铝合金钻杆的动态特性及磨损机理分析 被引量：23

1

作者 唐继平 狄勤丰 +3 位作者 胡以宝 王文昌 梁红军 杨成新 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期684-688,共5页

根据塔里木油田某井铝合金钻杆材料特点和实际磨损情况,运用有限元法分析了铝合金钻杆在地面旋转驱动时的涡动轨迹、涡动速度、轴向速度和加速度。将其与钢钻杆的动力学特性进行的比较结果表明,铝合金钻杆在接近井壁区域内大部分时间作... 根据塔里木油田某井铝合金钻杆材料特点和实际磨损情况,运用有限元法分析了铝合金钻杆在地面旋转驱动时的涡动轨迹、涡动速度、轴向速度和加速度。将其与钢钻杆的动力学特性进行的比较结果表明,铝合金钻杆在接近井壁区域内大部分时间作向前涡动,且涡动速度较大,使得铝合金钻杆易产生划痕、压痕等损伤。这也解释了俄罗斯在使用铝合金钻杆中要求尽可能采用井下动力驱动的力学机制的原因。与钢质钻杆相比,铝合金钻杆的轴向加速度较大,但其轴向力及波动幅度较小。 展开更多

关键词 铝合金钻杆 动力学特性 有限元法 涡动 磨损机理

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高可靠性铝合金钻杆及其在超深井和水平井中的应用 被引量：18

2

作者 鄢泰宁 薛维 兰凯 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期112-115,共4页

在我国颁布铝合金钻杆国家标准的前提下,归纳了铝合金钻杆用于超深井和水平井钻井的众多优点;分析了新标准铝合金钻杆与钢接头的连接方式:梯形丝扣连接、设置内支撑端面和锥形配合面、通过高温装配工艺实现过盈配合;介绍了在超深井和水... 在我国颁布铝合金钻杆国家标准的前提下,归纳了铝合金钻杆用于超深井和水平井钻井的众多优点;分析了新标准铝合金钻杆与钢接头的连接方式:梯形丝扣连接、设置内支撑端面和锥形配合面、通过高温装配工艺实现过盈配合;介绍了在超深井和水平井中应用高可靠性铝合金钻杆可显著减少大钩载荷、转盘扭矩和泵压损失以及提高钻杆强度储备的效果。 展开更多

关键词 铝合金钻杆 铝合金钻杆与钢接头 超深井 大位移水平井

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铝合金钻杆材料、特点及其磨损研究进展 被引量：14

3

作者 王小红 郭俊 +3 位作者 郭晓华 彭建 周星宇 罗亮 《材料导报（纳米与新材料专辑）》 EI CAS 2014年第1期431-434,437,共5页

综述了国内外铝合金钻杆的研究现状,介绍了几种常用石油勘探用铝合金钻杆材料的成分、力学性能及铝合金钻杆的优点,分析了钻杆磨损的原因及类型,探讨了我国开发铝合金钻杆存在的关键问题。

关键词 铝合金 钻杆 特点 磨损

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科学超深井钻探铝合金钻杆的腐蚀失效分析 被引量：13

4

作者 梁健 顾艳红 +3 位作者 岳文 孙建华 刘俊秀 杨远航 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2017年第2期60-66,共7页

针对铝合金钻杆在复杂的超深井钻井工程服役条件,分析了铝合金钻杆腐蚀行为的主要外在钻井工程因素,并进行了松辽盆地资源与环境深部钻探"松科二井"铝合金钻杆工程试样腐蚀程度的测试与分析。分析结果表明:钻杆结构、磨损与... 针对铝合金钻杆在复杂的超深井钻井工程服役条件,分析了铝合金钻杆腐蚀行为的主要外在钻井工程因素,并进行了松辽盆地资源与环境深部钻探"松科二井"铝合金钻杆工程试样腐蚀程度的测试与分析。分析结果表明:钻杆结构、磨损与应力、钻井液介质、井内高温高压是其产生腐蚀的主要服役条件因素;铝杆体与钢接头连接处的腐蚀情况最为严重,铝杆体次之,加厚端部分耐蚀性最好;腐蚀产物的主要成分是Al_2O_3和Al(OH)_3相。 展开更多

