基于COMSOL的铝合金钻杆腐蚀分析
来源期刊：探矿工程岩土钻掘工程2021年第4期
论文作者：梁健 赵杰 王成彪 何鑫 尹浩
关键词：科学超深井;科学钻探;铝合金钻杆;腐蚀;数值模拟;
摘 要：为预测科学超深井钻探工程中铝合金钻杆耐腐蚀性能,运用COMSOL软件,建立多物理场腐蚀分析模型,开展"松科二井"铝合金钻杆"应力-温度-电化学"作用下的腐蚀规律仿真分析。分析结果表明:腐蚀体系达到平衡时,铝合金电极一侧的电解质电位偏高,钢接头电极一侧电解质电位偏低,靠近钢接头电极一侧铝杆体电流密度高;随着钻杆所受应力、温度的增加,腐蚀速率加快,相对于温度的影响,载荷对腐蚀影响较小;腐蚀速率和井下工作时间成正线性相关;离钢接头的电偶腐蚀处越近,铝合金钻杆的界面电流密度越大,并成指数关系,外壁强影响区域大约在距电偶腐蚀处0～200 mm,内壁为0～110 mm。研究成果将为铝合金钻杆的工程防腐提供参考。
梁健1,2,3，赵杰4，王成彪3，何鑫4，尹浩1,2
1. 中国地质科学院勘探技术研究所2. 中国地质调查局深部地质钻探技术研究中心3. 中国地质大学(北京)工程技术学院4. 北京石油化工学院机械工程学院
摘 要：为预测科学超深井钻探工程中铝合金钻杆耐腐蚀性能,运用COMSOL软件,建立多物理场腐蚀分析模型,开展"松科二井"铝合金钻杆"应力-温度-电化学"作用下的腐蚀规律仿真分析。分析结果表明:腐蚀体系达到平衡时,铝合金电极一侧的电解质电位偏高,钢接头电极一侧电解质电位偏低,靠近钢接头电极一侧铝杆体电流密度高;随着钻杆所受应力、温度的增加,腐蚀速率加快,相对于温度的影响,载荷对腐蚀影响较小;腐蚀速率和井下工作时间成正线性相关;离钢接头的电偶腐蚀处越近,铝合金钻杆的界面电流密度越大,并成指数关系,外壁强影响区域大约在距电偶腐蚀处0～200 mm,内壁为0～110 mm。研究成果将为铝合金钻杆的工程防腐提供参考。
关键词：科学超深井;科学钻探;铝合金钻杆;腐蚀;数值模拟;
