【摘要】： 石油是一種不可再生的資源,為了最大限度地提高石油采收率,大慶地區(qū)開辟了三元復合驅(qū)實驗區(qū)。三元復合驅(qū)是屬于三次采油的一種方法,可以使原油采收率比水驅(qū)提高20%~25%。由于它采用堿(NaOH)/表面活性劑/聚合物作為驅(qū)油劑,同時井下溫度隨著井深而增加,一般會達到100℃左右,所以在這種環(huán)境中工作的油管、抽油桿(部分材料為35Mn2鋼)出現(xiàn)了較多的斷管、斷桿現(xiàn)象。目前,國內(nèi)外對三元復合驅(qū)技術的研究還僅限于驅(qū)油效果,而對管材在其中的堿脆行為的研究報道甚少。因而,研究在熱強堿介質(zhì)中35Mn2鋼的腐蝕機理可以為油管、抽油桿的合理選材以及采取有效防腐措施提供理論依據(jù),同時也可降低安全事故的發(fā)生,為油田帶來一定的經(jīng)濟效益和社會效益。 此外,套管作為油氣井的重要組成部分,要盡可能提高其抗射孔開裂的能力。由于對套管射孔時,管體需承受應變率極大的沖擊載荷,當達到一定的臨界條件時會發(fā)生失穩(wěn)開裂,所以研究高應變率下堿脆對35Mn2鋼動態(tài)斷裂韌性K Id的影響可以為石油套管的安全使用提供一定的參考依據(jù)。 本文通過電化學實驗和沖擊實驗相結合的方法,在不同極化電位下研究了35Mn2鋼沖擊功AK V的變化規(guī)律,驗證了氫致開裂是35Mn2鋼堿脆的主要機理。并通過Hopkinson壓桿實驗證明了高應變率ε=103/s下,堿脆對35Mn2鋼動態(tài)斷裂韌性K Id的影響不大。
【圖文】：

圖 2.1 金屬應力腐蝕斷裂示意圖解理論碳、氮原子偏聚或碳化物、氮化物的析出成為位錯運動的這些因素都提高了晶界區(qū)的陽極活性，使金屬在一定介質(zhì)，在應力作用下造成應力集中，很容易發(fā)展成晶間裂紋源附于微小裂紋低部的金屬處，降低金屬開裂所需要的能量向發(fā)展。在應力的作用下，金屬產(chǎn)生塑性變形，，裂紋得以型的穿晶斷裂的陽極溶解應力腐蝕，目前廣泛接受的理論面主要就滑移—溶解—斷裂理論進行歸納說明[31-33]。段在活動的滑移面，在拉應力作用下，位錯在活動的滑移面膜產(chǎn)生一定的作用力，這使得此處金屬鈍化膜破壞露出化屬局部產(chǎn)生滑移臺階，見圖 2.2(a)。段生后，又使此處位錯密集和缺位增加，并使金屬中的某些

的滑移面如鐵中的(110)相比，高指數(shù)的滑移面如鐵中的(112)，(113)，現(xiàn)的滑移臺階多，所以在高指數(shù)滑移面上原子溶解的速度就比低指數(shù)滑解速度大。，根據(jù)金屬物理中有關塑性變形的理論可知，金屬滑移臺階的產(chǎn)生原因的運動，這里既包括螺型位錯移動也包括刃型位錯移動至表面的貢獻�；瘜W溶解作用金屬鈍化膜破裂后形成的蝕坑、縫隙及裂紋等腐蝕產(chǎn)物在蝕坑口覆蓋，散受到抑制并形成腐蝕電池，這就是閉塞電池。實驗發(fā)現(xiàn)，在閉塞電池，其介質(zhì)成分和濃度與整體介質(zhì)有很大差別。屬表面已形成蝕坑（或裂紋），則不但蝕坑內(nèi)外的介質(zhì)濃度和 pH 值存在中各處的介質(zhì)濃度和 pH 值也會有很大差別，這必將導致蝕坑內(nèi)（或裂學不均勻性，造成蝕坑內(nèi)各處的極化曲線有很大不同。由實驗表明，此內(nèi)各點見圖 2.3(a)中所示，l 點處于極化曲線的鈍化區(qū)，4 點處于極化曲述 4 個點的陽極極化曲線與陰極極化曲線交點相對應的腐蝕電流表明以處最小，如圖 2.3(b)。因此，4 點處腐蝕最強，l 點處最弱。
【學位授予單位】：大慶石油學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TG142.15

【參考文獻】

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本文編號：2668888