具有最大的水接触角、最小的表面能、最小的单位面积结垢质量,平均结合强度为25.7 MPa。     

海上完井封隔器新型锚定卡瓦咬入套管分析

基于海上φ244.5 mm(9 5/8in)套管井内封隔器应用要求,对卡瓦进行受力分析,计算卡瓦咬入套管的深度。运用ANSYS软件建立卡瓦咬入套管二维有限元模型,研究80°、90°和100°等3种牙型角的卡瓦咬入套管深度和等效应力分布规律。研究结果表明,在相同的坐封压力、验封压力和承载情况下,80°牙型角卡瓦咬入套管深度最小,90°牙型角卡瓦咬入套管深度最大,大于90°咬入套管深度减小;随着卡瓦承受载荷的增大,卡瓦等效应力增大,验封过程中卡瓦应力均已超过材料屈服强度。卡瓦设计时除了需要优化其本身结构参数外,对选材和热处理也有特殊要求,应采用整体淬火+回火+表面渗碳处理,这样可将卡瓦表面硬度和强度提高近2倍。     

海上砾石充填新式滑套作业性能分析

充填滑套主要应用于砾石充填完井防砂作业中,为解决现有滑套误打开和无法关闭的问题,研究新式滑套结构和力学性能。基于受力分析和有限元模拟,建立新式滑套滑动爪力学理论模型和三维有限元分析模型,研究滑动爪结构应力分布与作业性能,并进行功能试验验证。研究表明,理论计算方法存在一定的误差,有限元模拟结果相对比较精确和可靠,功能试验发现若滑动爪最大应力超过屈服极限,作业过程中结构本身会发生一定的塑性屈服变形,试验结果值偏小,设计滑动爪结构时应特别注意。     

金属O型圈高温密封性能研究

为研究海上稠油热采工具密封用金属O型圈的高温密封性能,建立金属O型圈密封轴对称有限元分析模型,计算其高温条件下接触压力与剪切应力变化规律,分析金属O型圈高温密封影响因素,并利用试验验证理论研究结果。研究表明,温度变化显著影响金属O型圈的强度和密封性能,金属密封圈最大接触应力和剪切应力随工作压力的增加呈非线性增大,密封圈密封性提高,强度下降;初始压缩率在12%~16%范围内时,金属O型圈的高温密封性能最好,能满足350 ℃下稠油热采工具密封要求。理论研究结果通过试验得到有效验证。     

海上完井工具用40CrMnMo钢的高温力学性能

40CrMnMo钢是我国热采海上稠油的完井工具用钢.研究了经840℃淬火、550℃回火的40CrMnMo钢在室温和100℃、120℃、150℃、250℃、350℃的应力-应变曲线、力学性能和硬度.结果表明:随着温度的升高,40CrMnMo钢的应力-应变曲线提前弯曲,其屈服强度、抗拉强度和硬度均下降,断面收缩率和断后伸长...     

渤海油田防砂段内细分注水/配产工艺技术研究

渤海油田大部分区块属于层状砂岩油藏,经多年的开发,大防砂段内各层干扰现象严重,满足不了油田精细开发的需求。为实现渤海油田大段防砂段内筛管与套管环空细分注水/配产作业,选用ACP（环空化学封隔）材料注入筛套环空进行封隔,筛管内部下入对应层段的细分注水/配产管柱进行作业。通过不同细分注水/配产管柱性能对比,优选预制电缆自动测调注水工艺管柱进行细分注水作业,优选电控细分配产工艺管柱进行细分配产作业。针对渤海油田问题防砂井渗透率发生明显变化的层位,可进行细分注水工艺和细分配产工艺设计,形成适用于渤海油田的细分注水/配产工艺方案。