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复杂工况油套管柱失效控制与完整性技术研究进展及展望 被引量：46
1
作者 冯耀荣 付安庆 +4 位作者 王建东 王鹏 李东风 尹成先 刘洪涛 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期106-114,共9页
随着对深层碳酸盐岩、新区、页岩等油气勘探开发力度的加大,油气田的地层条件和介质环境变得更为苛刻复杂,油套管柱变形、泄漏、腐蚀、挤毁、破裂等失效事故时有发生;加上特殊结构井和特殊工艺井、特殊增产改造措施等对油套管柱提出的... 随着对深层碳酸盐岩、新区、页岩等油气勘探开发力度的加大,油气田的地层条件和介质环境变得更为苛刻复杂,油套管柱变形、泄漏、腐蚀、挤毁、破裂等失效事故时有发生;加上特殊结构井和特殊工艺井、特殊增产改造措施等对油套管柱提出的新要求,油套管柱面临着一系列新的挑战和难题需要破解。为此,围绕我国石油天然气工业增储上产的迫切需求和深井超深井、特殊结构和特殊工艺井、强酸/大排量高压力反复酸化压裂增产改造等复杂工况油套管柱失效频发的技术难题,历经十余年攻关,取得了一系列试验研究进展与重要技术成果,主要包括:(1)形成了基于气井全生命周期的油套管腐蚀选材评价、腐蚀控制和油套管柱完整性技术;(2)形成了油套管柱螺纹连接结构和密封可靠性设计评价及配套技术;(3)研发并形成了低渗透致密气井经济高效开发“API长圆螺纹套管+CATTS101高级螺纹密封脂”套管柱技术;(4)建立了高温高压等复杂工况油套管柱结构和密封完整性试验平台和评价技术。进而根据当前国家大力提升油气勘探开发力度的新要求和面临的新问题,提出了继续深入开展深层、酸性环境、页岩气等复杂工况油套管柱失效控制与完整性研究攻关的若干建议。结论认为,上述技术成果有力地支撑了我国重点油气田的经济有效开发。 展开更多
关键词 复杂工况 套管 油管 失效控制 腐蚀控制 特殊螺纹 完整性评价 实物试验 井完整性
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油气田用热塑性塑料管材环境应力开裂研究进展 被引量：8
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作者 齐国权 戚东涛 +2 位作者 颜红侠 魏斌 李厚补 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期179-183,共5页
为应对油气田日益苛刻的腐蚀环境,尤其是CO2和H2S等腐蚀气体含量增加,耐腐蚀性能优良的热塑性塑料在油气集输领域的应用受到广泛关注。但在使用过程中,由于环境应力开裂(ESC)导致管材失效事故时有发生,给管线运行和生态环境带来巨大隐... 为应对油气田日益苛刻的腐蚀环境,尤其是CO2和H2S等腐蚀气体含量增加,耐腐蚀性能优良的热塑性塑料在油气集输领域的应用受到广泛关注。但在使用过程中,由于环境应力开裂(ESC)导致管材失效事故时有发生,给管线运行和生态环境带来巨大隐患。文中首先通过对ESC评价方法研究、不同聚合物/溶剂体系的相互作用、环境因素对ESC行为的影响及材料改性对ESCR性能影响等方面调研,分析了国内外关于油气田用热塑性塑料管材ESC的研究现状。其次,从增塑理论、表面能的影响和分子链断裂分析了ESC机理。再次,指出了目前研究存在的不足之处:(1)油气田用热塑性塑料管材ESC行为快速分析方法尚未建立;(2)热塑性塑料结构形态对ESC的影响未予充分考虑;(3)尚无多场耦合下酸性油气混输用热塑性塑料管材的ESC机理研究。最后,对今后关于ESC研究的方向给出了建议。通过油气田热塑性塑料管材ESC研究现状调研,促进热塑性塑料管材在油气田中的安全应用。 展开更多
关键词 环境应力开裂 热塑性塑料 油气田 集输
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螺纹制作工艺对高压玻璃钢油管连接性能的影响研究 被引量：3
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作者 李厚补 高珑 +2 位作者 刘浪 刘宏峰 戚东涛 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第12期53-56,共4页
