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汽轮机转子10%Cr钢的高温低周疲劳特性

材料研究学报 2021年第5期35卷 371-380页

作者：崔璐康文泉邹方魏文澜李臻王澎西安石油大学机械工程学院西安710065 蜂巢动力系统(江苏)有限公司扬中212214

在分别控制应变和温度的条件下进行超超临界汽轮机转子10%Cr钢的高温低周疲劳实验,用SEM和TEM分析了10%Cr钢实验前后的表面形貌和亚晶粒结构。根据实验数据拟合应力-应变曲线、应力-寿命曲线和应变-寿命曲线,得到了反映材料高温低周疲... 详细信息

在分别控制应变和温度的条件下进行超超临界汽轮机转子10%Cr钢的高温低周疲劳实验,用SEM和TEM分析了10%Cr钢实验前后的表面形貌和亚晶粒结构。根据实验数据拟合应力-应变曲线、应力-寿命曲线和应变-寿命曲线,得到了反映材料高温低周疲劳特性的Ramberg-Osgood参数和Manson-Coffin参数。对比分析了低周疲劳实验初始和结束两个阶段的滞回曲线和应力-寿命曲线,并讨论了不同温度和不同应变幅控制的塑性应变。结果表明,在高温工况下10%Cr钢的塑性应变较为明显,随着应变幅的增大钢的疲劳寿命降低,随着循环周期的变化塑性应变速率经历了下降-过渡-上升三个阶段,曲线出现拐点。最大裂纹长度随循环周期呈非线性扩展,高温低周疲劳载荷使钢中的亚晶粒尺寸增大。

关键词：金属材料高温低周疲劳应变与温度控制塑性应变裂纹扩展循环软化

多相高速流动环境中13Cr不锈钢冲刷腐蚀特性

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西安石油大学学报（自然科学版） 2020年第3期35卷 92-96,103页

作者：崔璐康文泉吴鹏黄少璞程嘉瑞李臻西安石油大学机械工程学院陕西西安710065

以油井管13Cr不锈钢为研究对象,基于分离变量法控制实验参数,利用高速气固射流实验装置,测量冲刷速率;在2%NaCl射流液体中,测量材料表面电化学腐蚀速率;在2%NaCl液固两相流中,测量冲刷腐蚀速率。分别对3种实验中的试样进行表征,根据结... 详细信息

以油井管13Cr不锈钢为研究对象,基于分离变量法控制实验参数,利用高速气固射流实验装置,测量冲刷速率;在2%NaCl射流液体中,测量材料表面电化学腐蚀速率;在2%NaCl液固两相流中,测量冲刷腐蚀速率。分别对3种实验中的试样进行表征,根据结果对材料冲刷与腐蚀间的相互作用进行讨论。结果表明随着溶液流速的增加,13Cr不锈钢的腐蚀速率增大,材料表面出现点蚀坑;颗粒冲刷速度的增大显著加速材料的损失,使材料表面出现片状划痕;在液固两相流动溶液中,冲刷速率远大于电化学腐蚀速率,并且两者相互促进,材料表面同时出现点蚀坑和片状划痕。

关键词：冲刷腐蚀 13Cr不锈钢失重法电化学测量法

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高低周复合疲劳工况下汽轮机转子钢寿命模型

科学技术与工程 2021年第9期21卷 3612-3617页

作者：崔璐康文泉吴鹏刘阳李臻窦益华西安石油大学机械工程学院西安710065

高周疲劳和低周疲劳交互作用产生的高低周复合疲劳会引起汽轮机转子钢10Cr-1Mo-1V的快速失效。研究了高低周复合载荷下10Cr-1Mo-1V钢的应变-寿命特性,通过分析应变比-寿命比的关系,提出一种研究高低周复合疲劳寿命的新方法。通过引入四... 详细信息

高周疲劳和低周疲劳交互作用产生的高低周复合疲劳会引起汽轮机转子钢10Cr-1Mo-1V的快速失效。研究了高低周复合载荷下10Cr-1Mo-1V钢的应变-寿命特性,通过分析应变比-寿命比的关系,提出一种研究高低周复合疲劳寿命的新方法。通过引入四种材料的高低周复合疲劳实验数据,用于不同工况下模型的验证与分析。结果表明,所提出的模型与实验值较好地吻合,对于承受复合疲劳工况的材料,其适用性较强,所需参数较少。

