重晶石和铁矿粉对套管磨损的实验研究

在深井和超深井钻井过程中，为提高钻井液密度经常使用重晶石和铁矿粉加重，造成了套管和钻杆的磨损。利用美国Maurer公司引进的全尺寸套管磨损试验机，对比考察了钻井液中所含的重晶石和铁矿粉对套管和钻杆试件摩擦摩损性能的影响，并采用扫描电子显微镜观察分析了磨损表面形貌，探讨了其磨损机理。结果表明，随着钻井液中铁矿粉含量的增大，磨损机理由磨粒磨损转变为黏着磨损；随着铁矿粉含量减小、重晶石含量增加、套管的磨损变为磨粒磨损；重晶石和铁矿粉混合以一定比例加入钻井液作为加重剂时比单纯地使用铁矿粉或重晶石作为钻井液加重剂效果要好。     

深井超深井中套管磨损机理及试验研究发展综述

在深井、超深井钻井过程中，套管磨损是个不容忽视的问题。文章概述了近年来套管磨损的国内外研究现状，指出了目前套管磨损理论及试验方法在解释深井、超深井套管磨损规律时存在的问题，提出通过模拟试验，在实验室受控条件下“再现”深井段的套管磨损行为，从而对深井、超深井的套管磨损机理进行分析。并明确了套管磨损机理及试验方法的发展趋势。     

钻杆涡动引起的套管磨损解析分析

深井、超深井中严重的钻杆涡动是导致套管和钻杆磨损的一个重要原因，但对由此引起的套管磨损还缺乏有效的计算方法。基于钻杆涡动特性，初步引入了钻杆公转率的概念，结合磨损的数值计算方法，建立了钻杆公转情况下套管磨损的计算模型，并进行了实例计算和分析。结果表明，采用现场工作人员推荐公转率的方法计算出的钻杆磨损与实际磨损比较吻合，可采用该计算方法对套管磨损进行合理估算，有效预测和防止井下事故的发生。     

柴油机油Mack T-9试验分析

Mack T-9试验缸套磨损主要是烟炱磨粒磨损造成的，随润滑油中烟炱含量增加而增大。润滑油流变性能对缸套磨损影响比较大，添加剂和基础油的交互作用对缸套磨损的影响更为明显。Mack T-9试验轴瓦磨损主要来自润滑油中酸的腐蚀。     

往复泵活塞磨损故障的振动识别

根据往复泵在工作过程中受多种振源激励的情况，用振动诊断方法对往复泵活塞磨损故障诊断进行了探索研究，提出了判别活塞破损（磨损）的简单方法。诊断过程中，用计算机采集往复泵排出过程或吸入过程中缸套压盖上振动加速度信号。通过对该信号的时域、幅值域分析，尤其是频域的同步功率谱平均分析，可提取出较明显的活塞破损（磨损）故障信息。试验表明，用该方法进行往复泵活塞破损（磨损）故障的监测与诊断，具有简单、实用等优点，可准确地判别出活塞的破损（磨损）故障。     

钻井液黏度对套管磨损影响的实验研究

在深探井钻井过程中，套管磨损问题越来越引起广泛重视。钻井液作为套管和钻杆之间的介质，研究其黏度对套管和钻杆磨损的影响具有重要的现实意义。采用磺化水基钻井液，针对钻井液的黏度进行了一系列不同工况下的套管和钻杆磨损实验。结果表明，清水在钻杆接头和套管之间的磨损中，减磨效果最差，套管磨损表面呈现大量的剥落坑；套管和钻杆的磨损主要是接触疲劳磨损和磨粒磨损共同作用的结果，出现了大量的剥落和球状颗粒；高黏度钻井液比低黏度的钻井液润滑作用强，因此钻井液黏度越高，套管和钻杆的摩擦系数越低，减缓了套管和钻杆的磨损，延长了套管和钻杆的使用寿命。     

几种泥浆加重剂的减磨性能研究

在钻超深井、大斜度井、大位移井及水平井的过程中，套管和钻柱的磨损是必须考虑的问题。对套管磨损过程进行应力分析知，最大剪应力是造成套管磨损的主要原因；套管的磨损主要是接触疲劳磨损和磨粒磨损共同作用的结果。针对现有的减磨措施．文章利用改进的ML-100型试验机．分析对比几种泥浆加重剂的减磨性能．在钻井液中加入活性减磨加重剂，以改善钻井液的润滑性能．可方便有效地降低套管与钻枉的磨损。     