关键词 铝合金钻杆 科学钻探 超深井 钻井工程 腐蚀

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微弧氧化处理对铝合金钻杆与钢接头电偶腐蚀行为的影响 被引量：12

5

作者 梁健 顾艳红 +2 位作者 杨远航 尹浩 孙建华 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期110-114,130,共6页

铝合金钻杆特殊的结构设计使其自身的异金属腐蚀敏感性较强,为了提高其耐腐蚀性能,选用微弧氧化技术(Micro-arc oxidation,MAO)对铝合金钻杆材料进行了表面处理。在构建的钻井盐水泥浆环境下,通过电化学腐蚀试验,测得了铝合金表面处理... 铝合金钻杆特殊的结构设计使其自身的异金属腐蚀敏感性较强,为了提高其耐腐蚀性能,选用微弧氧化技术(Micro-arc oxidation,MAO)对铝合金钻杆材料进行了表面处理。在构建的钻井盐水泥浆环境下,通过电化学腐蚀试验,测得了铝合金表面处理前后的极化曲线和电化学阻抗。结果表明:MAO涂层的试样具有较正的腐蚀电位、较小的腐蚀电流密度以及较高的阻抗;同时,与30CrMnSiA合金钢耦合,通过失重试验、E-t试验和I-t试验发现,MAO涂层试样与未经处理试样相比失重较小,腐蚀电位、腐蚀电流平稳,未发生大面积点蚀。 展开更多

关键词 铝合金钻杆 电偶腐蚀 微弧氧化 失重试验 E-t试验 I-t试验

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铝合金钻杆在长水平井段延伸钻进的可行性 被引量：12

6

作者 祝效华 李柯 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期88-96,共9页

目前国内页岩气钻井的重点研究攻关目标是垂深4000 m以深的长水平段水平井,长水平段钻柱需要钻杆传递更大的轴向力来抵抗沿程的摩擦阻力,采用轻质铝合金钻杆是一种具有较大实施可行性的延伸钻进变革性新技术,而对于其摩阻扭矩特性、钻... 目前国内页岩气钻井的重点研究攻关目标是垂深4000 m以深的长水平段水平井,长水平段钻柱需要钻杆传递更大的轴向力来抵抗沿程的摩擦阻力,采用轻质铝合金钻杆是一种具有较大实施可行性的延伸钻进变革性新技术,而对于其摩阻扭矩特性、钻压传递规律、屈曲特性以及安全可靠性等问题则尚未开展系统研究。为此,基于Hamilton原理建立多尺寸铝合金钻柱动力学模型,通过HHT-α法对模型进行求解,进而对比了水平井段铝合金钻具和钢钻具的接触摩阻、钻压传递规律及其影响因素。研究结果表明:①铝合金钻杆在水平段的压力损耗明显小于钢制钻杆;②因其材质较软,小尺寸的铝合金钻杆在钻井过程中极易发生屈曲,导致钻压传递效率下降,甚至发生“钻杆自锁”现象;③较大尺寸的铝合金钻杆屈曲变形较小,其减摩减阻效果优于小尺寸铝合金钻杆,外径147 mm的铝合金钻杆的摩擦阻力仅为外径129 mm铝合金钻杆的71.9%。结论认为,小尺寸铝合金钻杆的刚度无法满足苛刻的长水平段页岩气钻井条件,而大尺寸铝合金钻杆则是解决其延伸钻进难题的重要前提条件之一。 展开更多

关键词 水平井 深层页岩气井 铝合金钻杆 摩擦阻力 屈曲 动力学 钻压传递 压力损耗

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超声表面滚压处理铝合金钻杆的高温摩擦学性能 被引量：10