关键词：高低周复合疲劳 10Cr-1Mo-1V 应变比-寿命比寿命预测模型

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高温复杂疲劳工况下10%Cr钢寿命特性

科学技术与工程 2020年第20期20卷 8175-8179页

作者：崔璐康文泉吴鹏罗浩魏文澜李臻西安石油大学机械工程学院西安710065

汽轮机转子等高温零部件在工作环境下经常受到高低周复合疲劳载荷,高低周疲劳交互作用时,机组寿命会大幅下降。为评价高温复杂疲劳工况下转子钢的寿命特性,分别进行了低周疲劳实验、高周疲劳实验及高低周复合疲劳实验,并分析了各实验工... 详细信息

汽轮机转子等高温零部件在工作环境下经常受到高低周复合疲劳载荷,高低周疲劳交互作用时,机组寿命会大幅下降。为评价高温复杂疲劳工况下转子钢的寿命特性,分别进行了低周疲劳实验、高周疲劳实验及高低周复合疲劳实验,并分析了各实验工况下的寿命特性。通过对应变与寿命的关系进行分析,发现高低周复合疲劳应变幅比与寿命比在双对数坐标下呈幂函数关系,并以此提出一种研究高低周复合疲劳寿命的新方法。

关键词：高温复杂环境高低周复合疲劳应变-寿命寿命模型

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射孔工况下多喷嘴水力喷射工具冲蚀研究

石油钻采工艺 2018年第5期40卷 620-625页

作者：崔璐黄少璞康文泉窦益华王治国冉亚楠西安石油大学机械工程学院

大排量高砂比水力喷砂压裂的射孔过程中,高速流动的携砂液会对喷射工具表面产生严重的冲蚀损伤。根据喷射工具本体材料35CrMo钢的喷射式冲蚀实验,得到了半经验的冲蚀计算模型。结合DPM数值模拟方法获得射孔过程中工具内部的液固两相流... 详细信息

大排量高砂比水力喷砂压裂的射孔过程中,高速流动的携砂液会对喷射工具表面产生严重的冲蚀损伤。根据喷射工具本体材料35CrMo钢的喷射式冲蚀实验,得到了半经验的冲蚀计算模型。结合DPM数值模拟方法获得射孔过程中工具内部的液固两相流场分布及壁面冲蚀速率,讨论了液相参数和固相颗粒参数对流经上、下游喷嘴颗粒含量及喷嘴入口区域冲蚀损伤的影响。计算结果表明,当工具内部流动达到稳定时,下游喷嘴的颗粒含量大于上游喷嘴的颗粒含量,下游喷嘴入口区域的冲蚀损伤更为严重,颗粒含量及冲蚀损伤的差异性在使用大排量、高黏度液体和大直径、高密度颗粒时更为严重。为防止因上、下游喷嘴颗粒含量差异较大影响射孔效率的情况,建议在实际生产过程中,使用携砂性较好的高黏度压裂液和低密度小直径的颗粒,在保证作业效率和工具寿命的同时控制施工排量。

关键词：水力喷砂压裂射孔水力喷射工具冲蚀数值模拟液固两相流动

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N80Q钢的低周疲劳特性及寿命预测

机械工程材料 2021年第9期45卷 79-82页

作者：崔璐吴鹏杨程晖康文泉李臻魏文澜王澎西安石油大学机械工程学院西安710065 蜂巢动力系统(江苏)有限公司扬中212214

在Instron 8862型疲劳试验机上对油井套管用N80Q钢进行完全对称循环载荷(平均应变为0)和非对称循环载荷(平均应变为0.5%和1.0%)下的低周疲劳试验,研究该钢的低周疲劳特性,并讨论了考虑不同因素的低周疲劳寿命模型的预测精度。结果表明:... 详细信息

在Instron 8862型疲劳试验机上对油井套管用N80Q钢进行完全对称循环载荷(平均应变为0)和非对称循环载荷(平均应变为0.5%和1.0%)下的低周疲劳试验,研究该钢的低周疲劳特性,并讨论了考虑不同因素的低周疲劳寿命模型的预测精度。结果表明:塑性应变能随应变幅的增大呈线性增长趋势,平均应变对塑性应变能几乎无影响;在对称载荷、不同应变幅(0.5%~2.0%)下以及非对称载荷、应变幅大于1.0%下,N80Q钢均无应力松弛行为,而在非对称载荷、应变幅小于1.0%时出现明显的应力松弛行为,且初始平均应力越大,应力松弛行为越明显;考虑最大应力、应力范围、应变范围以及平均应变影响的经验模型的预测精度较高,预测寿命主要分散在1.2倍分散带内。

