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基于有限元法的半球形点腐蚀损伤P110油管剩余强度分析
被引量：
3
1
作者
张江江
袁樾
+5 位作者
曾文广
郭玉洁
李芳
邓宽海
范春玲
林元华
《材料保护》
CAS
CSCD
2021年第11期39-47,共9页
油管服役环境中CO_(2)、H_(2)S等各种腐蚀性物质共存,点腐蚀时有发生,其直接后果是降低了油管的剩余强度,成为制约管柱完整性的重要因素之一。对点腐蚀油管进行剩余强度分析,利于油管的安全运行,可为工程技术人员现场评价油管适用性与...
油管服役环境中CO_(2)、H_(2)S等各种腐蚀性物质共存,点腐蚀时有发生,其直接后果是降低了油管的剩余强度,成为制约管柱完整性的重要因素之一。对点腐蚀油管进行剩余强度分析,利于油管的安全运行,可为工程技术人员现场评价油管适用性与完整性提供理论依据。为此,采用ABAQUS软件,基于API 579标准,建立了48种半球形点腐蚀损伤油管三维模型,并对模型进行了验证。模拟并得到了油管外径、壁厚,点腐蚀缺陷分布、数量、深度对油管剩余强度的影响规律。结果表明:(1)相同点腐蚀参数下,88.9 mm油管的剩余强度下降率比73.0 mm油管的平均低3.09%,其设计规范中的傅立叶系数更小,油管安全性更高;(2)油管轴向上点腐蚀缺陷分布是降低油管剩余强度的主要因素;(3)油管点腐蚀缺陷个数更多,其承压能力不一定更低,但在排除点腐蚀分布影响下,承压能力一定更小;(4)随着点腐蚀深度的加深,油管的剩余强度迅速减小,极易发生穿孔事故。
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关键词
P110油管
点腐蚀
剩余强度
API
579
ABAQUS有限元法
傅立叶系数
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职称材料
强交变热载荷下页岩气井水泥环完整性测试
被引量：
14
2
作者
林元华
邓宽海
+3 位作者
易浩
曾德智
唐亮
韦奇
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期81-88,共8页
页岩气井大规模水力压裂过程中,因井筒内的温度、压力波动及持续变化、循环加卸载引发的水泥环完整性问题将威胁到井筒的完整性。为了弄清强交变热载荷下水泥环完整性失效机理、避免页岩气水平井大规模压裂过程中水泥环屏障失效,基于自...
页岩气井大规模水力压裂过程中,因井筒内的温度、压力波动及持续变化、循环加卸载引发的水泥环完整性问题将威胁到井筒的完整性。为了弄清强交变热载荷下水泥环完整性失效机理、避免页岩气水平井大规模压裂过程中水泥环屏障失效,基于自主研发的实验装置对全尺寸实物“生产套管—水泥环—技术套管”组合体在强交变热载荷作用下的密封完整性和力学完整性进行了测试及评价,获得了2种全尺寸水泥环(普通水泥环和高强度水泥环)在3种强交变热载荷作用下(出现间断CO2气泡的循环次数分别为4次和14次,出现连续气泡的循环次数分别为5次和15次,交变热载荷分别为30~120℃和30~150℃)的完整性实验结果。研究结果表明:①交变热载荷对水泥环完整性具有显著的负面影响,并且随着交变温度及温差的增大,表征水泥环密封完整性的热循环次数急剧减少;②表征水泥环与套管间的剪切力、轴向与径向结合强度等界面力学性能指标均随交变温度增加而下降;③水泥环微环隙主要是由套管与水泥环材料之间的不协调变形所致,而交变热载荷诱导的水泥石自身力学性能衰退及损伤在一定程度上加剧了水泥环密封完整性失效。结论认为,该研究成果可以为深部页岩气水平井大规模压裂施工设计提供参考。
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关键词
页岩气井
强交变热载荷
水泥环完整性
温差
生产套管-水泥环-技术套管
全尺寸实物测试
界面力学性能
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职称材料
腐蚀时间对N80钢在0.5 MPa CO_(2)模拟油田水下腐蚀行为的影响
被引量：
3
3
作者
石云升
杨洪
+3 位作者
甘磊
邓宽海
范春玲
林元华
《材料保护》
CAS
CSCD
2021年第1期13-22,共10页
目前,关于腐蚀时间对N80油套管钢在CO2环境下的腐蚀行为的影响研究较少。利用SEM、XRD、EDS和电化学测试分析方法,研究了腐蚀时间对N80钢在70℃、0.5 MPa CO2的模拟油田水中的腐蚀行为的影响。结果表明:腐蚀时间通过影响腐蚀产物膜的成...
