石油膨胀管材料设计方案准则.docVIP

石油膨胀管材料的设计准则 本文由清都布衣贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 维普资讯 石 一 油 机 械　 ２８ 一 　 Ｃ ＩＡＰＴ Ｏ Ｅ ＭＭ Ｃ ＩＥ Ｙ ＨＮ 　Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ 　 Ａ ＨＮ Ｒ 　 ２０ ０ ５年 第３ ３卷 第１ １期　 ．设计计算　 ＿ 石 油膨 胀 管 材 料 的设计 准 则。 　 许瑞萍　 刘 洁　 张玉新　 陈玉如　 刘文西　 　 （ ．天津大学材料科 学与 工程 学院 １ ２ ．上 海天合 形状记 忆材料 有限公 司） 　 摘 要　 石 油膨胀 管是 现代 石 油工 业领域 新 兴 的一项技 术 ，被 称 为 ２ ｌ世纪 石油套 管 的 一次 技术　 革命 。通过 大量 的实 验研 究 ，介绍 了石 油膨胀 管 材 料铁 基 膨 胀 合金 的设 计准 则 ，即膨 胀 管材 料 应　 具备高塑性、高强度和高加工硬化率等 ３个特点；提 出了新概念 “ 材料 的强塑性” 。为 了便于设　 计石油膨胀管材料，推导了铁基合金 ｓ马 氏体的相变起始 温度　 （ 的计算公式。 　 ） 　 关键 词　 石油膨胀 管 膨胀 合 金　 强塑 性 铁基 合金 设 计准 则　 料一 直是 制约膨 胀管 技术 工程应 用 的重要 因素 。为　 石 油 膨胀 管 技 术　 ２ 世纪 ８ ０ ０年代末 ，荷兰壳牌石油公 司率先提　 出 了石 油 膨 胀 管 技 术 的设 想 ¨ ，经 过 几 年 的 研 究　 Ｊ 和开发 ，于 １９ ９７年 转 为 工 业应 用 。 目前 各 大 石 油　 公 司包 括威 得福 都 注意 到 了该 项技 术 ，纷纷 投入 大　 了解决 这 一难题 ，通 过大 量 的实验研 究 ，笔者 提 出　 了石 油膨胀 管材 料设 计准则 ，这对 我 国应 用膨 胀 管　 技 术将 具有 很大 的推 动作用 。 　 设 计准 则 讨 论　 １ ．材料 的强塑 性　 量的人力物力开发该项技术 ，但是仍以壳牌公司和　 哈里伯顿公司合资成立的美 国亿万奇环球技术公司　 处 于领 先地 位 。石 油膨胀 管最 关键 技术 难题 就是 膨　 胀 管材 料 的选用 ，国外 一般 选 用 Ｌ ０和 Ｋ ５套 管 ， ８ ５ 　 最 近壳 牌 公 司 又新 推 出 Ｌ ｘ ０套 管 材 料 ，但 是 其　 Ｓ８ 膨 胀性 能还 不 是 很好 。 国 内于 ２０ ０ ０年 引 进 这 项 技　 术 ，尚处 于起步 阶段 ，西 安石 油大 学也 是 刚刚开 始　 探 讨膨 胀管 材料 的性 能要 求 ，只有 天津 大学 和 上海　 天合形 状记 忆有 限公 司共 同开发膨 胀管 材料 并进 行　 试 验施 工 。 　 膨 胀管 技术 的应用 是一 项 系统工 程 ，所要 研究　 的 内容 非 常广 泛 ，涉 及 到 石 油 钻井 、采 油 、油 藏 、 　 完 井 、修井 、材 料 、机械 等多 个领域 ，对 膨胀 管材　 料 的研究 更 是一 个技 术难题 。因为膨 胀管 施工 的环　 境 一般 是在海 洋 和深井 中 ，要求 膨胀 管材 料具 有高　 的强度 。另外 ，为 了满足膨 胀管 在膨 胀过 程 中的大　 变形 ，膨胀 管材料 还应 具备 良好 的塑 性 ，一般 的石　 油套管 难 以达到这 样 的要求 。 　 为 了表 达膨胀 管材 料 的综合 性 能 ，提 出 了一个　 新 概念 “ 塑性 ” 强 ，用 字母 ｋ表 示 ，它 等 于 材料 在　 石 油膨 胀管 技术 能够 大 幅度地 降低 钻井成 本 和　 缩 短施 工周 期 ，并带 动石 油钻 井 、固井 、完井 、修　 井 等一 系列 工程 技术 ，被 称 为是石 油套 管 的一次 技　 术 革命 。随着石 油价 格不 断 上升 ，研 究 这项 技术 更　 是 迫切需 要 ，但 是 由于膨胀 管 一般是 在海 洋或 深 井　 中施 工 ，要 承受 巨 大 的外力 ，因此要 求 材料具 有 高　 强 度 ；另外 为 了适 应 膨胀 过程 的大 变形 ，材料 也应　 退火状态下的拉伸强度　 和延伸率 艿 二者 的乘积　 ｋ ＝ ６　 　 艿 （） １　 式 中　 的单位 为 ＭＰ ，艿的单 位 为％ ，则 强 塑性 ｋ ａ 　 的单 位就 是 ＭＰ ％ 。如果 以直 角坐标 系