目前關于鉆井液潤滑性能對油套管磨損行為影響的研究較少。為此,以G105鋼和2Cr13鋼為摩擦副,通過銷盤摩擦試驗研究鉆井液油水比對石油套管摩擦學性能的影響。對套管磨損率、摩擦因數、表面形貌以及磨損產物進行分析,得到了不同油水比下套管的磨損機理:增大鉆井液油水比可以顯著減輕套管磨損;隨著油水比從0增加到5,磨損率和平均摩擦因數呈現先減小后增大的趨勢;油水比為0～3時套管主要磨損機制為磨料磨損,油水比為3～5時套管主要磨損機制為腐蝕磨損;低油水比下（小于3）,犁溝是銷盤表面主要磨損形貌;高油水比下,小孔和裂紋是銷盤表面主要磨損形貌;過高的含油量會阻止摩擦熱損失,導致鉆井液溫度迅速升高、Cl-活性顯著增強,從而加劇腐蝕磨損。為防止2Cr13石油套管在使用過程中過度磨損,推薦鉆井液油水比為3左右。研究結果可為減輕套管磨損以及降低鉆井風險研究提供一定的指導。 

【文章來源】：石油機械. 2020,48(09)北大核心

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

銷盤原樣三維形貌以及XRD分析結果

圖2為不同油水比下銷盤磨損率示意圖。從圖2可以看出，當油水比從0增加至3時，銷盤磨損率顯著下降，而油水比繼續(xù)增加至5時，銷盤磨損率呈上升趨勢。隨著油水比增加，銷盤磨損率降低是正�，F象，這是因為在高油水比下油基鉆井液的潤滑性能更好。而隨著油水比從3增加到5，銷盤磨損率上升則是一種反�，F象，這可以歸結于銷盤表面磨損機制的轉變，將在后續(xù)討論部分進行深入分析。圖3為不同油水比下銷盤摩擦因數隨時間的變化曲線。

圖3為不同油水比下銷盤摩擦因數隨時間的變化曲線。從圖3可知:當油水比從0增加到3時，平均摩擦因數減小;當油水比從3增加到5時，平均摩擦因數略增大;當油水比較小時，摩擦因數進入穩(wěn)定狀態(tài)所需時間較長，即隨油水比增大，磨合周期變短。這是因為在接觸載荷作用下，接觸面的粗糙凸起被壓入較軟的材料表面，當油進入接觸面時，銷釘和銷盤上的粗糙凸起相互咬合作用減弱，摩擦因數波動減小。摩擦因數的變化不僅與接觸條件有關，還與接觸面形貌直接相關。因此，需進一步分析不同油水比下銷盤表面形貌的變化。

【參考文獻】：
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本文編號：3299698