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高效承压智能堵漏复合材料制备和性能

收藏本文 2024-01-26 点赞:16544 浏览:70999 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:钻井防漏堵漏的成功率取决于堵漏的性能。发生恶性井漏时,传统的堵漏堵漏强度低、在裂缝中的流动阻力小、易被流体冲走,很难起到良好的堵漏效果,而造成堵漏失败。研究温控型智能堵漏将是解决这一难题的途径之一。论文建立了以形状记忆合金为感知、驱动、执行元件,利用记忆合金丝的搭接、缠绕,以水泥等控制外形的智能堵漏模型,并对形状记忆合金热处理,确定了合适的热处理工艺;探讨不同的制备工艺,并制备了不同性能的智能堵漏;对制备的智能堵漏性能测试。对NiTi形状记忆合金不同的热处理,研究结果:冷水淬火介质下,形状记忆合金的回复率热处理温度的升高而增加,当热处理温度为500℃时,形状记忆合金的形状回复率最大,当热处理温度超过500℃时,形状记忆合金的形状回复率热处理温度的升高而减小;回复率保温时间的增加而逐渐减小,最合理的热处理工艺为:热处理温度为500℃,保温时间为10min,淬火介质为冷水。对弹簧的伸长率研究确定了直径与螺距。研究结果:当弹簧的直径为1.4mm,且弹簧螺距为2.5mm时,弹簧的伸长率为99.2%;当弹簧直径为1.6mm,且弹簧螺距为2.0mm时,弹簧的伸长率为100%。研究不同的制备工艺制备了不同性能的智能堵漏。研究结果:填充膨润土的智能堵漏制备方法是,将膨润土加水填充到弹簧中,喷洒粘结剂后在水泥基中滚动成球,且在膨润土中分别添加5%、10%、15%、20%的碳酸钠制备了最小粒径为2.8-3.1mm的智能堵漏;填充吸水树脂的智能堵漏的制备方法,把膨胀率为1%的吸水树脂填充到制备好的螺旋状的弹簧中,喷洒粘结剂后滚动成球,喷洒适量的2.5%碳酸钠溶液或11.76%硫酸铝溶液养护,成球率分别为95%、95%;把溶于四氯化碳的石蜡溶液喷洒到复合体上,待其四氯化碳挥发后滚动成球(成球率为93%);将膨胀率为1%的吸水树脂填充到制备好的螺旋状的弹簧中后放置30min,滚动成球,喷洒适量的2.5%碳酸钠溶液或11.76%硫酸铝溶液养护,成球率为97%;将吸水树脂制成0.2mm粒径的颗粒状,与膨润土混合后用聚乙二醇400拌合成具有塑性的混合物,填充到制备好的螺旋状的弹簧中滚动成球,喷洒2.5%碳酸钠溶液或11.76%硫酸铝溶液养护,成球率为94%。对制备的智能堵漏了性能测试,结果:制备的智能堵漏具有一定的强度,把制备的不同性能的智能堵漏放到60转/s的转速下搅拌,智能堵漏良好的分散且不破裂;封堵2mm和4mm裂缝时,含填充膨润土的智能堵漏8%的堵漏配方承压能力分别是不含智能堵漏的7.9倍、7.1倍,是常温含智能堵漏8%的堵漏配方的8.9倍、8.2倍;含智能堵漏12%的堵漏配方承压能力是不含智能堵漏的8.4倍、7.5倍,是常温含智能堵漏12%的堵漏配方的8.1倍、6.8倍,达30MPa以上。关键词:智能堵漏论文形状记忆合金论文吸水树脂论文滚动成球论文漏失量论文

    摘要8-10

    ABSTRACT10-12

    章 绪论12-25

    1.1 堵漏的发展12-16

    1.1.1 国内堵漏研究现状12-15

    1.1.2 国外堵漏研究现状15

    1.1.3 堵漏的发展趋势15-16

    1.2 智能的发展及其种类16-18

    1.2.1 智能的发展和种类17-18

    1.2.2 智能的选择18

    1.3 形状记忆合金的研究与应用18-22

    1.3.1 形状记忆合金的研究现状19-20

    1.3.2 形状记忆合金的种类及应用20-22

    1.4 的研究目的和研究内容22-25

    1.4.1 的研究背景22-23

    1.4.2 研究的目的与23-24

    1.4.3 研究的主要内容24-25

    章 水泥基智能堵漏的设计25-33

    2.1 水泥基智能堵漏模型的建立25-26

    2.2 可行性分析26-29

    2.2.1 形状记忆合金相变点的测定26-27

    2.2.2 形状记忆合金回复力的计算27-29

    2.3 智能堵漏堵漏的基本原理29-33

    章 形状记忆合金的热处理33-47

    3.1 实验药品及仪器33-34

    3.1.1 实验药品、原料33-34

    3.1.2 实验仪器34

    3.2 形状记忆合金的热处理34-36

    3.2.1 形状记忆合金的热处理工艺34-35

    3.2.2 形状记忆合金记忆效应的测定35-36

    3.3 实验结果与讨论36-40

    3.3.1 热处理温度与回复率的关系36-38

    3.3.2 淬火介质与回复率的关系38

    3.3.3 保温时间对形状记忆合金形状回复率的影响38-39

    3.3.4 循环次数对形状记忆合金形状回复率的影响39-40

    3.4 形状记忆合金的微观机制40-45

    3.4.1 不同的热处理温度下记忆合金的微观机制40-42

    3.4.2 不同的淬火介质下形状记忆合金的微观机制42-44

    3.4.3 不同保温时间形状记忆合金的微观机制44-45

    3.5 小结45-47

    章 水泥基智能堵漏的制备47-63

    4.1 实验药品及仪器47-48

    4.1.1 实验药品及原料47-48

    4.1.2 实验仪器48

    4.2 弹簧的制作及其直径、螺距的确定48-50

    4.3 水泥基智能堵漏的制备工艺50-61

    4.3.1 填充膨润土的智能堵漏复合的制备50-51

    4.3.2 填充吸水树脂的智能堵漏复合的制备51-61

    4.4 小结61-63

    第五章 填充膨润土智能堵漏的性能63-84

    5.1 实验仪器63

    5.2 智能堵漏的性能63-82

    5.2.1 碳酸根离子的溶出量对堵漏浆液凝固时间的影响63-64

    5.2.2 填充膨润土的智能堵漏的筒压强度64-65

    5.2.3 智能堵漏对外界环境的响应速度65-67

    5.2.4 智能堵漏中形状记忆合金的伸长率67

    5.2.5 智能堵漏的堵漏性能67-82

    5.3 智能堵漏的堵漏机理82

    5.4 小结82-84

    第六章 填充吸水树脂的智能堵漏性能84-88

    6.1 实验仪器84

    6.2 智能堵漏性能84-86

    6.2.1 智能堵漏的筒压强度84

    6.2.2 智能堵漏对外界环境的响应速度84-85

    6.2.3 智能堵漏的室内模拟85-86

    6.3 智能堵漏的堵漏机理86-87

    6.4 小结87-88

    第七章 与展望88-91

    7.1 88-89

    7.2 今后解决的问题89-90

    7.3 展望90-91

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