对光谱仪测定抽油杆中磷、硫元素含量不确定度的来源进行了分析,建立了数学模型,并对其测定结果的不确定度进行评定.为提高抽油杆中磷、硫元素化学成分分析结果准确性,从环境、电源、氩气、分析样品、标准样品、控制样品、电极、火花台、聚光镜、人员方面进行了分析,并制定了应对措施.不确定度评定为提高实验室检测和控制能力提供了可靠的参考依据,影响因素分析和应对措施为提高磷、硫等元素分析结果的准确性、可靠性提供参考.
针对常规随钻测井存在的技术局限问题,介绍了UTE方位伽马近钻头测量系统的组成及原理,并通过现场应用,证明了UTE方位伽马近钻头测量系统能够通过近钻头井斜和方位伽马进行精确的地质导向,及时掌握所钻地层岩性变化,提高了在薄目的层中井眼轨迹控制能力和目的层钻遇率.
为了模拟油套管高温服役工况,研制开发了一套串联型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)中频感应加热装置.此装置设计三路单独输出回路,可同时完成油套管高温模拟试验及油套管焊接局部热处理.采用直流电压调功和逆变侧调功相结合的方式进行输出功率调节,有效提高对负载的适应能力;采用动态死区调节的方法,提升逆变器效率和系统的可靠性;采用现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)可编程芯片为核心构成整流、逆变的控制系统,并配套喷淋降温及远程软件系统.应用结果显示,该设备能快速稳定实现升温,最高温度大于650℃,通过比例积分微分(PID)参数整定系统保证稳态温度波动小于±3℃,满足了油套管适用性评价高温环境模拟的需要,具有良好的实用性和稳定性.
为了确定石墨烯改性油管涂层的基本性能和服役适应性,对涂层外观、厚度和耐磨性等进行了检测,在高温高压油气介质环境中进行了耐蚀性能试验,并在长庆、辽河等油田开展了石墨烯改性涂层油管的现场示范应用与后评价.研究结果表明,研制的石墨烯改性油管涂层表面光滑、无漏点,且呈镜面效果,具有良好的结合力和耐磨性能;在高温高压酸性油气介质、碱性介质和模拟注水工况中具有优异的耐蚀性能.石墨烯改性涂层油管在长庆油田、辽河油田注水井中使用2a后,涂层表面状态良好,未发生鼓泡、开裂、剥落和结垢等现象;涂层厚度无明显变化,无漏点、附着力未降级,应用效果良好.石墨烯改性涂层的推广应用可提升油气井管柱在高温、高压、高矿化度等苛刻钻采环境工况下的服役寿命和安全性.
某城市燃气管道中的弯管出现了泄漏,为了确定该弯管的泄漏原因,对泄漏弯管的外观形貌、理化性能、金相组织、腐蚀产物和化学成分等进行了试验分析.结果表明,弯管材料的化学成分、拉伸、夏比冲击及维氏硬度试验结果符合SY/T 5257-2012标准的要求;但弯管的壁厚尺寸不符合SY/T 5257-2012 要求.防腐层弯曲与耐浸泡试验结果不符合GB/T 23257-2017 标准的要求.弯管泄漏的主要原因是弯管外表面的3PE防腐层局部破损后,土壤中的溶解氧形成的电化学腐蚀使弯管外表面产生了微小的腐蚀坑并逐渐向内壁扩展,使腐蚀坑处的弯管壁厚逐渐减小,最终腐蚀坑穿透弯管管壁并使弯管发生了泄漏.
为了确定某集气管道环焊缝开裂失效的原因,对失效样品进行了宏观形貌分析、理化性能试验、焊缝性能试验、断口微观形貌及能谱分析.结果表明,失效样品材料的理化性能均符合GB/T 9711-2017、SY/T 5257-2012 和SY/T 4103-2006 标准的要求;环焊缝部位存在长度为175 mm的裂纹,裂纹从环焊缝的内表面扩展至环焊缝的外表面,环焊缝开裂断口呈现脆性断裂特征,腐蚀产物中存在大量的S元素.管道服役时在内压作用下管道环焊缝部位存在轴向拉应力,因而在湿硫化氢与拉应力和焊接缺陷的综合作用下使管道的环焊缝部位发生了应力腐蚀开裂.
《石油管材与仪器》是由中国石油天然气集团有限公司主管、中国石油集团工程材料研究院有限公司主办的学术期刊,国内外公开发行,主要交流和探讨石油管材、石油装备和石油仪器领域的新进展、新成果、新技术,是了解石油管材、装备和仪器及相关行业发展最新动态,获取行业领先科技信息的桥梁.