7

作者 梁健 岳文 +3 位作者 孙建华 侯斌斌 尹浩 刘俊秀 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期129-137,共9页

为了提高铝合金钻杆的耐磨性,利用超声表面滚压技术(USRP)对2219铝合金钻杆材料进行表面强化处理。采用透射电子显微镜(TEM)表征了USRP处理后铝合金的晶粒大小,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计测量了强化层的微... 为了提高铝合金钻杆的耐磨性,利用超声表面滚压技术(USRP)对2219铝合金钻杆材料进行表面强化处理。采用透射电子显微镜(TEM)表征了USRP处理后铝合金的晶粒大小,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计测量了强化层的微观形貌、相组成和显微硬度,并利用高温摩擦磨损试验机评价了试样的摩擦学性能,对磨副为玛瑙球。结果表明,经USRP处理后2219铝合金表面形成了纳米晶和厚度约500μm的塑性强化层,表面硬度由120 HV0.05提高至190 HV0.05。随着摩擦磨损试验温度的升高,未处理试样和USRP试样的平均摩擦因数和磨损率都逐渐增大。在相同试验温度下,USRP试样的平均摩擦因数和磨损率均小于未处理试样的。未处理试样和USRP试样的磨损机制主要是黏着磨损和磨粒磨损。 展开更多

关键词 铝合金 钻杆 超声表面滚压 表面纳米化 高温摩擦学性能

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深井复合钻柱技术在特深科学钻探中的应用探讨 被引量：5

8

作者 李立鑫 张丰琰 +3 位作者 张恒春 汪伟 张毅 胡郁乐 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1200-1208,共9页

深井复合钻柱技术是解决特深科学钻探超长钻杆柱可靠性问题的重要途径,其与设备能力、材料性能、钻进条件及管柱力学等息息相关。本文系统总结了复合钻柱技术在我国深部钻探中的发展和应用情况,在复合钻柱强度理论的基础上,探讨了不同... 深井复合钻柱技术是解决特深科学钻探超长钻杆柱可靠性问题的重要途径,其与设备能力、材料性能、钻进条件及管柱力学等息息相关。本文系统总结了复合钻柱技术在我国深部钻探中的发展和应用情况,在复合钻柱强度理论的基础上,探讨了不同复合钻柱的组合方案及其极限下深。研究结果表明,若以?216 mm直径终孔,仅依靠钢质钻柱已无法满足特深钻探13000 m的下深要求,而采用V150钢级?127 mm钻杆配合?127 mm钛合金钻杆及S135钢级?127 mm钻杆配合?129 mm铝合金钻杆可分别满足最大13484 m和18783 m的下深要求,钻柱总重分别仅有360.5 t和324.3 t,均具备可靠的安全性保障。本文对特深科学钻探用复合钻柱的设计和选择具有参考意义。 展开更多

关键词 松辽盆地 科学钻探 复合钻柱 极限下深 钛合金钻杆 铝合金钻杆 深地勘查工程

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钻井利器的故事之“铝合金钻杆” 被引量：6

9

作者 梁健 张金昌 +2 位作者 尹浩 孙建华 冯起赠 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2018年第5期1-3,共3页

地球科学的发展对地球深部数据的依赖程度越来越高,作为"入地"重要手段的科学超深井工程是研究深部地质学的重要方法,被誉为是"伸入地壳的望远镜"。与钢钻杆相比,铝合金钻杆以其独特的优越性(质量轻、比强度高、钻... 地球科学的发展对地球深部数据的依赖程度越来越高,作为"入地"重要手段的科学超深井工程是研究深部地质学的重要方法,被誉为是"伸入地壳的望远镜"。与钢钻杆相比,铝合金钻杆以其独特的优越性(质量轻、比强度高、钻进深度深、所需能耗少),已成为难进入地区、大位移井、超深井等钻柱设计的优选方案。本文从科普的角度介绍了钻柱与钻杆的区别、钻柱的使用极限长度、铝合金钻杆的技术优势及其现存的不足之处,以此提高对铝合金钻杆的认识,促进铝合金钻杆的研究和发展。 展开更多

