納米銅減摩涂料在油套管上的應(yīng)用及相關(guān)力學(xué)性能分析.pdf

1、在油氣鉆探領(lǐng)域中，圓錐管螺紋應(yīng)用廣泛，石油和天然氣工業(yè)中的油套管均采用錐度為1:16的圓錐管螺紋連接。但是根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，油套管的損壞絕大部分都發(fā)生在其螺紋的連接部位，其中粘扣又是螺紋連接部位發(fā)生失效損傷的主要因素；目前高鋼級(jí)油套管普遍采用的接箍鍍銅處理工藝在表現(xiàn)出優(yōu)良的抗粘扣性能的同時(shí)，又存在著嚴(yán)重的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)成本高及生產(chǎn)工藝復(fù)雜等缺陷，另外鍍銅工藝也難以應(yīng)用到直連型油管上。因此，開(kāi)發(fā)一種能夠代替鍍銅且又具有優(yōu)異抗粘扣性能的納米銅減

2、摩涂料，研究其在油套管螺紋表面上的應(yīng)用，并分析油套管螺紋接頭的力學(xué)性能對(duì)保證油井正常工作和納米銅減摩涂料的應(yīng)用起著關(guān)鍵作用。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）將已經(jīng)研制完成的納米銅減摩涂料應(yīng)用于油套管螺紋接頭，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室摩擦磨損試驗(yàn)及電鏡和能譜分析，測(cè)試并觀(guān)察納米銅減摩涂料的減摩性能和其在油套管磷化層表面的分布狀態(tài)，結(jié)果表明螺紋表面上納米銅減摩涂料和磷化層的分布狀態(tài)基本一致，并具有優(yōu)異的減摩和耐負(fù)荷性能：通過(guò)油套管生產(chǎn)線(xiàn)上的全尺寸

3、上卸扣試驗(yàn)驗(yàn)證納米銅減摩涂料對(duì)油套管上扣扭矩的影響及其抗粘扣性能，結(jié)果表明：納米銅減摩涂料最大可降低上扣扭矩達(dá)30.3％，因而能有效的改善油套管的抗粘扣性能。
　?。?）采用考慮單圈螺紋牙受力和變形的理論計(jì)算模型及有限元分析方法，分別從數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)模擬的角度分析油套管螺紋接頭在只有上扣扭矩作用、只有軸向拉伸載荷作用和上扣扭矩與軸向拉伸載荷共同作用時(shí)的各嚙合螺紋牙齒面上接觸壓力的大小和分布規(guī)律，結(jié)果表明油套管螺紋接頭嚙合螺紋牙上的齒