高压玻璃钢油管已成为解决钢制油管腐蚀问题的重要方案之一,但由于螺纹连接强度不够,高压玻璃钢油管的轴向拉伸性能受限严重,极大限制了该产品的应用井深和应用领域。以2 7/8 in、PN17 MPa的玻璃钢油管为研究对象,采用冲击及拉伸等试验... 高压玻璃钢油管已成为解决钢制油管腐蚀问题的重要方案之一,但由于螺纹连接强度不够,高压玻璃钢油管的轴向拉伸性能受限严重,极大限制了该产品的应用井深和应用领域。以2 7/8 in、PN17 MPa的玻璃钢油管为研究对象,采用冲击及拉伸等试验手段,研究了螺纹材质、螺纹牙型、螺纹连接长度、螺纹粘接面状态等螺纹制作工艺参数对高压玻璃钢油管螺纹连接性能的影响。结果表明,在考虑螺纹制作工艺可行性的基础上,传统螺纹胶泥配方中添加1. 1%的短切碳纤维和1%的K550偶联剂,螺纹长度适当增加时,均可确保螺纹拉伸性能得到大幅度的提高。在相同工艺条件下,长圆螺纹最大拉伸失效载荷比偏梯形螺纹提高约28%。高压玻璃钢油管锥面开槽后的螺纹连接性能未见明显提升,且在一定程度上增加了螺纹制作工艺的复杂性,不推荐采用。 展开更多
关键词 玻璃钢 油管 螺纹 连接
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钛合金油套管抗挤毁性能计算与实验 被引量：7
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作者 刘强 申照熙 +3 位作者 李东风 张春霞 祝国川 宋生印 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期94-101,共8页
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,已经成为严酷工况环境下油井管和海洋油气开发工具的热门候选材料,但采用API、ISO的标准体系中的油套管挤毁计算方法得出的钛合金油套管抗挤毁强度缺乏验证。为... 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,已经成为严酷工况环境下油井管和海洋油气开发工具的热门候选材料,但采用API、ISO的标准体系中的油套管挤毁计算方法得出的钛合金油套管抗挤毁强度缺乏验证。为此,在考虑制造缺陷的条件下,通过比较ISO/TR 10400标准中计算方法、外压强度挤毁准则计算方法、有限元模拟等3种不同方法计算出的钛合金油套管的抗挤毁强度,并与同等条件下钢制油套管的抗挤毁强度进行对比,得出了钛合金油套管的抗挤毁强度变化规律,最后选取了4种规格的钛合金油套管进行了实物外挤毁试验验证。研究结果表明:①钛合金油套管抗挤毁强度均随着径厚比的升高而下降,在径厚比值较低时,钛合金油套管和钢制油套管的抗挤毁强度相差不大,而当径厚比值较高时,钛合金油套管抗挤毁强度则显著低于钢制油套管;②强度挤毁准则方法计算出来的钛合金油井管抗挤毁强度和实际试验值较为接近,同时在径厚比大于15时,计算结果乘以0.9的系数,具有较好的安全性。结论认为,该项研究成果可以为钛合金油套管的设计、使用和管理提供参考。 展开更多
关键词 高温高压 天然气开发 钛合金油套管 径厚比 抗挤毁 力学计算 有限元分析 实物试验
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大应变管线钢和钢管的关键技术进展及展望 被引量：11
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作者 冯耀荣 吉玲康 +7 位作者 陈宏远 姜金星 王旭 任毅 张对红 牛辉 柏明卓 李少坡 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期105-113,共9页
