进给方式对AISI 304L不锈钢螺纹车削的影响

为了得到AISI 304L不锈钢螺纹最优的车削进给方式,通过对比径向、侧面和增量三种不同的进给方式在加工过程中温度、刀具寿命、螺纹表面的显微硬度变化,研究了不同进给方式对AISI 304L不锈钢螺纹车削的影响。试验结果表明,在加工过程中,采用径向进给的车削方式产生的温度最高,随之依次是侧面进给和增量进给;进给方式直接影响刀具的使用寿命,而刀具寿命与刀尖磨损密切相关,刀尖磨损一定程度上会导致螺纹轮廓的偏差;使用增量进给的车削方式可降低温度、延长刀具寿命并减少螺纹表面硬化深度。     

N80钢级直缝高频焊石油套管的研制

为了进一步提升高频电阻焊套管的韧性,实现母材与焊缝“等韧性”匹配,采用高频焊+全管体调质热处理工艺试制N80钢级Φ244.48 mm×11.05 mm套管,并对试制产品进行性能检测评价。结果表明,管体的几何尺寸、理化性能和全尺寸实物性能均满足相关标准要求,且经全管体调质处理后,HFW套管的焊缝、热影响区和母材组织性能差异较小,基本实现了焊缝与母材“等韧性”匹配,同时套管尺寸精度较高,性能均匀,具有良好的抗挤毁性能,为油田客户降本增效提供了产品保障。     

电弧喷涂Fe-Al涂层的摩擦磨损行为

为了研究Fe-Al涂层的组织结构,并比较其与20#钢的耐磨性能,采用粉芯丝材和超音速电弧喷涂技术在20#钢基体上制备了Fe-Al涂层,采用扫描电镜分析了涂层的组织形貌,用X射线衍射分析了涂层的相结构,并对比研究了涂层与20#钢在干摩擦条件下的耐磨损性能。研究结果表明,采用超音速电弧喷涂制备的Fe-Al涂层组织致密,与基体结合良好,具有较高的硬度,在相同载荷和转速下,Fe-Al涂层的摩擦系数较小,具有优异的耐磨性。     

单试样卸载柔度法测定X70管线环焊缝断裂韧性阻力曲线

为了预防X70管线环焊缝受塑性变形时的失效,采用单试样卸载柔度法对基于应变设计的X70管线环焊缝的焊缝金属及热影响区进行单边缺口拉伸试验,获得了裂纹延性扩展过程的断裂韧性阻力曲线,并对热影响区试样的试验结果进行了有效性验证。结果表明,焊缝金属和热影响区试样的断裂阻力曲线分别为δ=1.348 55(Δa)~(0.643 34)和δ=1.600 42(Δa)~(0.709 99),热影响区试样的断裂始距焊缝熔合线0.5 mm以内,试验结果为管线基于应变设计和工程临界评价提供了依据。     

新型气密封特殊螺纹接头抗旋转弯曲疲劳试验研究

套管接头在水平井下入过程中承受大量旋转-弯曲疲劳循环载荷,这种循环载荷会导致套管接头螺纹根部产生高应力,导致疲劳损伤和潜在的结构失效,从而对后续油井作业中的管柱接头密封和结构能力产生影响,因此需开展套管特殊螺纹抗旋转弯曲疲劳试验研究。基于API 5C5:2017及API TR 5SF标准,通过对某型特殊螺纹套管进行共振弯曲疲劳试验,评价该特殊螺纹接头在疲劳振动载荷下的密封性。结果显示,试验中加载频率越接近试样固有频率,振动越激烈,弯曲应力幅值越大;1#试样在内压60 MPa、弯曲度＞20°/30 m的加载条件下,累计加载循环次数54 192次后,试样完好,螺纹接头及管体未出现渗漏及破坏;2#试样在内压0.5 MPa、弯曲度＞20°/30 m的加载条件下,累计加载循环次数107 535次后,试样完好,螺纹接头及管体未出现渗漏及破坏。研究表明,该规格特殊螺纹接头在疲劳振动载荷下仍具有良好的密封性。该试验为共振弯曲疲劳试验方法和相应试验设备在特殊螺纹套管疲劳振动试验领域的深入应用提供了参考。     

基于API RP 5C5:2017标准的特殊螺纹接头密封性能评价研究

为了更好评价油套管特殊螺纹接头的性能，分析了API RP 5C5:2017和ISO 13679:2002标准的差异，并基于API 5C5:2017标准，对某特殊螺纹接头进行了密封性能评价。结果表明:试样经过上卸扣试验均未发生粘扣现象，极限样台肩扭矩与上扣扭矩的比值为0.24~0.78；在整个复合加载试验过程中，1#~4#极限样未出现结构失效及泄漏现象，1#~5#极限样在试验过程中的保载点或失效点均超过标准要求的极限载荷，满足API RP 5C5:2017 CAL IV标准的要求。     

消除大型结构件焊接畸变的焊后热处理工艺

利用有限元通用分析软件,模拟了大型焊接结构件焊后热处理前后构件的畸变分布。结果表明,焊态下结构件的最大畸变主要集中在中分面法兰处。通过模拟构件的总体畸变和结构法兰处的畸变分布,分析得出经过650 ℃保温6 h焊后热处理后,构件的总体畸变较小,且结构法兰处的畸变分布和焊后畸变分布呈较好的镜像对称性,可以有效改善焊后畸变,并有利于构件的尺寸稳定性。     

特殊螺纹接头螺纹根部微动疲劳探究

通过全尺寸疲劳试验,对特殊螺纹油套管连接的疲劳失效模式进行了识别。在某套管外螺纹中,不完全螺纹根部发现了贯穿性裂纹,但裂纹的起始位置取决于应力水平。在应力幅值较大的区域,裂纹起源于应力集中的螺纹圆角处。在应力幅值相对较低的区域,由于微动疲劳,裂纹起源于螺纹根部中间。为了研究特殊螺纹连接的微动疲劳机理,进行了微动疲劳试验。试验表明大滑移条件下螺纹接触面中部会出现微动疲劳失效。     

石油套管特殊螺纹加工工艺研究

石油套管特殊螺纹具有良好的连接强度和密封性能,常用于复杂井况的油气开发,在油气勘探开发过程中应用越来越广泛.特殊螺纹的设计种类繁多,本文主要介绍了几种承载面角度不同的特殊螺纹和数控车床螺纹加工工艺及方法,提出了不同承载角特殊螺纹的加工工艺方法及其适用性.     

P110钢级中大直径高频电阻焊表层套管研制

为了满足深井超深井油气开采对中大直径高钢级表层套管的需求,采用中低碳加少量Cr、B元素成分设计,并使用高频电阻焊+全管体调质热处理工艺技术,开发试制了Φ244.48 mm×11.05 mm P110钢级石油套管。结果表明,试制产品的屈服强度、抗拉强度和延伸率的平均值分别为895 MPa、975 MPa、25.0%;0℃下3/4尺寸母材和焊缝横向冲击功平均值分别达到77 J和73 J,基本实现母材与焊缝“等韧性”匹配;接头螺纹连接强度> 6 176 kN,抗内压强度> 60 MPa,抗外压挤毁强度平均值达43.5 MPa,各项性能指标均符合API SPEC 5CT、API TR 5C3等标准要求,能够满足深井超深井用高钢级表层套管安全服役要求。