納米銅減摩涂料在油套管上的應用及相關力學性能分析.pdf

1、在油氣鉆探領域中，圓錐管螺紋應用廣泛，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)相關資料統(tǒng)計，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，又存在著嚴重的環(huán)保和經(jīng)濟成本高及生產(chǎn)工藝復雜等缺陷，另外鍍銅工藝也難以應用到直連型油管上。因此，開發(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用，并分析油套管螺紋接頭的力學性能對保證油井正常工作和納米銅減摩涂料的應用起著關鍵作用。本文主要研究內容如下：
　?。?）將已經(jīng)研制完成的納米銅減摩涂料應用于油套管螺紋接頭，通過實驗室摩擦磨損試驗及電鏡和能譜分析，測試并觀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)異的減摩和耐負荷性能：通過油套管生產(chǎn)線上的全尺寸

3、上卸扣試驗驗證納米銅減摩涂料對油套管上扣扭矩的影響及其抗粘扣性能，結果表明：納米銅減摩涂料最大可降低上扣扭矩達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算模型及有限元分析方法，分別從數(shù)學和計算機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的各嚙合螺紋牙齒面上接觸壓力的大小和分布規(guī)律，結果表明油套管螺紋接頭嚙合螺紋牙上的齒