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    体育比赛下注官网首席顾问兼研究院院长郑子琼院士第九届中国页岩气发展大会现场发言(副)——最新长寿命碳钢液力端材料

    图表1.jpg

      上一讲我们谈到了页岩油气的前进速度主要借助于水平井技术和分段压裂技术之采取。水平井的尺寸从几百厘米到了近6埃,而压裂也从几段到了60多段,理论上如果不考虑回报率的话还可以更加多之段数。而压裂我们常见讲的是将压裂液(江、油、二氧化碳等都得以)预先加压后打入油气井,使他在井下计划压裂的中央形成更高压,进而将地面压裂,形成主裂缝以及广大大家常说之面积裂缝。为了使得压裂液能够成功携带大量砂粒打入裂缝成为支撑“剂”(媒介),以及赋予压裂液其他职能如酸化地层、增大流动性、调减摩阻等效果,压裂液中会有各种不同之化学添加剂放入。

      压裂车就是用来将压裂液从地表的压力增加到可以行使地层破裂的压力并将压裂液送到地下需要压裂地层的工具。车上的带动力端在柴油机或者电的驱动下带动安置在液力端里之柱塞运动,在液力端内将压裂液吸入,加大再泵出压裂管汇。压裂管汇汇集多辆压裂车排出的高压压裂液,总计送到井内实行压裂施工。之所以液力端的内腔要承担从压裂液被吸入时的汪洋压力到压裂所需高压的压力变化。以此加压过程是在几百分钟内形成的,之所以液力端内腔一直处于快速大幅度加载卸载的形成期载荷。这种受力状态被称为应力疲劳载荷,这会使在材料表面的轻微瑕疵逐渐扩大形成半圆裂缝最终扩展到材料另外一个表面,成为毁灭性破坏。压裂液中携带的各族化学药剂包括酸,以及迅速运动的支撑剂会加快这些小型裂缝的壮大速度,造成液力端在办事几百个工作小时以后就形成较大裂缝而未能继续利用。

      咱做过许多液力端寿命分析,察觉液力端的损坏基本上都是在相贯线表面形成小型裂缝后,分裂逐渐向液力端体内扩展造成的末尾破坏。若要增强液力端寿命,在设法杜绝表面瑕疵的同时还要加强材料抗裂缝扩展的性质,即断裂韧性的增长。亚洲已有近7成绩的液力端材料换成了不锈钢,重在原因就是不锈钢的断裂韧性非常高,又抗腐蚀。但是不锈钢的本也会高出很多。在既增强材料抗破裂能力又不大幅度增长材料成本的想法驱动下,体育比赛下注官网与材料专家合作研发了一种时髦长寿命碳合金钢液力端材料。此文作一简单介绍。

    图表2.jpg

      上图中表现一般液力端的损坏是下相贯线初步的,往往是小型裂缝出现后在创造性疲劳应力以及酸化作用下逐渐扩大造成最终破坏。咱研发新材料的首要精力集中于在抗拉强度不减少的规范下加强其断裂韧性。穿越近两年的研制,咱得到了这种新碳合金钢材料 [下图]。这种材料的抗拉强度和妥协强度比现有的4330水晶钢略有增长,但断裂韧性却提高了一倍以上。虽然断裂韧性与不锈钢不相上下,但资本却比不锈钢低很多。

    图表3.jpg

      下图是一番X光电子扫描分析,地方的两张照片是4330水晶钢,下是新的合金碳钢,大家看到新材料均匀度要好很多。

    图表4.jpg

    图表5.jpg


      上图显示在4330这种材料里面几乎检测不到奥氏体残余量,而两种新开发的水晶合金钢里面奥氏体残余含量可以达到17%上述。这种奥氏体提高了材料抗腐蚀的力量,同时也增强了他抗裂缝扩展的力量。

    图表6.jpg

      上图是裂纹腐蚀扩展(在裂缝受到拉伸应力的工况下放入腐蚀液体,考察并计量在各种时间时裂缝的尺寸)的考试,地方的是新材料,下的是4330资料。在一定的水力环境和同样的边界条件情况下,地方材料裂纹只扩展到2.75mm,而下的扩展到了3.15mm。这些微小差距所带来的寿命长相差极大。

    图表7.jpg

      上图是电力腐蚀实验结果的合并汇总。取决于实验的边界条件,如若裂缝扩展实验是在一定裂缝开口条件下开展的,分裂将会在始发时扩展较快。在裂缝尖端距离缝口越来越远时,分裂扩展速度越来越低最终停止或者到了扩展速度可以忽略的规范。可通过这种试验来对待不同材料的抗裂缝扩展能力。上图显示010CY水晶合金钢初始扩展速度最低,而且一直以大大低于4330水晶钢的分裂扩展速度。因此是一番高性能材料。

    图表8.jpg

      上图是新研发的两种碳合金钢材料与现有的4330水晶钢力学性能对比。该署数据证明010CY水晶合金钢是一番高性能材料。当前利用这种新材料造出的液力端已经在场地展开试验使用。以目前利用的结果看,在与原碳钢液力端相同的运用条件下比较,已经比原碳钢液力端寿命提升了50%上述,而且还在延续利用。

      根据目前的公用结果,这种材料所带来的性价比已经高于4330水晶钢。咱盼望能够通过使用新材料使液力端寿命大大增强,而在本方面只有很小的增长,为我们的用户提供提高的平均值。


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