【摘要】： 石油是一種不可再生的資源,為了最大限度地提高石油采收率,大慶地區(qū)開(kāi)辟了三元復(fù)合驅(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)。三元復(fù)合驅(qū)是屬于三次采油的一種方法,可以使原油采收率比水驅(qū)提高20%~25%。由于它采用堿(NaOH)/表面活性劑/聚合物作為驅(qū)油劑,同時(shí)井下溫度隨著井深而增加,一般會(huì)達(dá)到100℃左右,所以在這種環(huán)境中工作的油管、抽油桿(部分材料為35Mn2鋼)出現(xiàn)了較多的斷管、斷桿現(xiàn)象。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)的研究還僅限于驅(qū)油效果,而對(duì)管材在其中的堿脆行為的研究報(bào)道甚少。因而,研究在熱強(qiáng)堿介質(zhì)中35Mn2鋼的腐蝕機(jī)理可以為油管、抽油桿的合理選材以及采取有效防腐措施提供理論依據(jù),同時(shí)也可降低安全事故的發(fā)生,為油田帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 此外,套管作為油氣井的重要組成部分,要盡可能提高其抗射孔開(kāi)裂的能力。由于對(duì)套管射孔時(shí),管體需承受應(yīng)變率極大的沖擊載荷,當(dāng)達(dá)到一定的臨界條件時(shí)會(huì)發(fā)生失穩(wěn)開(kāi)裂,所以研究高應(yīng)變率下堿脆對(duì)35Mn2鋼動(dòng)態(tài)斷裂韌性K Id的影響可以為石油套管的安全使用提供一定的參考依據(jù)。 本文通過(guò)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)和沖擊實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,在不同極化電位下研究了35Mn2鋼沖擊功AK V的變化規(guī)律,驗(yàn)證了氫致開(kāi)裂是35Mn2鋼堿脆的主要機(jī)理。并通過(guò)Hopkinson壓桿實(shí)驗(yàn)證明了高應(yīng)變率ε=103/s下,堿脆對(duì)35Mn2鋼動(dòng)態(tài)斷裂韌性K Id的影響不大。
【圖文】：

圖 2.1 金屬應(yīng)力腐蝕斷裂示意圖解理論碳、氮原子偏聚或碳化物、氮化物的析出成為位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的這些因素都提高了晶界區(qū)的陽(yáng)極活性，使金屬在一定介質(zhì)，在應(yīng)力作用下造成應(yīng)力集中，很容易發(fā)展成晶間裂紋源附于微小裂紋低部的金屬處，降低金屬開(kāi)裂所需要的能量向發(fā)展。在應(yīng)力的作用下，金屬產(chǎn)生塑性變形，，裂紋得以型的穿晶斷裂的陽(yáng)極溶解應(yīng)力腐蝕，目前廣泛接受的理論面主要就滑移—溶解—斷裂理論進(jìn)行歸納說(shuō)明[31-33]。段在活動(dòng)的滑移面，在拉應(yīng)力作用下，位錯(cuò)在活動(dòng)的滑移面膜產(chǎn)生一定的作用力，這使得此處金屬鈍化膜破壞露出化屬局部產(chǎn)生滑移臺(tái)階，見(jiàn)圖 2.2(a)。段生后，又使此處位錯(cuò)密集和缺位增加，并使金屬中的某些

的滑移面如鐵中的(110)相比，高指數(shù)的滑移面如鐵中的(112)，(113)，現(xiàn)的滑移臺(tái)階多，所以在高指數(shù)滑移面上原子溶解的速度就比低指數(shù)滑解速度大。，根據(jù)金屬物理中有關(guān)塑性變形的理論可知，金屬滑移臺(tái)階的產(chǎn)生原因的運(yùn)動(dòng)，這里既包括螺型位錯(cuò)移動(dòng)也包括刃型位錯(cuò)移動(dòng)至表面的貢獻(xiàn)。化學(xué)溶解作用金屬鈍化膜破裂后形成的蝕坑、縫隙及裂紋等腐蝕產(chǎn)物在蝕坑口覆蓋，散受到抑制并形成腐蝕電池，這就是閉塞電池。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在閉塞電池，其介質(zhì)成分和濃度與整體介質(zhì)有很大差別。屬表面已形成蝕坑（或裂紋），則不但蝕坑內(nèi)外的介質(zhì)濃度和 pH 值存在中各處的介質(zhì)濃度和 pH 值也會(huì)有很大差別，這必將導(dǎo)致蝕坑內(nèi)（或裂學(xué)不均勻性，造成蝕坑內(nèi)各處的極化曲線有很大不同。由實(shí)驗(yàn)表明，此內(nèi)各點(diǎn)見(jiàn)圖 2.3(a)中所示，l 點(diǎn)處于極化曲線的鈍化區(qū)，4 點(diǎn)處于極化曲述 4 個(gè)點(diǎn)的陽(yáng)極極化曲線與陰極極化曲線交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的腐蝕電流表明以處最小，如圖 2.3(b)。因此，4 點(diǎn)處腐蝕最強(qiáng)，l 點(diǎn)處最弱。
【學(xué)位授予單位】：大慶石油學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TG142.15

【參考文獻(xiàn)】

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