钻井液类型对套管磨损行为的影响

为研究钻井液类型对套管摩擦磨损行为的影响,本研究分别用N80钢材套管和G105钢材钻杆材料加工制作销盘和销钉,分别以水基钻井液和油基钻井液为润滑介质,在MZM-500型销-盘式摩擦磨损实验机上开展了套管钻杆摩擦磨损实验,得到不同润滑介质下的销盘磨损率、摩擦系数以及钻井液温度变化数据,并对实验后的销盘进行三维形貌测试,表面形貌测试(SEM)和表面磨损产物XRD分析。结果表明:以水基钻井液为润滑介质的销盘磨损率大约为0.00015mm~3·N~(-1)·m~(-1),以油基钻井液为润滑介质的销盘磨损率大约为0.00008mm~3·N~(-1)·m~(-1);水基钻井液中的销盘摩擦系数大约为0.28,而油基钻井液中的销盘摩擦系数大约为0.15;两种润滑介质实验后销盘表面磨损产物都含有Fe_2O_3,FeCl_2,FeC_3,CaCO_3,MgCO_3,但含量不同,对比油基钻井液,销盘在水基钻井液中实验后表面磨损产物中FeCl_2含量较多,Fe_2O_3含量较少。经分析,套管在钻井液中的磨损机理为磨粒磨损和腐蚀磨损,油基钻井液较水基钻井液具有更好的润滑性能。