气力输送颗粒在输送管弯头中的运动及磨损

在气力输送过程中，颗粒对水平和垂直管道的磨损是轻微的，但在离心力和惯性力的作用下，在管道弯头部分以射流形式碰撞弯头侧壁，致使弯头局部磨损严重，弯头磨损槽的位置与其几何形状关系密切，磨损率与众多因素有关，根据气力输送中颗粒的磨损情况，介绍了防止弯头磨损的三种措施。     

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油气井钻井过程中，由于钻具和套管相互摩擦，造成套管内壁磨损并引起磨损套管抗挤强度降低，直接后果是：降低油气井寿命，严重时将导致某段油气井报废或整口油气井报废。因此，套管柱设计尤其是水平井、大位移井、深井、超深井钻井必须考虑磨损对抗挤、抗内压强度的影响，而现有计算方法在计算磨损套管抗挤强度时通常忽略了制造缺陷对挤毁强度的影响，计算值与实测值差异较大。为此，文章研究了磨损套管的挤毁机理，认为计算磨损套管的抗挤强度应重点考虑磨损对抗挤强度的影响，同时考虑制造缺陷对套管抗挤强度的影响。基于此，文章进行了大量研究，应用叠加原理，建立了计算磨损套管抗挤强度的新算法。通过对此算法和其它算法的计算结果与试验数据比较分析表明，新算法优于其它算法并与试验数据更接近，能较好满足工程要求，为磨损套管柱设计提供了理论依据。     

钻井泵阀密封材料摩擦学性能的研究

钻井泵阀在含有固相微粒的泥浆中工作。因此，湿磨粒磨损和冲蚀磨损是导致泵阀及阀密封失效的主要磨损形式。为研究和优选钻井泵泵阀密封的摩擦副材料，文中通过４种聚合物材料与钢组成的摩擦副，在泥浆中磨损过程的试验研究，初步研究了其摩擦学性能，为选择钻井泵泵阀密封材料提供了重要参考。     

大位移井套管柱磨损的探讨

套管磨损是钻井过程中必然存在的现象。进行套管磨损预防、预测与处理技术的研究具有十分重要的意义。文中用硬度、摩擦因素、侧向力、钻柱接头外径、钻速和磨损时间建立起套管磨损速度模型，建立并推导了套管磨损面积的关系式及任意给定位置磨损套管的剩余壁厚的表达式。     

油溶性纳米Cu作为润滑油添加剂在钢-铜摩擦体系中的摩擦学性能

实验室制备了油溶性纳米Cu润滑油添加剂，将其以1％的质量分数分散于SJ15W／40润滑油中，并以不加该剂的SJ15W／40润滑油作为参比油，采用端面试验机考察其在钢一铜摩擦副体系中的摩擦磨损行为。结果表明，在试验所选定的摩擦时间、载荷、转速条件下，添加了油溶性纳米Cu的润滑体系的摩擦系数和磨损体积都小于参比油，具有优异的减摩抗磨性能。表面分析结果表明，油溶性纳米Cu添加剂能够降低摩擦表面的显微硬度，并显著改善磨损表面的形貌。在摩擦过程中，油溶性纳米Cu添加剂在摩擦面会形成低剪切的膜层，降低摩擦副间的横向剪切力并补偿了磨损，同时在一定程度上修复了磨损表面，表现出低摩擦、低磨损及改善磨损面形貌的性能特征。     

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随着石油工业的不断发展，深井、超深井、水平井和大位移井越来越多，而这类井由于其自身的特殊性，在钻井过程中钻具在井中旋转及起下钻对套管内壁造成磨损，导致其抗挤强度、抗内压强度等使用性能降低，对油气井的安全构成威胁，因此，套管设计时应当考虑磨损对抗挤强度的降低问题。API Bul 5C3挤毁压力公式没有考虑磨损对套管抗挤强度的影响。章主要通过有限元法并辅以理论分析，深入研究套管内壁磨损对其抗挤毁性能的影响规律，分别详细比较“月牙形”磨损模型与偏心筒近似磨损模型、最小壁厚均匀磨损模型之间的差异，并从挤毁强度降低的机理上阐述导致这些差异的原因所在。     