关键词：低周疲劳特性平均应变应力松弛疲劳寿命预测

低固相高密度完井液在东方B气田完井中的应用

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科学技术创新 2022年第6期 188-191页

作者：张涛任松涛梅明阳康文泉中海油能源发展股份有限公司工程技术湛江分公司广东湛江524057

东方B气田为目前国内海上开发规模最大的高温高压气田,以水平井开发为主,采用三层完井管柱,中部地层隔离管柱下入时需要高密度完井液平衡地层。要求高密度完井液具有良好的储层保护效果、高温沉降稳定性、配伍性。通过多年室内研究与现... 详细信息

东方B气田为目前国内海上开发规模最大的高温高压气田,以水平井开发为主,采用三层完井管柱,中部地层隔离管柱下入时需要高密度完井液平衡地层。要求高密度完井液具有良好的储层保护效果、高温沉降稳定性、配伍性。通过多年室内研究与现场实践,发现微锰具有密度高、粒径小、可酸溶特点,使用微锰加重甲酸钾盐水基液,优化构建了一套低固相高密度完井液体系。该体系在东方B气田20余口高温高压开发井得到成功应用,现场应用的低固相高密度完井液最高密度达到1.95g/cm3,与油基钻井液配伍性好,完井返排压力低,清喷产量整体超过配产要求的30%,具有良好的储层保护效果及沉降稳定性。

关键词：低固相高密度完井液完井作业

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海上油气井不动管柱酸压工艺研究及应用

科学技术创新 2024年第11期 165-168页

作者：梅明阳韩成郭宇堃徐靖康文泉中海油能源发展股份有限公司工程技术湛江分公司广东湛江中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江

海上油气田低渗储量占比大,产量递减快,酸压改造是海上低渗油气田主要增产措施,但是对于已投产井实施动管柱酸压作业,存在施工工艺复杂、作业周期长、费用高、压井洗井作业易引起新的污染问题。通过优选复合有机酸,实现深部酸化改造,保... 详细信息

海上油气田低渗储量占比大,产量递减快,酸压改造是海上低渗油气田主要增产措施,但是对于已投产井实施动管柱酸压作业,存在施工工艺复杂、作业周期长、费用高、压井洗井作业易引起新的污染问题。通过优选复合有机酸,实现深部酸化改造,保护储层及提高渗流通道;发明井口保护装置,隔离井口采油树,避免与酸液接触;针对海上各层甲板作业环境,优化酸压管柱流程,形成了海上油气井不动管柱酸压工艺。该酸压工艺在海上多口井中实施不动管柱酸压工艺,增产效果显著,为海上低渗储层开发酸压改造提供了技术指导。

关键词：酸压不动管柱深部酸化井口保护

海上“三高”气井井口抬升预测模型建立与应用

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化工管理 2022年第6期 149-151页

作者：张涛任松涛梅明阳康文泉杨玉豪中海油能源发展股份有限公司工程技术湛江分公司广东湛江524057 中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524057

南海西部在国内海上首次大规模实施高温高压气田开发,但面临井底150℃高温、1.82~1.85压力系数的高压、最高超100万立方米/天配产、水平井及高井斜定向井等复杂工况。在生产中,复杂温压变化产生较大热应力及环空带压,井口抬升风险极高,... 详细信息

南海西部在国内海上首次大规模实施高温高压气田开发,但面临井底150℃高温、1.82~1.85压力系数的高压、最高超100万立方米/天配产、水平井及高井斜定向井等复杂工况。在生产中,复杂温压变化产生较大热应力及环空带压,井口抬升风险极高,严重会致井口装置及地面管线错位变形,影响安全生产。为此,建立了基于温度产生的井口热应力、环空热膨胀力和套管-水泥环-地层组合体胶结效果共同影响下的井口抬升预测模型。该模型理论计算结果与在生产井实测值吻合精度超90%。

关键词：高温高压高产天然气井井口抬升预测环空热膨胀力地层胶结