發(fā)布時間：2017-04-17 07:12

  本文關鍵詞：大膨脹率石油套管性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：膨脹管技術是石油鉆井行業(yè)中迅速崛起的一項新技術,可明顯降低鉆井及完井成本。該技術的最終目的是實現(xiàn)單一井徑鉆井完井,制約膨脹管技術發(fā)展及應用的關鍵是膨脹管材料的選擇和優(yōu)化。目前國內外膨脹管材料的選擇依然局限在現(xiàn)有的API套管中,且膨脹率均小于25%,屈強比在0.75左右,還沒有解決具有低成本、大尺寸、大膨脹率等高性能的膨脹管用鋼鐵材料的生產制備問題。學者們都追求新材料的研制,忽略了對已用鋼材進行改性來制備膨脹管的方法。本文依照雙相鋼的設計理念,通過熱處理改性的方法對低碳合金鋼進行實驗,探討了影響實驗鋼顯微組織形態(tài),力學性能以及膨脹性能的因素,設計了熱處理方案、拉伸實驗及膨脹實驗,運用了光學顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡及能譜分析等實驗分析手段,得到了力學性能與組織、成分之間的對應關系。實驗得出,亞溫淬火工藝可以得到雙相組織,改善了材料的強韌性能和膨脹性能,較完全淬火工藝更適于膨脹管用鋼的熱處理;Cr、Mo元素提高了實驗鋼的淬透性;影響實驗鋼相組成及組織形態(tài)的淬火溫度、冷卻方式、回火等因素同樣影響著實驗鋼的力學性能;回火顯著提高了亞溫淬火實驗鋼的延性,770℃亞溫淬火鋼經(jīng)600℃回火后,延伸率從7.3%提高到14.94%,斷面收縮率從23.56%提高到48.96%,膨脹極限從20%提升到40%,遠大于API套管中25%的膨脹率,屈強比在0.65左右,小于API套管的0.75,性能較佳,基本實現(xiàn)了低成本、大膨脹率和高性能的目標。
【關鍵詞】：膨脹管 雙相鋼 熱處理 延伸率 膨脹極限
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 膨脹管技術概述10-13
• 1.1.1 膨脹套管技術11-12
• 1.1.2 單一井徑膨脹套管技術12-13
• 1.2 膨脹管技術的研究進展及應用13-16
• 1.2.1 膨脹管技術的國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 膨脹管技術的國內研究進展14-15
• 1.2.3 膨脹管技術的應用15-16
• 1.3 膨脹套管用鋼的研究與制備16-21
• 1.3.1 膨脹套管用鋼的研制方向16-17
• 1.3.2 先進鋼鐵材料的發(fā)展17-18
• 1.3.3 探究開發(fā)新型膨脹管材料18-20
• 1.3.4 對已有鋼管的篩選及加工改性20
• 1.3.5 膨脹套管用鋼的發(fā)展瓶頸20-21
• 1.4 雙相鋼的研究與發(fā)展21-23
• 1.5 本文研究的主要內容23-26
• 第二章 實驗材料及研究方法26-32
• 2.1 實驗材料的選擇26
• 2.2 實驗設備26-27
• 2.3 實驗方法27-32
• 2.3.1 熱處理方案27-29
• 2.3.2 組織結構分析實驗29
• 2.3.3 力學實驗29-30
• 2.3.4 膨脹實驗30-32
• 第三章 實驗鋼的顯微組織32-42
• 3.1 實驗鋼的顯微組織特征32-33
• 3.2 影響實驗鋼顯微組織特征的因素33-40
• 3.2.1 合金元素的影響33-34
• 3.2.2 兩相區(qū)加熱溫度的影響34-35
• 3.2.3 冷卻方式的影響35-38
• 3.2.4 回火的影響38-39
• 3.2.5 膨脹變形的影響39-40
• 3.3 本章小結40-42
• 第四章 實驗鋼單軸拉伸下的力學性能42-50
• 4.1 概述42
• 4.2 實驗鋼單軸拉伸時的力學性能42-43
• 4.3 影響實驗鋼力學性能的因素43-48
• 4.3.1 亞溫淬火溫度43-44
• 4.3.2 兩相區(qū)加熱后的冷卻方式44-45
• 4.3.3 預熱處理工藝的影響45-46
• 4.3.4 回火的影響46-47
• 4.3.5 膨脹變形的影響47-48
• 4.4 本章小結48-50
• 第五章 實驗鋼的斷裂特性50-54
• 5.1 斷口分析50
• 5.2 雙相鋼中解理裂紋的萌生50-51
• 5.3 實驗鋼拉伸斷口形貌的觀察51-53
• 5.3.1 不同工藝拉伸斷口形貌的觀察51-53
• 5.3.2 膨脹前后拉伸斷口形貌的觀察53
• 5.4 本章小結53-54
• 第六章 實驗鋼膨脹性能54-58
• 6.1 概述54
• 6.2 不同工藝相同膨脹率下膨脹壓力的研究54-55
• 6.2.1 相同預熱處理，，不同亞溫淬火溫度54
• 6.2.2 不同預熱處理，相同臨界淬火溫度54-55
• 6.3 回火與不回火時膨脹壓力的研究55-56
• 6.4 相同工藝不同膨脹率下膨脹壓力的研究56
• 6.5 本章小結56-58
• 第七章 結論58-60
• 參考文獻60-62
• 致謝62-63

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本文編號：312695