受套管磨损约束的深井钻井延伸极限预测模型

深井超深井的套管磨损问题十分严重，严重制约了深井超深井延伸极限的增加。为了提高深井超深井的延伸极限，需要研究深井超深井套管磨损和延伸极限的关系，并明确建立以套管磨损为约束条件的深井延伸极限模型。建立了套管磨损能量方程，基于套管磨损截面几何方程，引入套管截面磨损深度极限值，并考虑井下管柱在钻进过程中的载荷传递，采用迭代法反演出深井超深井在套管磨损条件下的延伸极限值，结合塔里木某超深井的数据资料进行实例计算，并通过和该井的井径测试数据进行对比，验证模型的合理性。研究结果表明，实测该塔里木超深井3 070 m处套管磨损最严重，磨损量为3.15 mm，将其代入建立的套管磨损延伸极限模型中，可得到该井的磨损延伸极限为7 812 m，这与该井实际井深7 500 m极为接近，验证了本文模型的合理性。该研究从套管磨损理论的角度，预测了深井超深井的延伸极限，并为深井超深井的安全作业和钻具选型提供了理论依据。     

偏心磨损套管应力分布的双极坐标解答

内壁磨损套管横截面形状多为月牙形，在直角坐标系下，很难得到其应力分布的解析解，因此将内壁磨损套管月牙形简化为偏心圆形。通过直角坐标向双极坐标的转换，得出了偏心磨损套管在内外压联合作用下应力分布的解析解。给出了偏心磨损套管的径向应力、环向应力和剪应力的计算公式，并对公式中各个参数的计算给出了解答。以壁厚7．7mmφ139．7mmN80套管为例，图示说明了套管剩余壁厚为4．2mm时的偏心圆的应力分布，并应用Matlab对公式进行了分析计算，绘出了磨损套管危险截面处的应力分布曲线。对推导出的公式进行了简要分析，确定了影响磨损套管应力分布的主要因素。     

有杆泵井生产中油管和抽油杆磨损问题探究

对有杆泵生产过程中普遍存在的油管和抽油杆磨损问题进行分析，提出标本兼治的综合治理方法。应用管柱锚定、杆柱加重和扶正技术，有效地解决油管和抽油杆磨损问题，确保了原油生产的正常进行。     

机械设备的摩擦磨损与减缓磨损的相关措施

介绍了磨料磨损、冲蚀磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等机械设备中存在的主要磨损形式,及其产生的原因和危害,并从制造运动部件的材质、工作过程中选用的润滑介质和工作系统清洁度的维护等方面提出了减缓磨损的措施。     

打捞公锥的磨损失效

过量磨损和挤压塑性形变是打捞公锥螺纹失效的两大形态。较软的落鱼在磨损过程中减少了它与公锥之间的硬度差。纯粹的公锥与落鱼之间二体磨损对公锥的磨损速度很小。而且公锥渗层的剥落大大加剧了公锥的磨损，它不仅损耗了公锥，而且剥落下来的硬质粒子对公锥也产生了磨粒磨损。硬质粒子的显微磨削机理为显微切削和形变疲劳。渗层的剥落有多种可能的原因，而且受到许多因素的影响。文章最后提出控制磨损的措施。     

非均匀地应力条件下磨损位置对套管应力的影响研究

深井、超深井、大斜度井、大位移井等高难度井逐渐普及，其钻柱工作时间的延长以及井眼轨迹的变化使得套管磨损问题日益突出，而磨损位置的不同会对套管强度降低的程度产生重要影响。为此，文章在充分考虑地应力非均匀性的基础上，建立了磨损后套管应力计算的有限元模型。计算结果表明，当磨损位置处于最小地应力方位时，磨损带来的套管应力增加和地应力非均匀性导致的套管应力非均匀分布得到了叠加，是最危险的情况。由于套管磨损位置带有一定的随机性，因此在设计套管强度时，应以磨损位置处于最小地应力方位为基准才是安全的。     

油田注水管道腐蚀磨损交互作用的试验研究

国内一些进入中后期开发的油田，开始逐步采用注水方式提高原油采收率，金属管道的腐蚀磨损严重影响了油田的生产。在考虑温度、含砂量、介质pH值及流速等因素的情况下，采用自制的旋转试样腐蚀磨损电化学试验装置，利用析因试验设计，模拟油田注水管道的工作状况，进行了碳钢Q235在含砂介质中的腐蚀磨损试验。试验结果表明，腐蚀磨损的交互作用强度很大，发现影响交互作用量的主要影响因素依次是溶液的pH值、转速和溶液的温度，金属腐蚀严重的情况下，如果温度升高、溶液中含砂量及流速加大，就会加快金属管道的腐蚀磨损，降低金属管道的使用寿命。通过试验得出了设计点处交互作用量的估计方程和数学表达式，并指出控制注水管道腐蚀磨损的主要手段是降低介质腐蚀性。