针对钢质压缩天然气(CNG)储气瓶因局部壁厚减薄而发生强度失效的问题,采用有限元方法结合材料真实本构关系和弧长法分析了CNG储气瓶的爆破压力和减薄区域的应力应变分布,并与现有经验公式的计算结果对比分析.结果表明,随内压升高,减薄区域中心外壁面处首先发生塑性变形,而后塑性区不断向周围扩展;临近爆破压力时,减薄区塑性应变迅速增长,且最大塑性应变由外壁面向壁厚中心处移动;随着减薄深度增加,CNG储气瓶爆破压力下降幅度逐渐增加;对于局部减薄容器爆破压力的计算,经验公式相比有限元法的结果均偏保守,GB/T 19624 标准与有限元法的预测结果较为接近.
随着可控震源高效采集的广泛应用,传统的可控震源有线一致性测试方法耗时长、效率低等缺点日渐凸显,成为制约地震高效采集的主要因素之一.介绍了一种基于震源特性信号的可控震源一致性测试方法,该方法使用震源正常生产的震源特性信号数据与仪器编码器中的真参考信号进行合成、分析和比较,能很好地展示震源属性状态及震源仪器同步性,在中东某高效地震采集项目中进行了推广应用,实现了在生产不停工的情况下,达到可控震源质控的目的,取得了良好效果.
大规模数据中心海量异构存储文件系统在地震处理解释生产项目应用中需要频繁的查询和挂载,传统的工作模式需超级用户权限管理文件系统,存在异构存储挂载命令不同、难以记忆,手动命令行输入速度慢且容易出现错误等诸多技术问题,影响生产工作效率和数据安全.通过系统级优化以及软件编写,对存储文件系统进行集中管理,使用Shell语言开发文件系统管理和查询软件,实现快速、准确、高效地对海量异构存储文件系统进行科学统一的管理,弥补了原有技术缺陷,极大提高了地震处理解释系统运行效率.
带压开孔是钢制油气管道常用的维抢修方法,该方法因采用机械刀具来切管,不可避免地会产生残余铁屑,随着油气管道长久运行,其内的铁屑对油气介质的纯净度和管道上阀门的开关都有较大影响.利用磁力吸附原理,研发出带行走轮的折叠旋转磁吸式铁屑回收装置,通过多次测试改进,圆满解决了带压开孔后残余铁屑回收的难题,最大限度减少了开孔铁屑对管道长久运营的不利影响.
为了进一步突出《石油管材与仪器》期刊专业特色,提升封面视觉效果,现面向全国范围的作者和读者,征集期刊的封面照片或封面故事设计作品. 一、征集主题 封面照片或封面故事设计作品应以石油科技为主题,结合石油管材、装备材料、石油仪器、新能源等内容,突出石油科技领域的创新成果、技术应用、实验场景等. 照片内容应与本刊报道范围相匹配,展现我国石油工业的发展成就和技术进步;设计作品应具有科技感、艺术感和时代感.
某油田油气井中发生了30CrMoA HL级抽油杆杆体断裂事故.为了确定该抽油杆杆体的断裂原因,采用宏观形貌分析、磁粉检测、力学性能、金相分析、扫描电镜(SEM)及能谱分析等方法,对该断裂抽油杆杆体进行了分析.结果表明,该断裂抽油杆杆体的化学成分、拉伸试验和夏比冲击试验结果均符合SY/T 5029-2013 标准的要求,失效抽油杆材料的金相组织为回火索氏体+贝氏体+少量铁素体,其组织晶粒度为9.0 级.由于该抽油杆在使用中处于含有S和Cl-的腐蚀环境中,并且服役时承受了拉-压交变载荷,另外抽油杆表面存在脱碳层,使其表层的残余应力转变为拉应力,因而该抽油杆发生了腐蚀疲劳和应力腐蚀断裂.在含H2 S和Cl-等腐蚀介质的环境中,建议采用耐腐蚀抽油杆.
油田进入开采中后期,流体黏度增大并携带砂砾易造成涡轮流量计卡轮,热示踪法是解决此问题的有效方法.但随着勘探技术的发展,井内温度不断递增,现有热示踪流速测量仪不能满足高温工况下测量要求.针对此问题,提出一种耐高温热示踪流速测量仪设计方法.采用遗传算法优化元器件空间热布局,增设管外流体及翅片散热器进行电路散热,开展耐高温热示踪流速测量仪仿真性能验证并制作样机.仿真结果表明,在125℃的工况下,电路布局优化后的最高温度由222.19℃降至196.09℃,利用管外流体与翅片散热器进行散热后,电路最高温度进一步降至133.53℃,降幅总计高达39.91%.高温测试平台试验表明,高温试验前后流速最大相对偏差仅为1.7%,测量精度基本无变化,故该热示踪流速测量仪可在125℃工况下工作.
