目前關(guān)于鉆井液潤(rùn)滑性能對(duì)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(guò)銷盤摩擦試驗(yàn)研究鉆井液油水比對(duì)石油套管摩擦學(xué)性能的影響。對(duì)套管磨損率、摩擦因數(shù)、表面形貌以及磨損產(chǎn)物進(jìn)行分析,得到了不同油水比下套管的磨損機(jī)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(shù)呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì);油水比為0～3時(shí)套管主要磨損機(jī)制為磨料磨損,油水比為3～5時(shí)套管主要磨損機(jī)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(guò)高的含油量會(huì)阻止摩擦熱損失,導(dǎo)致鉆井液溫度迅速升高、Cl-活性顯著增強(qiáng),從而加劇腐蝕磨損。為防止2Cr13石油套管在使用過(guò)程中過(guò)度磨損,推薦鉆井液油水比為3左右。研究結(jié)果可為減輕套管磨損以及降低鉆井風(fēng)險(xiǎn)研究提供一定的指導(dǎo)。 

【文章來(lái)源】：石油機(jī)械. 2020,48(09)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

銷盤原樣三維形貌以及XRD分析結(jié)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(dāng)油水比從0增加至3時(shí)，銷盤磨損率顯著下降，而油水比繼續(xù)增加至5時(shí)，銷盤磨損率呈上升趨勢(shì)。隨著油水比增加，銷盤磨損率降低是正�，F(xiàn)象，這是因?yàn)樵诟哂退认掠突@井液的潤(rùn)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(xiàn)象，這可以歸結(jié)于銷盤表面磨損機(jī)制的轉(zhuǎn)變，將在后續(xù)討論部分進(jìn)行深入分析。圖3為不同油水比下銷盤摩擦因數(shù)隨時(shí)間的變化曲線。

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

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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