基于深海钻探的TC27钛合金钻杆的性能研究
发布时间：2021-11-19 23:42
随着世界各国油气田的开采逐渐向深海、超深海、强腐蚀环境发展,石油钻井领域对新型材料钻杆的需求日益迫切,钛合金材料以其优异的性能脱颖而出。因此进行钛合金材料钻杆在深海油气田的应用现状及前景、材料腐蚀力学性能及钻杆振动理论等方面的研究具有重要意义。对TC27新型钛合金材料进行拉伸试验与H2S/CO2环境下的腐蚀试验测试,得到其工程应力-应变曲线与应力腐蚀速率,测试结果表明TC27钛合金材料具有密度小、比强度高、抗拉强度大的特性,以及优良的抗腐蚀性能;通过材料力学与振动力学理论分析,推导出TC27钛合金钻杆在有无流体阻尼情况下纵向、横向及扭转振动的固有频率分布方程,创新性地采用MATLAB编程对两种情况的频率分布方程进行计算对比,结果表明TC27钛合金材料钻杆三种振动方式的频率均受流体阻尼作用而有所降低;根据试验所得材料属性,利用ANSYS软件中的PIPE59单元对2120米的TC27钛合金钻杆进行建模,模拟TC27钛合金钻杆、钻具不同尺寸对钻杆纵向振动固有频率的影响,发现纵向振动的各阶固有频率基本保持不变;模拟研究TC27钛合金钻杆长度变化对横向...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
油井钻杆服役条件Fig1.1Serviceconditionsfordrillingstringofoilwell
但应力破坏与腐蚀破坏的影响并不是互相促进的作用关系[15]。示为金属腐蚀力学性能试验常用的研究方法和研究环境中抵抗腐蚀能力非常强，环境温度在 330℃以CO2和 Cl-腐蚀。褚洪[16]分析了环境、应力、材料了钛合金应力腐蚀的三种机制。朱玉琴[17]等对在合金 3.5%NaCl 溶液中应力腐蚀行为进行了研究，效规律。山川[18]研究了 TC4、TC18、TC21 三种液环境下的应力腐蚀开裂行为和耐腐蚀性能，研能都比较强。刘强[19]等对钛合金材料进行了一系，研究发现钛合金油井管的力学性能，耐腐蚀性能求。
图 1.3 建模参数系统图 diagram showing parameters conside研究了基于钻井参数的钻杆动力型（FEM）。基于这种参数共振间响应的失效模式，且未考虑到验室和现场试验来测试钻头和不减少井下振动。Dykstra[28]等进是钻杆整体质量不平衡造成的。平衡的情况就会发生。他们所开下的挠度，不能预测钻杆动态行状况，但是实验现象只能通过视
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金在油气勘探开发领域的应用前景[J]. 付毓伟,赵立平,赵亚兵,赵海英,崔建,陈明君. 石油钻采工艺. 2017(05)
[2]钛合金在石油天然气勘探开发中的应用[J]. 吴欣袁,张恒,徐学军,张忠世,郭淑君. 石油化工应用. 2016(11)
[3]航空用钛合金研究进展[J]. 金和喜,魏克湘,李建明,周建宇,彭文静. 中国有色金属学报. 2015(02)
[4]钛合金油井管的耐腐蚀性能及应用研究进展[J]. 刘强,宋生印,李德君,白强. 石油矿场机械. 2014(12)
[5]TC4钛合金的显微组织及其抗冲击韧性[J]. 刘建强. 热加工工艺. 2013(12)
[6]海洋大气对TA15钛合金应力腐蚀影响研究[J]. 朱玉琴,苏艳,舒畅,罗来正. 装备环境工程. 2012(02)
[7]UAQ海上气田钻井实践[J]. 吴玉禄,刘跃俊. 石油钻采工艺. 2011(06)
[8]TC4钛合金的表面氧化及其对疲劳性能的影响[J]. 张源,张爱荔,李惠娟. 钛工业进展. 2010(01)
[9]三维井眼全井钻柱系统动力学模型研究[J]. 祝效华,刘清友,童华. 石油学报. 2008(02)