关键词 深部钻探 铝合金钻杆 钻柱 磨损 腐蚀

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铝合金钻杆旋转弯曲疲劳断口特征 被引量：6

10

作者 舒志强 袁鹏斌 +3 位作者 欧阳志英 龚丹梅 余荣华 曹晶晶 《理化检验（物理分册）》 CAS 2017年第5期309-313,352,共6页

首先对铝合金钻杆进行了不同应力幅值的旋转弯曲疲劳试验,然后采用扫描电镜观察其断口微观形貌特征。结果表明:在170 MPa低应力下,铝合金钻杆的疲劳断口可分为疲劳源区、裂纹扩展区及瞬断区3个区域,微裂纹在试样次表面相界处萌生,裂纹... 首先对铝合金钻杆进行了不同应力幅值的旋转弯曲疲劳试验,然后采用扫描电镜观察其断口微观形貌特征。结果表明:在170 MPa低应力下,铝合金钻杆的疲劳断口可分为疲劳源区、裂纹扩展区及瞬断区3个区域,微裂纹在试样次表面相界处萌生,裂纹稳态扩展区面积较大,占60%以上;在290 MPa高应力下,铝合金钻杆的疲劳断口上有多个疲劳源区,微裂纹于试样表面或近表面位置形核,裂纹扩展区面积仅占15%~30%。对于同一试样,随着裂纹的扩展,断口上疲劳滑移台阶变宽,疲劳条带逐渐清晰;对于不同试样,随着应力的提高,裂纹扩展速率增大,疲劳条带间距变宽,更易出现二次疲劳裂纹,断口上裂纹扩展区面积明显减小,相应的疲劳寿命也大幅降低。 展开更多

关键词 铝合金钻杆 疲劳断口 疲劳裂纹 萌生 扩展

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Cu,Er元素对石油钻探用Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响 被引量：6

11

作者 付彦军 李锡武 +3 位作者 黄树晖 温凯 李志辉 熊柏青 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期897-904,共8页

针对3种成分的石油钻探用Al-Zn-Mg-Cu合金(1953合金,Al-6.2Zn-2.5Mg-1.6Cu合金,Al-6.2Zn-2.4Mg-1.7Cu-0.13Er合金),通过采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等组织分析手段,结合室温拉伸、热暴露及腐蚀性能等测试方法,研究了Cu含量及Er元... 针对3种成分的石油钻探用Al-Zn-Mg-Cu合金(1953合金,Al-6.2Zn-2.5Mg-1.6Cu合金,Al-6.2Zn-2.4Mg-1.7Cu-0.13Er合金),通过采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等组织分析手段,结合室温拉伸、热暴露及腐蚀性能等测试方法,研究了Cu含量及Er元素对合金组织与性能的影响。结果表明:3种合金经120℃/24 h+170℃/1 h+120℃/24 h时效处理后,晶内析出相弥散分布、主要为GPII区和η′相,晶界析出相断续分布,有明显的无沉淀析出带。1953合金的强度较低,其屈服强度、抗拉强度分别达到了580 MPa级,610 MPa级,热暴露后屈服强度保持量为88%。Al-6.2Zn-2.5Mg-1.6Cu合金的屈服强度和抗拉强度都比1953合金高60 MPa左右,热暴露后屈服强度保持量为92%,比1953合金增大,提高Cu含量可以有效的提高合金的强度和热暴露性能。Al-6.2Zn-2.4Mg-1.7Cu-0.13Er合金的屈服强度和抗拉强度与Al-6.2Zn-2.5Mg-1.6Cu合金相差不超过5 MPa,热暴露后屈服强度保持量为91%,整体性能与Al-6.2Zn-2.5Mg-1.6Cu合金相近,添加Er对合金组织与性能的影响不大。3种合金的剥落腐蚀等级都在EB以上,在H2S,CO2环境中的平均腐蚀速率都远小于0.12 mm·a-1,对H2S、CO2环境不敏感。整体而言,Al-6.2Zn-2.5Mg-1.6Cu合金的综合性能较好。 展开更多