非金属增强热塑性塑料复合管(RTP)在西部油气田应用中处于高压高含硫工况.为明确RTP管在高压含硫环境下的应用效果,针对服役前后RTP管高密度聚乙烯(PE-HD)内衬层材料和涤纶纤维增强材料,开展形貌分析、理化性能分析及服役后样品的承压性测试.试验结果表明,PE-HD和涤纶纤维在高压含硫环境下服役后外观和结构成分均发生了一定变化,抗拉强度显著降低.服役后PE-HD与原始样品相比硬度和氧化诱导温度也有所下降,热失重存在一定差异,维卡软化温度变化不大.油气田高压含硫服役环境对PE-HD内衬层和涤纶纤维有溶胀作用,大分子分子链和次价键作用减弱,导致材料部分性能有所降低,但服役后RTP管的整体承压性仍能满足标准要求.建议RTP管在高压含硫油气环境中应用时内衬层材料应选用耐油气介质溶胀和渗透性能更好的材料,如交联聚乙烯(PEX)或聚偏氟乙烯(PVDF)等.
为了实现高含水油田开发中的精细注水,以高效挖潜储层剩余油,研究了定压注水条件下流量的稳定规律.在无限大地层的不稳定渗流条件下,基于弱可压缩液体不稳定渗流的连续性方程,以定压注水方式为基础设置边界条件并结合分离变量法对方程进行求解.建立分层注入流量变化规律模型对流量进行预测,能够提前预知流量变化趋势并做出修正,实现注水井的精细稳定注水.同时研究了地层压力、地层渗透率、流动系数等因素对流量稳定规律的影响,其结果可指导现场分层流量调配.
钛合金材料由于具有高的比强度、低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为深井、超深井及大位移水平井工况环境下钻杆及井下工具的热门候选材料,但在钻井条件下对钛合金钻杆的摩擦磨损性能缺乏研究,与钢制钻杆的性能优劣缺乏对比数据.通过硬度试验、冲击磨损试验、往复摩擦和模拟工况摩擦磨损对比试验,对钛合金钻杆和钢制钻杆的摩擦磨损性能及表面形貌进行对比分析.结果表明,由于抗划痕性能和硬度的差异,钛合金钻杆材料耐冲击磨损性能低于钢制钻杆材料,尤其在100 r/min的中等冲击频率下钛合金钻杆材料耐冲击磨损性能明显低于钢制钻杆材料;在空气中的往复磨损试验中,钛合金钻杆材料的摩擦系数显著低于钢制钻杆,与岩石对磨时为典型的磨粒磨损机制,与金属对磨时为典型的粘着磨损机制;在钻井液环境中,钛合金钻杆的耐摩擦磨损性能不如钢制钻杆,但在水基钻井液中,钛合金钻杆与岩石材质对磨时,其耐磨性能最强、摩擦系数最低.建议在使用钛合金钻杆钻井时采用水基钻井液.下一步研究应提高钛合金材料耐磨性能或进行表面处理以提高钛合金钻杆的耐磨性.
以高密度聚乙烯(HDPE)、尼龙(PA)等热塑性塑料管材为内衬管,采用非开挖方法将其穿插进入钢质管道,形成"管中管"复合结构,可有效解决钢质管道内腐蚀问题并大幅延长管道使用寿命,已成为油气田管道腐蚀治理技术的重要发展趋势.然而随着该技术的持续推广以及管道服役时间的延长,内穿插修复用热塑性塑料管径向屈曲失效问题逐渐突出.在分析热塑性塑料内衬管径向屈曲失效机制的基础上,综述了内衬管屈曲失效以及全尺寸管材气体渗透国内外研究现状,总结了基于气体渗透的内衬管径向屈曲失效研究存在的主要问题,从揭示环境效应对热塑性塑料管材气体渗透及屈曲行为的作用机制、确定复合管材环空压力及内衬管临界屈曲失效压力、建立屈曲失效风险评估体系及运行控制指南等方面提出了规范化研究建议,力求助推国内非开挖内穿插修复技术的发展和进步.
在石油天然气的勘探开发中,需要通过螺纹将单根的油井管连接成油井管柱以形成油气流通通道.油井管柱在服役过程中承受高温、高压、外挤、弯曲和扭转等复合载荷的作用,管柱的薄弱环节是接头的螺纹连接部位,上扣扭矩值对其连接强度和密封性能有重要的影响.液压动力钳是进行油井管柱螺纹连接的主要工具,进行液压动力钳扭矩校验技术研究,对精确控制螺纹连接的上扣扭矩、保证螺纹连接强度与密封性能具有重要意义.以塔里木油田在役的国内外液压动力钳为例,探讨了液压动力钳的发展和技术现状,分析了上扣扭矩控制对螺纹连接质量的影响和现有液压动力钳校验技术及其存在的问题,提出了一种基于液压动力钳输出终端的扭矩校验方法,该方法可以更准确地检验液压动力钳的输出扭矩精度.
10 月26 日,由陕西省科学技术协会支持、中国石油集团工程材料研究院有限公司主办的陕西省"学术金秋"科技期刊创新发展能力提升策略研讨会暨《石油管材与仪器》编委会年会在西安召开,来自油气田公司、企事业单位、高等院校、科研院所、网络学术平台等近五十位专家代表参加了会议.
