不同井深用膨胀筛管基管材料的研究

发布时间：2016-11-26 18:05

  本文关键词：膨胀筛管基管材料性能研究及应用，由笔耕文化传播整理发布。

《西南石油大学》 2011年

不同井深用膨胀筛管基管材料的研究

季正勇  

【摘要】：本文介绍了膨胀筛管的组成、膨胀工艺、膨胀工具及材料的选择等问题,并针对不同井深选择了三种材料作为膨胀筛管基管进行实验,实验包括金相分析、力学性能分析、断口形貌分析、腐蚀电化学分析及有限元分析。 实验研究表明在室温条件下,15CrMo钢、316L不锈钢和21Cr5Mn24Al2Si钢的塑性都能满足制备膨胀筛管基管的最基本要求,但在不同的井下温度场条件下表现出不同的结果。即,三种膨胀筛管基管材料的力学性能都不同程度地受到井下温度场的影响。15CrMo钢的抗拉强度(Rm)、屈服强度(Reh)和延伸率(A)受井下温度场的影响情况不同,随着温度的升高,抗拉强度(Rm)和屈服强度(Reh)都略有升高,而延伸率(A)且以较大的幅度下降；316L不锈钢和21Cr5Mn24Al2Si钢的抗拉强度(Rm)、屈服强度(Reh)和延伸率(A)受井下温度场的影响较大,随着温度的升高,抗拉强度(Rm)、屈服强度(Reh)和延伸率(A)的下降幅度都较大。三种材料中,316L不锈钢最耐腐蚀,21Cr5Mn24Al2Si钢次之,15CrMo钢的耐腐蚀性最差。有限元分析计算结果中,15CrMo钢、316L不锈钢和21Cr5Mn24Al2Si钢在不同膨胀率下膨胀后的等效应力分布相类似,最大值相差不大,其主要分布在割缝尖端的附近；温度和膨胀率对15CrMo钢膨胀时和膨胀后的性能影响较小,膨胀率对316L不锈钢和21Cr5Mn24Al2Si钢膨胀时和膨胀后的性能影响较小,而温度对其影响较大；有限元分析的计算结果是实验室实验结果的90%,所以有限元分析的计算结果是可靠的,能对现场施工起到指导意义。 最后,通过实验和有限元分析得出,15CrMo钢、316L不锈钢和21Cr5Mn24Al2Si钢都可以制备膨胀筛管基管,但其应用的井深和井况不同。15CrMo钢是一种耐热的珠光体钢,其能耐550℃以下的高温,但耐腐蚀性较差,只能适用于腐蚀较轻的油气井；316L不锈钢是一种奥氏体不锈钢,其耐腐蚀性能较好,但强度受温度的影响较大,其主要用于常规井况的井中,一般井深在1000-2000米；21Cr5Mn24Al2Si钢的综合机械性能较好,不但强度和延伸率较高,而且还具有较好的耐腐蚀性能,故其制备的膨胀筛管基管能用于腐蚀性较强和深井及超深井。

【关键词】：
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TE257
【目录】：

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  本文关键词：膨胀筛管基管材料性能研究及应用，，由笔耕文化传播整理发布。

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