[00032069]油氣井口裝置抗應力腐蝕與沖刷性能研究

隨著含硫化物油氣資源的開采與輸送，井口裝置返出的為油液混合物且含砂，油氣井口裝置、輸送管道等所面臨的硫化物應力腐蝕與沖刷磨損問題愈發嚴重。因此，研究和探討雙管熱采井口在濕H2S環境中應力腐蝕開裂行為及抗沖刷磨損性能，進而對SAGD井口裝置進行材料改進和結構優化，這對于保證采油井口安全生產有著十分重要的意義。 目前，針對單一流體力學影響因素在流場中的研究較成熟，而綜合多種影響因素在流場中的研究及有關井口裝置中流體流動規律研究較少，針對雙管熱采井口裝置受沖蝕磨損而進行的流場仿真模擬及應力分析研究則更少。表面處理技術應用廣泛，高頻淬火是利用高頻電流快速加熱工件表面并實施迅速淬火的金屬熱處理工藝，可以獲得高強度、良好耐磨損性及高韌性的綜合性能。利用超音速火焰噴涂HVOF系統制備的WC-12Co涂層具有良好的噴涂性和耐磨性，而Co黏結相的存在使涂層具有一定的強度和韌性，WC-12Co涂層具有極高的耐磨抗沖蝕性能和優異的斷裂韌性。到目前為止，國內外尚未見到關于高頻淬火及WC-12Co涂層處理技術對井口所用合金結構鋼抗硫化物應力腐蝕性能影響的研究報道。研究工作已取得以下成果： （1）通過一系列的模擬仿真計算分析，探討了流固耦合模型應用于雙管熱采井口裝置抗沖刷磨損性能研究的可行性，得出了影響沖刷磨損的因素主次順序，從結構優化與材料優化方面分析得出最佳結構與工藝參數，為井口裝置抗沖刷磨損性能研究提供了科學依據和分析基礎。 （2）通過一系列試驗測試與分析，得出不同處理方式對其在含飽和H2S的NACE溶液中應力腐蝕開裂行為的影響，并對其斷口應力腐蝕開裂敏感性、斷裂機理、裂紋形貌和腐蝕產物等進行了分析研究，為建立對油氣井口用合金結構鋼的應力腐蝕開裂行為的有效防護技術提供試驗基礎，證明了表面處理技術在提高井口材料抗應力腐蝕性能方面的優異性。 希望合作的企業：石油井口裝備生產和使用企業。