钻杆管体裂纹分析

管体经无损探伤检验 ,人工表面检验 ,利用扫描电镜和能谱仪对钻杆管缺陷试样进行微观检验 ,确定了连铸坯大型夹杂物是导致钻杆管裂纹的主要原因。根据钢管塑性变形理论分析了裂纹形成过程 ,提出了减少裂纹的改进措施     

钻杆管体裂纹分析

管体经无损探伤检验。人工表面检验，利用扫描电镜和能谱仪对钻杆管缺陷试样进行微观检验，确定了连铸坯大型夹杂物是导致钻杆管裂纹的主要原因。根据钢管塑性变形理论分析了裂纹形成过程。提出了减少裂纹的改进措施。     

国外钻杆缺陷剖析

对油田送来的国外钻杆探伤检验中发现的缺陷进行了解剖分析。理化检验结果表明，管体和接头的理化性能均符合标准，但通过超声波检验，测出了钻杆中存在的缺陷的位置和大小。进一步分析表明，该缺陷为热加工过程产生的裂纹。指出预防钻杆失效的重要性及加强油田钻具无损检测的必要性。     

石油钻杆加厚过渡区失效分析

对钻杆加厚过渡区失效事故进行分析,确定了钻杆加厚过渡区的失效特征、失效机理与原因,为预防钻杆失效提供了理论基础和技术依据。分析结果表明,钻杆加厚过渡区的失效特征是钻杆刺穿;失效机理为腐蚀疲劳;失效原因为钻杆管体由于应力集中与腐蚀集中,在内加厚过渡区消失点内外壁萌生腐蚀疲劳裂纹,裂纹逐渐扩展,裂纹部位的壁厚也逐渐减薄,当剩余壁厚不足以承受钻杆内壁压力的时候,钻杆内壁的高压钻井液冲破剩余壁厚,最终形成钻杆刺穿孔洞。     

37CrMnMo钻杆接头裂纹原因分析

调质热处理后的某37CrMnMo钻杆接头,在磁粉检测时发现部分接头存在裂纹。为了查明该批钻杆接头裂纹产生的原因,对接头及裂纹处的化学成分、金相组织、力学性能及裂纹形貌等进行分析。分析结果表明:该批钻杆接头在锻造时,因中频感应加热炉加热的毛坯温度较高,使其出现严重的过热甚至过烧现象,造成合金元素沿晶界偏析与晶界弱化,而且在后续的热处理过程中未完全消除,从而在随后的调质过程中产生裂纹。建议生产时加强对锻造钻杆接头坯料化学成分的检验,严格监控钢坯的加热温度、保温时间,并合理选择工艺参数,以防止过烧,并提高产品质量。     

φ127mm×9.19mm G105钻杆管体刺穿原因分析

采用宏观分析、化学成分分析、力学性分析、金相检验、扫描电镜断口分析及能谱分析等手段对 φ127mm×9.19mm G105的钻杆刺穿原因进行分析.结果表明,钻杆刺穿的实质是早期疲劳失效;钻井操作中钻杆发生了横振,导致钻杆承受的弯曲应力及其交变频次增大,使疲劳寿命大幅降低;钻杆内壁腐蚀严重,腐蚀坑底由于应力集中产生疲劳裂纹,加速了腐蚀疲劳进程.     

复相化钻杆在循环应力下断裂行为研究

采用疲劳试验、扫描电镜动态拉伸装置和透射电镜,研究了复相化钻杆的疲劳强度和在循环应力作用下裂纹萌生、扩展的特点,并分析讨论了显微组织对钻杆疲劳断裂行为的影响.研究结果表明：下贝氏体组织或下贝氏体/马氏体界面可使钻杆的显微断裂模式由沿晶＋穿晶断裂转变为穿晶断裂,增加了裂纹转折和二次裂纹,提高了材料的裂纹扩展抗力.在钻杆材料中引入适当比例的下贝氏体＋马氏体复相组织,明显增长了裂纹萌生周期,可使钻杆在机械性能相近情况下具有优于回火索氏体组织的疲劳性能.     

X95钢级钻杆管体外表面裂纹形成原因分析

一批钢级为X95的钻杆,在进行钻杆接头摩擦对焊和钻杆管体内表面涂层涂覆处理后,探伤时发现部分钻杆管体存在不同程度的纵向裂纹。通过金相、扫描和能谱分析的手段,对裂纹的形貌和形成原因进行分析,并结合生产工艺过程,对产生裂纹的原因进行追溯。结果表明：钻杆管端磁粉探伤时与电极接触,管体局部粘附了低熔点电极材料,造成了重金属污染,在后续的加工过程中,管体再次受热,粘附其上的重金属元素向管体金属沿着晶界扩散,从而导致了裂纹的形成。     

