用碳纤维增强的聚合物复合物的实验研究用于泥失控应用程序
Maryam Abdollahi Khoshmardan1, Taraneh Jafari Behbahani2, Cyrus Ghotbi3
1WA School of Mines:Minerals,Energy and Chemical Engineering, Curtin University, Perth, Australia.
碳纤维增强聚合物 (CFRP) 复合材料由于低水吸收,显示出作为新的流失循环材料 (LCM) 的承诺. 然而,它们的断裂密封效率低于包纤维增强聚合物 (BFRP) 复合材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 石油工程是石油工程中的一个.
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 失去循环是钻井操作中的一个重大挑战,导致成本增加和安全风险.
- 传统的流失循环材料 (LCM) 通常具有环境缺点或有效性有限.
- 复合材料为开发具有定制性质的先进LCM提供了潜力.
研究的目的:
- 研究一种新型碳纤维增强聚合物 (CFRP) 复合物的有效性,作为一种流失的循环材料 (LCM).
- 评估CFRP复合材料的机械性能,吸水能力和断裂密封性能.
- 为了比较CFRP与现有的包纤维增强聚合物 (BFRP) 复合材料的性能.
主要方法:
- 开发了一种新的CFRP复合材料配方,使用双螺丝挤出和压缩成型.
- 使用美国石油研究所 (API) 标准与桥梁材料测试仪 (BMT) 评估断裂密封功效.
- 通过扫描电子显微镜 (SEM) 分析了界面相互作用和骨折形态,并进行了水分吸收测试.
主要成果:
- CFRP复合材料表现出对水吸收的优越抵抗力 (24小时后BFRP的0.7%对比15%).
- 在CFRP中,SEM分析揭示了有利的界面相互作用和骨折形态.
- 尽管机械性能好,吸水量低,但CFRP复合材料与BFRP复合材料相比,其断裂密封效率较低.
结论:
- 碳纤维复合材料显示出作为环境友好型LCM的潜力,在潮湿条件下增强耐用性.
- 需要优化CFRP配方,以提高实际钻井应用的断裂密封效率.
- 基于复合材料的LCM为提高钻探安全性和效率提供了一个有希望的途径.
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