可膨脹管材料的研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、本文全面分析了可膨脹管技術(shù)的工作原理，及它在石油鉆采行業(yè)中的應(yīng)用，提出了可膨脹管材料的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，即材料應(yīng)具有高塑性、高強(qiáng)度和高的加工硬化率。根據(jù)這一準(zhǔn)則，成功地研制和開(kāi)發(fā)了兩種新型的膨脹管材料，不銹鋼膨脹合金和低碳雙相鋼膨脹合金。 采用奧氏體γ轉(zhuǎn)變?yōu)棣篷R氏體相變誘發(fā)塑性(Transformation-InducedPlasticity-TRIP)的強(qiáng)塑化機(jī)制，在不銹鋼合金設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，研發(fā)出第一類(lèi)高強(qiáng)塑性耐腐蝕不銹鋼膨脹合金

2、。從材料的顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及材料的熱加工性能等方面研究了材料的可膨脹性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該類(lèi)不銹鋼膨脹合金具有合理的微觀結(jié)構(gòu)和良好的力學(xué)性能，可以用做膨脹管材料。 馬氏體相變起始溫度M<,s(ε)>是不銹鋼膨脹合金相變誘發(fā)難易程度的標(biāo)志性參數(shù)，在設(shè)計(jì)不銹鋼膨脹合金時(shí)需要理論解決M<,s(ε)>的計(jì)算，為此，本文推導(dǎo)出M<,s(ε)>的計(jì)算公式：M<,s(ε)>=220-1/1.73∑x<,i>△f<,io>。 第一類(lèi)不

3、銹鋼膨脹合金從力學(xué)性能和顯微結(jié)構(gòu)上均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，但由于其所含的鎳和鉻合金元素的價(jià)格昂貴，膨脹管施工成本較高。為了降低可膨脹管的成本，我們又研發(fā)一種低合金的膨脹合金-雙相鋼。采用了兩相區(qū)加熱和等溫淬火的綜合熱處理方式，獲得鐵素體和馬氏體奧氏體(F+MA)混合組織，利用鐵素體提高材料的塑性，利用馬氏體奧氏體混合組織提高材料的強(qiáng)度。力學(xué)性能測(cè)試顯示，其強(qiáng)度達(dá)到640MPa，延伸率達(dá)到30﹪，滿足膨脹管材料的設(shè)計(jì)要求，成功地研制出了可以大批