35Mn2钢碱脆机理的研究

论文摘要

石油是一种不可再生的资源,为了最大限度地提高石油采收率,大庆地区开辟了三元复合驱实验区。三元复合驱是属于三次采油的一种方法,可以使原油采收率比水驱提高20%~25%。由于它采用碱(NaOH)/表面活性剂/聚合物作为驱油剂,同时井下温度随着井深而增加,一般会达到100℃左右,所以在这种环境中工作的油管、抽油杆(部分材料为35Mn2钢)出现了较多的断管、断杆现象。目前,国内外对三元复合驱技术的研究还仅限于驱油效果,而对管材在其中的碱脆行为的研究报道甚少。因而,研究在热强碱介质中35Mn2钢的腐蚀机理可以为油管、抽油杆的合理选材以及采取有效防腐措施提供理论依据,同时也可降低安全事故的发生,为油田带来一定的经济效益和社会效益。此外,套管作为油气井的重要组成部分,要尽可能提高其抗射孔开裂的能力。由于对套管射孔时,管体需承受应变率极大的冲击载荷,当达到一定的临界条件时会发生失稳开裂,所以研究高应变率下碱脆对35Mn2钢动态断裂韧性K Id的影响可以为石油套管的安全使用提供一定的参考依据。本文通过电化学实验和冲击实验相结合的方法,在不同极化电位下研究了35Mn2钢冲击功AK V的变化规律,验证了氢致开裂是35Mn2钢碱脆的主要机理。并通过Hopkinson压杆实验证明了高应变率ε=103/s下,碱脆对35Mn2钢动态断裂韧性K Id的影响不大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 碱脆研究概况
• 1.1 引言
• 1.2 碱脆研究历史
• 1.3 碱脆研究理论
• 1.4 碱脆的影响因素
• 1.5 碱脆防护措施
• 1.6 本章小结
• 第二章 35Mn2 钢碱脆机理的研究
• 2.1 引言
• 2.2 碱脆的两种主要理论
• 2.3 35Mn2 钢碱脆机理的研究
• 2.3.1 实验材料及设备
• 2.3.2 实验原理、方案及结果
• 2.3.3 实验结果分析
• 2.4 35Mn2 钢碱脆的防护措施
• 2.5 本章小结
• 第三章 残余应力对 35Mn2 钢碱脆的影响
• 3.1 引言
• 3.2 残余应力对 35Mn2 钢碱脆的影响
• 3.2.1 实验材料及设备
• 3.2.2 实验原理、方案及结果
• 3.2.3 实验结果分析
• 3.2.4 降低残余应力的措施
• 3.3 本章小结
• 第四章 碱脆对 35Mn2 钢动态断裂韧性的影响
• 4.1 引言
• 4.2 动态断裂韧性
• 4.2.1 准—静态断裂韧性
• 4.2.2 动态断裂韧性
• 4.2.3 不同加载率下断裂韧性的测试方法及测试装置
• 4.3 动态断裂韧性与冲击功的关系
• 4.4 碱脆对 35Mn2 钢动态断裂韧性的影响
• 4.4.1 实验材料及设备
• 4.4.2 实验原理、方案及结果
• 4.4.3 实验结果分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要