V150高强度超深井钻杆断裂失效分析

某超深井在下套管过程中发生V150钻杆断裂事故,为查明断裂原因,采用宏观及显微组织分析、硬度测试、线弹性断裂力学分析等方法对断裂样品进行了失效分析。结果表明,该钻杆为脆性断裂,裂纹起源于摩擦对焊焊缝外表面附近的灰斑缺陷。由于钻杆焊缝热处理回火时超温,在较快冷却速度下形成了硬脆相组织,降低了焊缝断裂韧性及裂纹临界尺寸,在裂纹深度达到临界尺寸时,裂纹迅速失稳扩展,导致钻杆脆性断裂。     

某井5″钻杆刺漏原因分析

目的对某井5″钻杆刺漏形成原因进行分析。方法对刺漏钻杆样品的材料进行化学成分分析、力学性能测试、金相分析、晶粒度评价、非金属夹杂物评价,对刺孔周边的裂纹进行金相分析、断口宏观分析和扫描电镜分析,对腐蚀坑底部的腐蚀产物进行EDS分析,对钻杆刺穿机理进行模拟分析,对刺漏钻杆受力情况进行有限元模拟分析。结果该刺漏钻杆的化学成分、力学性能符合API Spec 5DP—2009标准要求,其中冲击韧性较高(两支刺漏钻杆的冲击功分别为83 J和87 J),是技术标准的2倍以上。刺漏钻杆样品的组织为回火索氏体,为正常调质态的组织形貌。刺漏钻杆样品晶粒度级别为9级,非金属夹杂物等级最高为1.0级,符合产品技术标准要求。该刺漏钻杆外壁存在大量的腐蚀坑,而且在腐蚀坑底部存在氧元素的腐蚀产物,即存在氧腐蚀。刺孔延伸裂纹及其周边的裂纹扩展较为平直,而且在裂纹尖端存在疲劳辉纹形貌,证实该刺漏扩展以疲劳裂纹的形式进行。结论此次两支钻杆的刺穿属于早期腐蚀疲劳破坏,其产生的因素有:(1)钻井液中的溶解O对钻杆外壁腐蚀较为严重,形成较深的腐蚀坑;(2)在通过严重狗腿度井段时,腐蚀坑底部萌生了小裂纹,随后裂纹在旋转弯曲作用力下疲劳扩展直至刺透钻杆壁厚;(3)对此井下过井的钻杆进行严格的检测,防止有缺陷的钻杆下井使用,以避免发生早期失效现象。     

液压导管疲劳破裂与液体压力关系的研究

在分析液压导管破裂类型的基础上,重点分析了液体压力作用与液压导管破裂的关系。结果表明：导管内液体压力在弯管处产生与导管轴线垂直的横向载荷,在椭圆截面导管周向产生拉伸和弯曲载荷;横向载荷、拉伸载荷、弯曲载荷与液体压力成正比;因液体压力脉动形成的作用于液压导管的交变载荷是造成液压导管疲劳破裂的主要因素之一。     

油管模型建立及结构对称性对其残余应力影响

目前对调距桨传动轴内异种金属焊接油管的残余应力研究很少,油管作为调距浆核心的动力元件之一,其可靠性尤为重要. 基于ANSYS有限元软件以四椭球热源模型模拟焊接热输入建立了油管焊接温度场和应力场分析的热-弹-塑性有限元模型,并对该模型进行了试验验证. 在此基础上,研究了长焊缝有限计算模型的简化方法和焊件结构的对称性对油管残余应力的影响. 结果表明,在保证计算精度的基础上,简化后油管有限元模型的计算速度是未简化模型的8倍. 非对称结构油管的残余应力在数值上明显大于对称结构油管的残余应力,在一定程度上非对称结构的油管能够反映对称结构油管最薄弱位置的残余应力分布.     

流体特性对周期管路弯曲振动带隙的影响

基于声子晶体理论,将液压管路设计成由钢管和挠性软管组成的周期结构,利用其带隙特性实现液压系统的振动控制。分别采用传递矩阵法和有限元法对周期管路的能带结构和振动传递特性进行了计算,同时深入研究了压力和黏度对周期管路带隙特性的影响。结果表明,周期管路在1 000 Hz以下的低频范围内具有良好的减振性能,能够有效的抑制液压管路中弯曲振动的传播;流体压力导致周期管路弯曲振动带隙升高,而流体黏度则其没有任何影响。文中的研究为液压管路的振动控制提供了一条新的技术途径。     