[10]南海流花超大位移井摩阻/扭矩及导向钻井分析[J]. 高德利,覃成锦,代伟锋,唐海雄,魏宏安. 石油钻采工艺. 2006(01)
硕士论文
[1]钛及钛合金在海水中的应力腐蚀及氢脆敏感性研究[D]. 张睿.内蒙古工业大学 2013
[2]钛合金的应力腐蚀开裂与腐蚀电化学研究[D]. 山川.中国海洋大学 2013
[3]军用飞机典型铝合金结构腐蚀损伤规律及加速腐蚀试验方法研究[D]. 孙祚东.哈尔滨工程大学 2005
本文编号：3506119
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
油井钻杆服役条件Fig1.1Serviceconditionsfordrillingstringofoilwell
但应力破坏与腐蚀破坏的影响并不是互相促进的作用关系[15]。示为金属腐蚀力学性能试验常用的研究方法和研究环境中抵抗腐蚀能力非常强，环境温度在 330℃以CO2和 Cl-腐蚀。褚洪[16]分析了环境、应力、材料了钛合金应力腐蚀的三种机制。朱玉琴[17]等对在合金 3.5%NaCl 溶液中应力腐蚀行为进行了研究，效规律。山川[18]研究了 TC4、TC18、TC21 三种液环境下的应力腐蚀开裂行为和耐腐蚀性能，研能都比较强。刘强[19]等对钛合金材料进行了一系，研究发现钛合金油井管的力学性能，耐腐蚀性能求。
图 1.3 建模参数系统图 diagram showing parameters conside研究了基于钻井参数的钻杆动力型（FEM）。基于这种参数共振间响应的失效模式，且未考虑到验室和现场试验来测试钻头和不减少井下振动。Dykstra[28]等进是钻杆整体质量不平衡造成的。平衡的情况就会发生。他们所开下的挠度，不能预测钻杆动态行状况，但是实验现象只能通过视
【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金在油气勘探开发领域的应用前景[J]. 付毓伟,赵立平,赵亚兵,赵海英,崔建,陈明君. 石油钻采工艺. 2017(05)
[2]钛合金在石油天然气勘探开发中的应用[J]. 吴欣袁,张恒,徐学军,张忠世,郭淑君. 石油化工应用. 2016(11)
[3]航空用钛合金研究进展[J]. 金和喜,魏克湘,李建明,周建宇,彭文静. 中国有色金属学报. 2015(02)
[4]钛合金油井管的耐腐蚀性能及应用研究进展[J]. 刘强,宋生印,李德君,白强. 石油矿场机械. 2014(12)
[5]TC4钛合金的显微组织及其抗冲击韧性[J]. 刘建强. 热加工工艺. 2013(12)
[6]海洋大气对TA15钛合金应力腐蚀影响研究[J]. 朱玉琴,苏艳,舒畅,罗来正. 装备环境工程. 2012(02)
[7]UAQ海上气田钻井实践[J]. 吴玉禄,刘跃俊. 石油钻采工艺. 2011(06)
[8]TC4钛合金的表面氧化及其对疲劳性能的影响[J]. 张源,张爱荔,李惠娟. 钛工业进展. 2010(01)
[9]三维井眼全井钻柱系统动力学模型研究[J]. 祝效华,刘清友,童华. 石油学报. 2008(02)
[10]南海流花超大位移井摩阻/扭矩及导向钻井分析[J]. 高德利,覃成锦,代伟锋,唐海雄,魏宏安. 石油钻采工艺. 2006(01)
硕士论文
[1]钛及钛合金在海水中的应力腐蚀及氢脆敏感性研究[D]. 张睿.内蒙古工业大学 2013
[2]钛合金的应力腐蚀开裂与腐蚀电化学研究[D]. 山川.中国海洋大学 2013
[3]军用飞机典型铝合金结构腐蚀损伤规律及加速腐蚀试验方法研究[D]. 孙祚东.哈尔滨工程大学 2005
本文编号：3506119
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