目前,关于腐蚀时间对N80油套管钢在CO2环境下的腐蚀行为的影响研究较少。利用SEM、XRD、EDS和电化学测试分析方法,研究了腐蚀时间对N80钢在70℃、0.5 MPa CO2的模拟油田水中的腐蚀行为的影响。结果表明:腐蚀时间通过影响腐蚀产物膜的成分、厚度和致密性从而影响其腐蚀行为。在腐蚀起初的24 h,试样表面仅产生不规则孤立的FeCO3晶粒,产物膜尚未完全在基体表面覆盖。48 h后,FeCO3晶粒开始长大并连成片形成均匀致密的腐蚀膜。在腐蚀进行96 h后,CaCO3晶粒开始在产物膜上析出,FeCO3晶粒持续长大。在腐蚀进行192 h时,大量的CaCO3晶粒覆盖在FeCO3晶粒表面,与FeCO3共同组成致密的产物膜。随着腐蚀时间延长,腐蚀膜持续增厚且致密,腐蚀速率持续降低。
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关键词
N80钢
腐蚀时间
饱和CO2
模拟油田水
腐蚀行为
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职称材料
题名
基于有限元法的半球形点腐蚀损伤P110油管剩余强度分析
被引量：
3
1
作者
张江江
袁樾
曾文广
郭玉洁
李芳
邓宽海
范春玲
林元华
机构
中国石化西北油田分
公司
油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学)
重庆欣雨压力容器制造有限责任公司
出处
《材料保护》
CAS
CSCD
2021年第11期39-47,共9页
基金
国家自然科学基金“交变温度、压力及其耦合作用下套管—水泥环—地层完整性研究”(51904261)
国家自然科学基金“H_(2)S/CO_(2)溶解度测试、预测及其与油套管完整性的相关性研究”(51274170)资助。
文摘
油管服役环境中CO_(2)、H_(2)S等各种腐蚀性物质共存,点腐蚀时有发生,其直接后果是降低了油管的剩余强度,成为制约管柱完整性的重要因素之一。对点腐蚀油管进行剩余强度分析,利于油管的安全运行,可为工程技术人员现场评价油管适用性与完整性提供理论依据。为此,采用ABAQUS软件,基于API 579标准,建立了48种半球形点腐蚀损伤油管三维模型,并对模型进行了验证。模拟并得到了油管外径、壁厚,点腐蚀缺陷分布、数量、深度对油管剩余强度的影响规律。结果表明:(1)相同点腐蚀参数下,88.9 mm油管的剩余强度下降率比73.0 mm油管的平均低3.09%,其设计规范中的傅立叶系数更小,油管安全性更高;(2)油管轴向上点腐蚀缺陷分布是降低油管剩余强度的主要因素;(3)油管点腐蚀缺陷个数更多,其承压能力不一定更低,但在排除点腐蚀分布影响下,承压能力一定更小;(4)随着点腐蚀深度的加深,油管的剩余强度迅速减小,极易发生穿孔事故。
关键词
P110油管
点腐蚀
剩余强度
API
579
ABAQUS有限元法
傅立叶系数
Keywords
P110 oil pipes
pitting corrosion
residual strength
API 579
ABAQUS finite element method
Fourier coefficient
分类号
TE88 [石油与天然气工程—油气储运工程]
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职称材料
题名
强交变热载荷下页岩气井水泥环完整性测试
被引量：
14
2
作者
林元华
邓宽海
易浩
曾德智
唐亮
韦奇
机构
“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学
中国石化西北油田分
公司
石油工程技术研究院
重庆欣雨压力容器制造有限责任公司
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期81-88,共8页
基金
国家自然科学基金项目“交变温度、压力及其耦合作用下套管-水泥环-地层完整性研究”(批准号:51904261)
中国博士后科学基金(批准号:2019M653478)。
文摘
