摘要：井架底座作为石油钻机的核心装备构件之一,也是最主要的重量构件。井架底座主体材料既要有较高的强度指标,又要有良好的塑性、韧性和焊接性。本文试验研究了我国生产制造的Q550和Q690两种典型低合金高强度钢板材料的化学成分、微观组织、拉伸性能、冲击性能及硬度等性能指标,对其用于钻机制造的可行性进行了分析。试验研究结果表明,热机械轧制的Q550和Q690高强度钢板材料的性能明显高于国家标准要求,非金属夹杂物含量较少,主体组织均为贝氏体组织,材料具有良好的塑性和韧性,焊接成型良好,而且国内生产制造技术较为成熟,可以适应钻机井架底座设计制造要求。建议将钻机设计、钢板材料及尺寸规格的选择有机结合,优化设计,减轻重量,保障钻机整体服役安全,推动我国钻机制造技术进步。

摘要：为了满足超深层油气资源开发需求,针对石油装备用强度等级最高的低碳马氏体钢,结合成分性能大数据,基于四种不同机器学习方法分别建立了大截面高强韧低碳马氏体钢成分-强度和成分-硬度预测模型,分析表明,神经元层数为4、层深为64的人工神经网络模型的性能预测精度和拟合程度最好。采用遗传算法对材料成分进行智能最优化设计,获得CrNiMo和SiMnCrNiMo两种材料系中屈服强度大于1100 MPa、硬度大于42HRC、碳含量小于0.22%的最优成分,材料的端淬硬度分布曲线与预测值基本一致,最大误差小于3HRC。依据优化设计成分进行多批次产品生产制造后结果表明,150 mm直径的构件全截面获得95%以上的细小针状马氏体组织,屈服强度大于1100 MPa,低温冲击吸收能大于45 J,满足服役性能要求,预测结果与生产实验结果具有较高的一致性。将材料大数据与机器学习相结合实现了材料的智能化设计开发,为高性能材料的开发提供了新途径。

摘要：结合我国近年来发生的典型钻柱失效案例对油气井钻柱失效原因中的制造因素进行系统研究分析,结果表明,钻柱的失效模式与失效原因是两个不同的概念,钻柱的主要失效模式是疲劳,而钻柱的失效原因则主要包括制造因素、设计因素、使用因素和环境因素四个方面。钻柱制造过程中形成的缺陷主要包括非金属夹杂、折皱、表面脱碳、螺纹成型、加工缺陷和耐磨带堆焊不当等,这些缺陷通过降低疲劳裂纹萌生寿命而诱发钻柱的早期失效。建议加强钻柱的失效分析工作,减少钻柱失效事故的发生。

摘要：通过钻杆内加厚过渡带,内壁腐蚀,接头台肩,扭矩台肩等出现大量失效后进行的结构设计优化案例,有力地说明了失效分析在钻杆构件结构设计优化中所发挥出的重要作用,极大提高了钻杆质量和使用寿命,促进了钻杆标准的修订,有效地降低了钻杆失效事故的发生。

摘要：根据文23储气库井注采工况,通过分析计算和注采交变工况下30周次气密封循环全尺寸实物模拟试验等方法,获得Φ88.9 mm×6.45 mm油管柱实际服役条件下的载荷谱、极限载荷及接头密封性能指标。结果表明,所研究注采管柱应选用拉伸效率100%、接头压缩效率不小于60%的气密封螺纹接头油管。上述关键性能指标对于保障文23储气库高效安全运行具有重要意义,相关研究方法可为其它储气库注采管柱接头选用提供理论借鉴。

摘要：对中国石油6座储气库详细调研,发现储气库井工况与常规气井相比差异较大,其明显特征是载荷交变和低含水工况,但在储气库井管柱设计选材评价中并未凸显这一特征,造成储气库井管柱泄漏和腐蚀发生。同时分析现有气密封试验和腐蚀选材标准,发现现有气密封螺纹接头多在40%左右施加压缩载荷进行气密封试验,且腐蚀试验均在100%液体环境,已不适用于储气库管柱的选用,故提出了储气库管柱气密封螺纹接头选择应考虑交变载荷和接头压缩性能,且腐蚀选材应考虑低含水工况。通过对现有储气库管柱载荷计算、气密封循环试验和高温高压釜腐蚀试验,最终给出了交变载荷工况下储气库管柱气密封螺纹接头分级选用技术指标,以及低含水工况下储气库油套管区别耐蚀选材方法,且均纳入了中国石油天然气行业标准。