关键词 铝合金钻杆 AL-ZN-MG-CU合金 时效处理 组织与性能

原文传递

绳索取心复合钻柱的动力学行为研究 被引量：4

12

作者 梁健 郭宝科 +3 位作者 王志刚 孙建华 李鑫淼 尹浩 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2017年第7期34-40,共7页

绳索取心复合钻柱在岩心钻探"满眼钻进"过程中,钻杆易出现不同程度的划痕、压痕及磨痕等情况。本文利用非线性有限元方法,采用三维管单元对绳索取心复合钻柱拉压两处截面的涡动轨迹、涡动速度、横向振动、纵向振动规律进行了... 绳索取心复合钻柱在岩心钻探"满眼钻进"过程中,钻杆易出现不同程度的划痕、压痕及磨痕等情况。本文利用非线性有限元方法,采用三维管单元对绳索取心复合钻柱拉压两处截面的涡动轨迹、涡动速度、横向振动、纵向振动规律进行了分析。结果表明:转速的增加和钻压的增大会显著增加钻柱与井壁的碰撞次数;在相同钻压条件下,随着钻柱回转速度的增大,钻柱与井壁的碰撞机率增加、接触轨迹增长,致使钻柱与孔壁的滑动摩擦机会增多;钻柱的涡动速度均值将随钻压和转速的增加而增大,转速大于钻压的影响;转速的增加则会加大钻柱的横向振荡频率,钻压的增大会增加钻柱横截面的纵向振荡幅值。 展开更多

关键词 绳索取心钻进 复合钻柱 铝合金钻杆 非线性有限元法 动力学 磨损

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改进型铝合金钻杆对岩屑运移仿真分析 被引量：3

13

作者 王志亮 夏成宇 +2 位作者 张震 李郑涛 张新红 《石油机械》 北大核心 2021年第10期17-23,共7页

在川渝地区的钻井过程中,岩屑运移能力始终是影响钻进效率的主要因素之一。由于传统钢钻杆与钻井液密度相差较大,使得钢钻杆在重力作用下会偏向井口下部,在钻杆底部的岩屑因流速较低会沉积形成岩屑床,最终将造成卡钻或机械钻速降低等问... 在川渝地区的钻井过程中,岩屑运移能力始终是影响钻进效率的主要因素之一。由于传统钢钻杆与钻井液密度相差较大,使得钢钻杆在重力作用下会偏向井口下部,在钻杆底部的岩屑因流速较低会沉积形成岩屑床,最终将造成卡钻或机械钻速降低等问题,严重影响钻进成本。为了提高页岩气井内岩屑运移能力,通过对比3种不同材料钻杆的物理参数,得出铝合金钻杆具有低密度、抗腐蚀及高强度等性质的结论。为使铝合金钻杆整体所受重力小于钻井液的浮力,对其结构进一步改进,并采用理论分析与数值计算,验证了其可浮性。最后利用有限元仿真在Fluent中建立铝合金钻杆与传统钢钻杆的三维井眼环空岩屑沉降模型,对比分析了两者在改变岩屑粒径、井斜角、机械钻速和排量等因素下对环空内岩屑质量的影响。最终表明改进型铝合金钻杆相比传统钢钻杆可以更有效地减少环空内岩屑质量。该研究成果对提高川渝地区页岩气井内的岩屑运移能力与钻井经济效益具有重要的现实意义。 展开更多

