高强度油井管柱材料的服役安全理论

第一章油气井管柱综述（1）
第一节油气井管柱材料概述（1）
一、超高强度、高韧性油井管（1）
二、抗H2S腐蚀高强度油井管（2）
三、不锈钢及耐蚀合金油套管（2）
四、膨胀套管（2）
五、连续油管（3）
六、稠油热采管柱（3）
七、页岩气开采用油井管（3）
第二节管柱材料的选材技术进展（4）
一、油套管的质量控制与合理选用（4）
二、深井、超深井管柱设计与油套管合理选用（6）
三、热采井套损机理及防治措施（7）
四、深井超深井钻柱失效预测及预防技术（8）
五、连续油管及其应用技术进展（8）
第三节油气井管柱材料的展望（10）
参考文献（11）
第二章复杂环境油气井管柱材料的服役行为与失效（12）
第一节常规油气井管柱的服役行为与失效（12）
一、油气井管柱的服役条件（12）
二、管柱材料的承载特性分析（13）
三、钻柱材料的失效问题（14）
第二节非常规油气井管柱的服役行为与失效（15）
一、非常规油气井的服役行为（15）
二、页岩气管柱的失效原因（16）
第三节热采井管柱的服役行为与失效（16）
一、热采井的服役行为（16）
二、稠油热采井管柱的失效问题（19）
三、热采井管柱的设计与评价（22）
第四节连续油管的服役行为与失效（26）
一、连续油管的服役行为与失效（26）
二、连续油管的疲劳问题（28）
参考文献（30）
第三章常用高强度管柱材料的强塑性（32）
第一节管柱材料的静载力学行为与强度特性（32）
一、管柱材料的静载力学行为（32）
二、管柱材料的强度特性（33）
第二节不同钢级的油井管材料（34）
一、55钢级的油井管材料（34）
二、80钢级的油井管材料（35）
三、90钢级的油井管材料（37）
四、110钢级的油井管材料（38）
第三节服役温度对拉伸性能的影响（39）一、拉伸行为与试验方法（39）
二、80钢级材料不同温度的拉伸特性（41）
三、110钢级材料不同温度的拉伸特性（46）
第四节管柱材料强度的选择与适用性（50）
一、弹性范围内材料强度的选择与适用性（51）
二、塑性变形下材料强度的选择与适用性（51）
参考文献（52）
第四章热采套管/连续油管材料的低周疲劳行为（53）
第一节低周疲劳行为与多因素的影响（53）
一、材料的低周疲劳行为（53）
二、多因素影响的热采套管低周疲劳（55）
三、复杂工况下连续油管的低周疲劳（61）
第二节管柱材料的低周疲劳行为（64）
一、研究方法（64）
二、低周疲劳的应力响应分析（66）
三、80钢级材料的低周疲劳寿命分析（78）
四、80钢级材料低周疲劳断裂机理（82）
五、小结（90）
第三节与温度相关的低周疲劳行为（91）
一、问题描述（91）
二、试验方法（92）
三、温度影响下的疲劳硬化问题（92）
四、温度影响下的疲劳硬化微观机理（100）

五、温度影响下80钢级材料的低周疲劳寿命（107）

六、小结（118）

参考文献（118）

第五章钻杆/抽油杆的高周疲劳与腐蚀耦合行为（125）

第一节材料的腐蚀疲劳问题（125）

一、油井管柱材料的高周疲劳行为（125）

二、腐蚀疲劳的特点及其影响因素（127）

第二节S135钻柱材料的腐蚀疲劳行为（131）

一、管杆的腐蚀疲劳研究进展（131）

二、S135钻杆材料的高周疲劳试验研究（132）

三、S135钻杆材料的腐蚀疲劳试验研究（135）

第三节13Cr钢的腐蚀疲劳裂纹扩展特性（141）

一、油井管腐蚀疲劳环境裂纹扩展概述（141）

二、腐蚀疲劳环境裂纹扩展试验研究（143）

参考文献（153）

第六章油套管材料的高温长时服役行为（155）

第一节金属材料的蠕变特性（155）

一、材料蠕变行为概述（155）

二、油井管材料的蠕变行为（157）

第二节多因素影响下的稳态蠕变速率规律（158）

一、试验方法（158）

二、N80H钢的稳态蠕变速率（159）

三、N80Q钢的稳态蠕变速率（162）

四、N80H与N80Q钢的蠕变机理对比（164）

第三节蠕变和疲劳的相关性研究（171）

一、热采管柱的蠕变与热循环疲劳问题（171）

二、蠕变和低周疲劳相关性（173）

第四节热采管柱的服役安全评价（178）

一、影响热采管柱服役安全的主要因素（178）

二、热采管柱的服役寿命预测方法（180）

参考文献（182）