油气管道工程在途经地震带、滑坡带、矿山采空区、沉陷带等特殊地质环境时,使用的大应变管线钢和钢管的研制及应用配套技术是国际上研究的热点之一,也是我国重要油气管道工程必须破解的重大难题。为此,围绕大应变管线钢和钢管研发应用... 油气管道工程在途经地震带、滑坡带、矿山采空区、沉陷带等特殊地质环境时,使用的大应变管线钢和钢管的研制及应用配套技术是国际上研究的热点之一,也是我国重要油气管道工程必须破解的重大难题。为此,围绕大应变管线钢和钢管研发应用中的一系列关键技术难题,通过十余年的联合攻关,取得了多项理论技术创新。主要成果包括:①提出了应用多个不同的应力比、屈强比、均匀延伸率等参数联合表征和评价钢管变形行为的方法,建立了X70HD/X80HD大应变管线钢和钢管新产品技术指标体系和标准;②研发形成了X70HD/X80HD钢板制造成套技术,获得了兼备低屈强比、高均匀伸长率、高应力比、高强韧性的大应变钢板;③研发形成了X70HD/X80HD JCOE和UOE大应变直缝埋弧焊管制造技术,解决了钢管母材和焊缝性能合理匹配及成型、焊接、扩径、热涂覆过程性能劣化难题;④自主研制了钢管内压+弯曲大变形实物试验装置,研发形成了钢管实物模拟变形试验技术。X70HD/X80HD大应变管线钢和钢管在西气东输、中缅管道等重大输气管道工程中实现了规模化应用,取得了良好的应用实效。根据复杂地质条件管道建设与长期安全运行的新要求,提出了进一步发展基于应变的管道设计新方法,研发或完善与环焊缝强匹配要求相适应的焊接方法、焊接材料、焊接工艺、环焊缝性能质量及缺陷控制要求等配套技术的建议。 展开更多
关键词 大应变管线钢 大应变钢管 变形行为评价 X70 X80 环焊缝 中缅管道 西气东输管道工程
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低温环境下钻柱材料力学特性试验及强度设计 被引量：1
6
作者 王宴滨 张辉 +2 位作者 高德利 柯珂 刘文红 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期35-41,共7页
低温条件下的钻柱强度校核与设计研究,对解决极地等低温环境下钻柱的技术问题具有重要意义。在低温和常温条件下,进行了G105钻杆和S135钻杆的力学特性试验,获取了2种材料的抗拉强度、屈服强度及冲击性能等参数随温度的变化规律,在此基础... 低温条件下的钻柱强度校核与设计研究,对解决极地等低温环境下钻柱的技术问题具有重要意义。在低温和常温条件下,进行了G105钻杆和S135钻杆的力学特性试验,获取了2种材料的抗拉强度、屈服强度及冲击性能等参数随温度的变化规律,在此基础上,提出了低温环境下钻柱的强度设计方法。试验发现,随着温度降低,G105钻杆和S135钻杆的抗拉强度和屈服强度均升高,断面收缩率基本不变。在低温环境下,为保证钻柱的服役安全,钻柱的强度设计方法应由常温下应力控制转换为应力与应变共同控制。低温服役环境下进行钻柱强度设计时,钻柱材料的屈服强度应依照宽温区的材料强度特性取值。该研究结果对确保低温环境下钻柱的工程设计及服役安全具有指导意义。 展开更多
关键词 低温 钻柱 材料力学特性 室内试验 设计方法
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增强热塑性塑料连续管标准现状及发展建议 被引量：15
7
作者 李厚补 羊东明 +3 位作者 戚东涛 朱原原 葛鹏莉 张志宏 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期85-87,112,共4页
增强热塑性塑料连续管(RTP管)因其具有柔性好、接头少、单根长、重量轻、易安装等一系列优点,现已广泛应用于国内油田的地面油气集输、高压注醇、油田注水、污水处理等方面,在井下管、海洋管等领域也获得成功试用。但与之相配套的RTP管... 增强热塑性塑料连续管(RTP管)因其具有柔性好、接头少、单根长、重量轻、易安装等一系列优点,现已广泛应用于国内油田的地面油气集输、高压注醇、油田注水、污水处理等方面,在井下管、海洋管等领域也获得成功试用。但与之相配套的RTP管标准化工作还相对滞后。文章总结了国内RTP管产品标准现状,分析了现有各标准存在的主要技术问题。在总结国内RTP管标准化工作存在问题的基础上,提出了今后RTP管的标准化工作建议,力求助推国内RTP管新产品和新技术的快速有形化,促进石油工业质量效益不断提高。 展开更多
关键词 增强热塑性塑料管 RTP管 集输 标准化 石油天然气
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