关键词 铝合金钻杆 钢钻杆 岩屑运移 数值模拟 对比分析

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铝合金钻杆接头装配过盈量优选 被引量：2

14

作者 王勇 余荣华 +1 位作者 高连新 袁鹏斌 《石油机械》 2015年第5期22-27,共6页

合理的装配过盈量对于铝合金钻杆接头的正常使用非常重要。以铝合金钻杆接头为研究对象,采用解析法和有限元法对装配扭矩进行计算,并对不同装配过盈量下接头的关键性能指标进行综合分析,对过盈量进行了优选。解析计算时将锥形稳定配合... 合理的装配过盈量对于铝合金钻杆接头的正常使用非常重要。以铝合金钻杆接头为研究对象,采用解析法和有限元法对装配扭矩进行计算,并对不同装配过盈量下接头的关键性能指标进行综合分析,对过盈量进行了优选。解析计算时将锥形稳定配合面和锥螺纹接触面分成2部分并采用微元法;利用高级非线性软件Msc.Marc建立了钻杆接头的2D轴对称模型,并采用Newton-Raphs法求解接触非线性问题。分析结果表明,在材料弹性范围内,随着过盈量的增大,装配扭矩基本呈线性增大;过盈量的增大会导致锥形稳定配合面及螺纹面接触力的增大,从而增大螺纹上载荷分布的非均化程度和接头破坏失效的概率。解析法所得的装配扭矩与有限元仿真结果误差较小,与实物试验结果对比效果也较好。 展开更多

关键词 铝合金钻杆 钻杆接头 装配扭矩 过盈量 锥形稳定配合面 接触力

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我国铝合金钻杆的应用前景展望 被引量：3

15

作者 赵富胜 《有色金属加工》 CAS 2020年第5期9-11,20,共4页

文章通过分析我国铝合金钻杆的应用现状、相关国家及产业政策以及我国油气开发情况,对2020-2025年我国铝合金钻杆的需求量做出估算。

关键词 铝合金钻杆 应用前景 展望

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喷射成形7075铝合金钻杆的摩擦性能研究 被引量：3

16

作者 谈衡 王泽 +4 位作者 姚远远 孙志娟 李小平 谈文胜 闫辰侃 《铸造技术》 CAS 2020年第8期720-726,共7页

采用喷射成形技术制备出晶粒细小组织均匀的7075铝合金坯料,平均粒径约10μm;把坯料半固态挤压成圆管,挤压温度为520℃,再进行固溶+时效处理,固溶温度490±5℃,保温时间1.5 h,冷却介质为水(室温);时效温度190±5℃,保温时间12 ... 采用喷射成形技术制备出晶粒细小组织均匀的7075铝合金坯料,平均粒径约10μm;把坯料半固态挤压成圆管,挤压温度为520℃,再进行固溶+时效处理,固溶温度490±5℃,保温时间1.5 h,冷却介质为水(室温);时效温度190±5℃,保温时间12 h。采用高温摩擦磨损试验仪,在干摩擦条件下分别测试载荷和速度对摩擦系数和磨痕的影响。实验结果表明:干摩擦条件下,磨损量和摩擦系数随着载荷和速度增大而增大,载荷比速度对磨损量和摩擦系数影响更大。磨损机理:当载荷小于临界值15 N,磨损机制以塑性变形主导,由塑性变形转变成犁沟推挤和剥层磨损。当载荷大于15 N磨损机制以氧化磨损主导,由塑性变形转变成氧化磨损和剥层磨损。当速度小于临界值600 r/min,磨损机制以塑性变形为主导,速度越大材料软化越强,塑性变形引起的犁沟效应越强。当速度大于600 r/min,磨损机制以氧化磨损和剥层磨损为主导,由轻微磨损到严重磨损再到轻微磨损的转变。 展开更多

关键词 7075铝合金 喷射成形 钻杆 固溶时效 摩擦性能

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冷组装铝合金钻杆螺纹副力学性能测试及失效分析 被引量：3

17

作者 刘宝昌 李闯 +2 位作者 张弛 马少明 孙永辉 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2017年第6期13-17,共5页