基于CFD-DEM的新型铝合金钻杆携岩仿真分析

由于川渝地区的地层结构较复杂,在钻探过程中产生的岩屑容易在井内沉积,使得岩屑运移难度大,最终还会造成卡钻与钻具断裂等重大井下事故。为了提高页岩气井的携岩能力,提出一种新型铝合金钻杆,对新型铝合金钻杆的携岩原理进行分析,得出该钻杆既可以提高岩屑运移能力,也可以降低摩阻,减少钻井液压耗,再对该钻杆进行力学分析与建模,利用实际参数计算,验证了钻杆的可浮性;然后对岩屑沉降与排出全过程进行分析,提出岩屑沉降与排出全过程的5个阶段;最后在充分考虑了钻井液、岩屑颗粒、钻杆和井壁相互作用的影响下,利用CFD-DEM耦合对新型铝合金钻杆的携岩过程进行精确仿真。改变钻井液排量、钻杆转速、岩屑粒径、钻杆偏心度,对新型铝合金钻杆的携岩能力进行分析,并将该钻杆的携岩效率与传统钢钻杆进行对比,研究了两种钻杆的岩屑运移率,最终得出新型铝合金钻杆相比传统钢钻杆具有更高的携岩效率。该研究成果对减少岩屑沉降、提高岩屑运移能力具有重要意义。     

Q345钢生产双相钢无缝钢管的工艺试验及成型性能评价

通过对Q345无缝钢管进行中频感应加热及环形喷水冷却,得到了铁素体+马氏体的双相钢无缝钢管。采用单向拉伸试验测试钢管的力学性能,结合钢管在扫描电镜和透射电镜下的微观组织形貌,分析了临界区不同退火温度对双相钢无缝钢管的组织及性能的影响。采用管端扩口试验方法,对试验钢管的成型性能进行评价。结果表明:Q345无缝钢管通过中频感应加热至临界区退火后,可获得高强度、高成型性能的双相钢无缝钢管,其中750℃退火后,试验钢管的各相分布较为均匀,应力应变曲线呈现连续屈服状态,强塑积可以达到16 510 MPa·%。     

Influence of process parameters on microstructure of semisolid A356 alloy slug cast through vertical pipe

Suitable microstructures required for semisolid casting were formed by using a vertical pipe. Different lengths of vertical pipe, slug dimensions and pouring time were used to investigate their influence on the microstructure of A356 alloy. The results indicate that at the same length of the vertical pipe, the morphology of the primary a（Al） gradually deteriorates by the enlargement in the slug size, but the deteriorating speed slows down with increasing pipe length. They also reveal that the increase in the pipe length improves the microstructure, whereas no further improvement appears when the pipe length reaches a certain value. The optimum length of the pipe obtained in the present work is 430 mm. The microstructure of larger slug poured at higher pouring temperature gets worse and it can be improved by moderately elongating pouring time. The relative mechanisms were also discussed.     

基于高压水射流的燃气管道带压智能切割机械的研制

燃气输送管道经常需要在不断气运行情况下安装分支管道，其与主管道相贯部分的切割必须防火、安全、不漏气。基于高压水射流的燃气管道带压智能切割机械采用添加磨料的高压水射流作为切割方法，能满足由不同管径、不同相交角度、非标准圆管相交而成的非标准相贯线在密封环境中的自动切割，并能自动取出废料。本文介绍了该机械的总体结构、智能控制方案、运动执行机构及密封结构：使用结果表明相贯部分切割准确，且切割过程高效、安全，完全符合使用要求：     

自适应管道打磨机器人的通过性分析与仿真

针对管道机器人难以检测打磨管内缺陷且通过性差的问题,设计一种自适应管道内壁检测打磨机器人,研究其在直管、弯管以及障碍管中的通过性能。提出管道机器人的结构方案,分析其行走驱动装置及作业装置特点;建立机器人的运动学模型,结合结构在管道内的受力,对机器人在不同管道内运动的受力状态、几何约束与运动特性进行分析;运用ADAMS仿真软件和整体化仿真方法,对机器人在管道中的通过性能进行仿真分析。结果表明：该机器人可以通过水平直管、弯管和内含10 mm高环形障碍的管道,但机身速度、压力和车轮的接触力存在一定波动;在通过弯管时,采用内外车轮差速、外扩变径机构,可降低内耗、增加贴合力。     

钢管内壁缺陷涡流检测的机理研究

钢管涡流检测多采用磁饱和技术以抑制磁导率波动引起的信号噪声,检测实践中发现此时内壁缺陷被检出,这与趋肤效应原理相矛盾。建立了含内壁刻槽的钢管磁饱和下的仿真和试验模型,剖析了内壁缺陷检出机理。仿真和试验结果表明:钢管缺陷漏磁场在探头内引起低频响应经相敏检波后被滤除,对信号无作用贡献,内壁缺陷在钢管外壁引起的磁导率畸变是影响信号的真正根源。研究结果明确了磁饱和下钢管涡流检测机理,可望指导钢管的工程实践检测。     

多通管接头磨粒流光整均匀性研究

目的 提升航空油路中多通管接头内壁磨粒流光整加工效果.方法 以三通、四通金属管接头为研究对象,针对零件的材料特性、结构特性设计相关实验,研究多通管接头管道内表面磨粒流光整工艺中加工时间及加工流道对管道内壁粗糙度、材料去除量、表面质量一致性的影响.结果 加工开始时管道表面糙度Ra下降缓慢,在60 s后粗糙度开始加速下降,...