页岩气井大规模水力压裂过程中,因井筒内的温度、压力波动及持续变化、循环加卸载引发的水泥环完整性问题将威胁到井筒的完整性。为了弄清强交变热载荷下水泥环完整性失效机理、避免页岩气水平井大规模压裂过程中水泥环屏障失效,基于自主研发的实验装置对全尺寸实物“生产套管—水泥环—技术套管”组合体在强交变热载荷作用下的密封完整性和力学完整性进行了测试及评价,获得了2种全尺寸水泥环(普通水泥环和高强度水泥环)在3种强交变热载荷作用下(出现间断CO2气泡的循环次数分别为4次和14次,出现连续气泡的循环次数分别为5次和15次,交变热载荷分别为30~120℃和30~150℃)的完整性实验结果。研究结果表明:①交变热载荷对水泥环完整性具有显著的负面影响,并且随着交变温度及温差的增大,表征水泥环密封完整性的热循环次数急剧减少;②表征水泥环与套管间的剪切力、轴向与径向结合强度等界面力学性能指标均随交变温度增加而下降;③水泥环微环隙主要是由套管与水泥环材料之间的不协调变形所致,而交变热载荷诱导的水泥石自身力学性能衰退及损伤在一定程度上加剧了水泥环密封完整性失效。结论认为,该研究成果可以为深部页岩气水平井大规模压裂施工设计提供参考。
关键词
页岩气井
强交变热载荷
水泥环完整性
温差
生产套管-水泥环-技术套管
全尺寸实物测试
界面力学性能
Keywords
Shale gas well
Strongly alternating thermal load
Cement sheath integrity
Temperature difference
Production casing-cement sheath-intermediate casing
Full-scale test
Interfacial mechanical property
分类号
TE377 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
腐蚀时间对N80钢在0.5 MPa CO_(2)模拟油田水下腐蚀行为的影响
被引量：
3
3
作者
石云升
杨洪
甘磊
邓宽海
范春玲
林元华
机构
油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学)
西南石油大学材料科学与工程学院
中国石油新疆油田分
公司
重油开发
公司
重庆欣雨压力容器制造有限责任公司
出处
《材料保护》
CAS
CSCD
2021年第1期13-22,共10页
文摘
目前,关于腐蚀时间对N80油套管钢在CO2环境下的腐蚀行为的影响研究较少。利用SEM、XRD、EDS和电化学测试分析方法,研究了腐蚀时间对N80钢在70℃、0.5 MPa CO2的模拟油田水中的腐蚀行为的影响。结果表明:腐蚀时间通过影响腐蚀产物膜的成分、厚度和致密性从而影响其腐蚀行为。在腐蚀起初的24 h,试样表面仅产生不规则孤立的FeCO3晶粒,产物膜尚未完全在基体表面覆盖。48 h后,FeCO3晶粒开始长大并连成片形成均匀致密的腐蚀膜。在腐蚀进行96 h后,CaCO3晶粒开始在产物膜上析出,FeCO3晶粒持续长大。在腐蚀进行192 h时,大量的CaCO3晶粒覆盖在FeCO3晶粒表面,与FeCO3共同组成致密的产物膜。随着腐蚀时间延长,腐蚀膜持续增厚且致密,腐蚀速率持续降低。
关键词
N80钢
腐蚀时间
饱和CO2
模拟油田水
腐蚀行为
Keywords
N80 steel
corrosion time
saturated CO2
simulated oilfield water
corrosion behavior
分类号
TG172 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于有限元法的半球形点腐蚀损伤P110油管剩余强度分析
张江江
袁樾
曾文广
郭玉洁
李芳
邓宽海
范春玲
林元华
《材料保护》
CAS
CSCD
2021
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
强交变热载荷下页岩气井水泥环完整性测试
林元华
邓宽海
易浩
曾德智
唐亮
韦奇
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
14
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
腐蚀时间对N80钢在0.5 MPa CO_(2)模拟油田水下腐蚀行为的影响
石云升
杨洪
甘磊
邓宽海
范春玲
林元华
《材料保护》
CAS
CSCD
2021
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
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