与传统的钢制钻杆相比,铝合金钻杆具有密度小、比强度高、无磁等优点,因此在深井与超深井钻井作业中具有较大优势。在实际使用中,铝合金钻杆两端需要通过钢接头之间的螺纹来实现拧卸钻杆,而铝合金杆体与钢接头还需要过盈装配以实现紧固... 与传统的钢制钻杆相比,铝合金钻杆具有密度小、比强度高、无磁等优点,因此在深井与超深井钻井作业中具有较大优势。在实际使用中,铝合金钻杆两端需要通过钢接头之间的螺纹来实现拧卸钻杆,而铝合金杆体与钢接头还需要过盈装配以实现紧固连接。以液氮为冷源,对50 mm的7075铝合金钻杆管体与钢接头进行了"冷组装"过盈装配,铝合金管体与钢接头之间的过盈量分别为0.10、0.15、0.20 mm。对组装后两端带钢接头的铝合金钻杆分别进行了拉伸和扭转试验,评价了铝合金管体与钢接头连接的可靠性,对断裂试样的断口进行了宏观与微观分析,阐述了其断裂机理。结果表明,采用"冷组装"方式可以实现铝合金管体与钢接头的过盈装配,其中过盈量为0.15 mm时,带钢接头的铝合金钻杆综合性能较优,可以承受较大的抗拉强度极限和抗扭极限,其断裂方式为脆性断裂。 展开更多

关键词 铝合金钻杆 冷组装 过盈配合 断裂机理

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铝合金钻杆在腐蚀环境下的力学性能 被引量：2

18

作者 王济生 陈卫东 孔永平 《矿冶》 CAS 2022年第6期70-75,共6页

对D16T、1953T1及7E04三种铝合金钻杆进行不同条件的腐蚀处理,设置未经腐蚀处理的铝合金钻杆为对照组,对试验组和对照组铝合金钻杆进行拉伸试验、硬度试验及冲击试验,并检测其力学性能,研究腐蚀条件对三种铝合金钻杆力学性能的影响。结... 对D16T、1953T1及7E04三种铝合金钻杆进行不同条件的腐蚀处理,设置未经腐蚀处理的铝合金钻杆为对照组,对试验组和对照组铝合金钻杆进行拉伸试验、硬度试验及冲击试验,并检测其力学性能,研究腐蚀条件对三种铝合金钻杆力学性能的影响。结果表明:D16T、1953T1及7E04三种铝合金钻杆在中性环境(3.5%NaCl)中具有良好的抗腐蚀性,其力学性能基本不发生变化,在酸性环境(3.5%NaCl+CH_(3)COOH,pH=3)中的力学性能有轻微程度的下降,在碱性环境(3.5%NaCl+NaOH,pH=11)中的力学性能有明显下降,在碱性环境中的抗腐蚀能力比在酸性环境中的差;腐蚀后铝合金钻杆的力学性能满足GB/T 20659—2017的要求。 展开更多

关键词 铝合金 钻杆 腐蚀 力学性能 损失率

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SiC微粉添加剂对铝合金钻杆材料微弧氧化膜层性能的影响 被引量：3

19

作者 王平 曹文洁 +3 位作者 蒲俊 龚泽宇 胡杰 肖佑涛 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期63-67,共5页

