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采油装备的表面技术及磨损与腐蚀性能研究

苏振国  
【摘要】: 石油机械中的采油装备一般都在含有CO_2、H_2S、Cl-等多种腐蚀性介质的井下高温高压多相环境中服役,由此引发的腐蚀穿孔以及因偏磨而造成的磨损失效事故频繁发生,而且这两种失效形式往往是同时发生,相互促进,导致油井免修期缩短,增加采油成本,影响采油产量。 本论文以油田采油井中主要零部件为研究对象,对其进行整体强化和表面强化处理,具体研究内容有:一、对抽油杆、杆接箍进行稀土渗硼处理,分析显微组织和磨损腐蚀性能,总结出渗硼钢在含有H2S气体的油井产出液中的腐蚀规律,讨论了稀土元素对固体粉末渗硼的催渗作用,计算硼原子的扩散激活能和渗剂反应的标准摩尔反应吉布斯自由能变Δ_rG_(m ,T)~θ。二、纤维增强尼龙66、球墨铸铁、淬火球墨铸铁三种扶正器材料与Al_2O_3陶瓷分别在干摩擦和在油井产出液润滑条件下的摩擦磨损性能,通过对磨损形貌的分析,讨论磨损原因,确定磨损机制。三、SHS离心铸造法制备陶瓷内衬复合管,研究了陶瓷管的力学性能、腐蚀性能以及陶瓷层的显微组织,采用有限元法对复合管压溃试验过程进行模拟,最后进行了ZrO_2的陶瓷增韧研究。以上内容的研究成果可为实际生产提供理论依据和技术指导。


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