目的提高铝合金钻杆材料微弧氧化膜层的性能。方法在电解液中加入0~4 g/L的SiC微粉,对7E04铝合金钻杆材料表面生成的微弧氧化膜层进行改性,研究了微弧氧化膜层的氧化电压-时间曲线、厚度、显微硬度、表面形貌、膜层元素含量、相组成和... 目的提高铝合金钻杆材料微弧氧化膜层的性能。方法在电解液中加入0~4 g/L的SiC微粉,对7E04铝合金钻杆材料表面生成的微弧氧化膜层进行改性,研究了微弧氧化膜层的氧化电压-时间曲线、厚度、显微硬度、表面形貌、膜层元素含量、相组成和耐蚀性。结果随着SiC微粉质量浓度的增加(0、1、2、3、4 g/L),氧化电压不断增加,在4 g/L时几乎达到550 V。微弧氧化膜层的厚度和显微硬度增加,各浓度下的膜层厚度分别为42.3、43.6、45.0、45.3、50.0μm,膜层显微硬度分别为341.8、375.2、394.4、405.1、436.8MPa。同时,放电孔的孔径和烧结盘的尺寸也逐渐增加。在微弧氧化过程中,SiC被氧化成SiO_2,基体中的Al被氧化成α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3,膜层中的相组成主要有α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3、SiO_2和莫来石。同时,随着SiC微粉浓度的增加,膜层中的C、Si元素含量增加,Al元素和O元素的含量降低。膜层的腐蚀速率分别为1.11×10^(-1)、3.598×10^(-2)、5.223×10^(-2)、6.762×10^(-2)、1.323×10^(-1) mm/a,呈现出先减小后增加的趋势,耐蚀性先增加后降低。结论 SiC微粉的添加增加了膜层的厚度,改变了膜层的表面形貌,同时提高了微弧氧化膜层的显微硬度、耐蚀性等性能。 展开更多

关键词 微弧氧化 铝合金钻杆 微观结构 SIC微粉 耐蚀性 反应机理

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超声波冷锻与微弧氧化处理铝合金钻杆的耐腐蚀性能 被引量：2

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作者 梁健 李嘉栋 +4 位作者 林冰 岳文 王成彪 尹浩 唐鋆磊 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期255-266,共12页

目的采用超声波冷锻与微弧氧化技术处理形成包裹于铝合金表面的细晶层和微弧氧化膜层用以提高铝合金钻杆的耐腐蚀性能。方法用超声波冷锻技术(Ultrasonic Cold Forging Technology,UCFT)和微弧氧化技术(Micro Arc Oxidation,MAO)处理形... 目的采用超声波冷锻与微弧氧化技术处理形成包裹于铝合金表面的细晶层和微弧氧化膜层用以提高铝合金钻杆的耐腐蚀性能。方法用超声波冷锻技术(Ultrasonic Cold Forging Technology,UCFT)和微弧氧化技术(Micro Arc Oxidation,MAO)处理形成包裹于铝合金表面的细晶层和微弧氧化膜层,从而强化铝合金钻杆材料(2024)。通过模拟铝合金材料在科学超深井“高温–高压–力学–化学”的服役条件和环境,并使用失重法、电化学方法、扫描电子显微镜以及X射线衍射等测试方法,研究了细晶层和微弧氧化膜层对铝合金钻杆腐蚀行为和腐蚀规律的影响。结果通过电化学测试结果可知,经UCFT+MAO处理的铝合金的耐腐蚀性能随着弹性拉应力的增加而逐渐下降。但在300 MPa的弹性拉应力作用下,经UCFT+MAO处理的铝合金仍能维持较低的腐蚀速率(10^(‒2) mm/a),并且耐蚀性能仍大于未经UCFT+MAO处理的铝合金。通过失重法和扫描电子显微镜测试结果可知,在100 MPa的弹性拉应力条件下,经UCFT+MAO处理的铝合金的腐蚀速率随试验温度的升高而明显上升,并且表面的腐蚀形貌也变得越来越不平整,凸起程度增加。当试验温度超过125℃时,经UCFT+MAO处理的铝合金的腐蚀速率随温度的增加而显著上升。通过XRD测试结果可知,在100 MPa的弹性拉应力和不同温度条件下,经UCFT+MAO处理的铝合金表面的化学组成主要以Al和Al^(2)O_(3)为主。结论经UCFT和MAO处理形成的细晶层和微弧氧化膜层能够有效保护铝合金基体,提升铝合金的耐腐蚀性能。 展开更多

关键词 科学超深井 铝合金钻杆 超声波冷锻 微弧氧化 腐蚀

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