فإن الكتاب أود أن أشكر الشعب والمؤسسات التالية للحصول على المساعدة والدعم: ويليام بورتاس وجيمس Heathman (صناعة الاستشارات، وشركة شل E &amp; P)، ريتشارد يتلفيلد ورودني بنينجتون (شل مركز تكنولوجيا Westhollow)، دانييلي دي Crescenzo (شل للأبحاث حسنا المهندس )، بيل كاروثرز (لافارج)، تيم المراوغة (الآن مع شركة شيفرون)، جيري Masterman واين مانويل (LSU PERTT مختبر)، ريك يونغ (مختبر ميكانيكا LSU روك)، وأعضاء في مختبر SEER (AROME Oyibo، تاو تاو، و يوردان Bossev).

1. نموذج مركب (الشكل 1) ملاحظة: معظم الوظائف الاسمنت في خليج المكسيك (الولايات المتحدة الأمريكية) تتم باستخدام الفئة H الأسمنت 18، لذلك، تم استخدام نفس النوع من الأسمنت لإجراء التجارب المعملية لمحاكاة الظروف الميدانية مثل، إمكانية تطبيق هذه التكنولوجيا لSCP المعالجة في خليج المكسيك. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد عينة ملاحظة: تتكون عينة طويلة 61 سم اثنين من الدرجة الثانية كهربائيا قاوم الأنابيب الملحومة (ERW) الكربون الصلب (الشكل 1). الأنبوب الداخلي هو 61 سنتيمترا ولها 6 سم القطر الخارجي (OD) مع 2.8 مم سماكة الجدار. الأنبوب الخارجي هو 59.7 سم، 10 سم لديه OD وسمك الجدار 5.7 مم. مقاومة الخضوع وقوة الشد من الأنابيب هي 241 ميجا باسكال و 414 ميجا باسكال، على التوالي. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حفر 12 حفرة من 2.4 ملم في الأنبوب الخارجي لتوفير الإغاثة من الضغط خلال التوسع ومسامية الصخور تقليد في الظروف الميدانية. حفر ثمانية ثقوب 8.6 ملم القادمة على الالبريد الأنابيب الخارجي، و 90 درجة على حدة مع أربعة ثقوب 13 سم من أعلى وأربعة ثقوب 53 سم من الأعلى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كاتب هذه الثقوب مع 3.2 ملم معاهدة حظر الانتشار النووي (الوطنية الأنابيب الموضوع) خيوط طرف للسماح للاتصال مع الأنابيب والتجهيزات والتجمع مشعب أنابيب النايلون على الجزء السفلي (مدخل) وأعلى (مخرج) جانب من العينة. تأكد من أن مدخل ومخرج المنافذ 40.64 سم عن بعضها وتستخدم لتشغيل من معدل متعدد التجارب التدفق من خلال الغاز قبل وبعد التوسع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> معطف الأنبوب الخارجي مع الرش ومكافحة التآكل لمنع التآكل خلال فترة التصلب الذي يمكن أن تتداخل مع التجارب بسبب تكوين هيدروكسيد وتآكل منتجات الحديد يمكن أن تسبب microfracturing من الاسمنت. ملاحظة: سيتم اختبار هذا السيناريو في التجارب المستقبلية كما تآكل المعدن وغالبا ما يكون موجودا في النظم حفرة البئر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> آلة من حبة اللحام على الجدار الداخلي للأنبوب الداخلي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع مصنوعة خصيصا لاقتران الصلب بطول 4.5 سم، 6.35 سم من أنبوب OD. تيhread قطعة على الحائط داخل وحام إلى 0.63 سم الصلب السميك لوحة حلقة (الشكل 2). كاتب الجزء السفلي من الأنبوب الداخلي على الجدار الخارجي في طول 4.5 سم للسماح للاتصال مع اقتران الملحومة، كما هو مبين في الشكل رقم 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لحام الأنابيب الخارجي إلى الحلبة لوحة الصلب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تليين الأنبوب الداخلي للجدار الخارجي مع الفازلين ورذاذ الخبز على طول كامل طولها. المسمار الأنبوب الداخلي في اقتران لإنهاء تجميع عينة مركب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعزيز حجم الأنابيب بين الداخلي والخارجي مع 1.57 جم / سم 3 الاسمنت الطين، 0.87 ث / ج النسبة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عينات علاج في حمام مائي في الظروف المحيطة لمدة لا تقل عن 28 يوما. الحفاظ على درجة الحموضة في حمام الماء بين 12 و 13 وذلك بإضافة الكالسيوم (OH) 2 إلى الماء للحفاظ على البيئة ودرجة الحموضة العالية. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد 13.1 رطل / غال الطين الاسمنت (لحجم 2.2 لتر) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> صب 1350 غرام من الماء إلى4 L، 3.75 حصان خلاط مختبر وقبل هيدرات 30 ز (2٪ من وزن الأسمنت) من البنتونيت لمدة 5 دقائق على سرعة منخفضة (30000 x ج). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد 5 دقائق، صب 5 مل من وكيل defoaming و 1500 غرام من مسحوق الاسمنت في الخلاط والقص لمدة 40 ثانية على سرعة عالية من 51755 س ز. صب الطين الاسمنت في بالطوق الجمعية الأنابيب وتغطي مع الرطب من القماش والبلاستيك التفاف لتجنب التعرض للهواء ومنع الكربنة من الاسمنت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد ست ساعات يسكب المزيج بين أنابيب الأسمنت، تدوير الأنبوب الداخلي ربع-تتحول ذهابا وإيابا كل 15 دقيقة للساعة 20 المقبلة من الماء لمنع الاسمنت الاسمنت الترابط مع الأنبوب الداخلي وخلق متناهية (مطلوب للmicroannular تدفق الغاز). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع عينة مركبة عزز أفقيا في حمام الماء لمدة لا تقل عن 28 يوما. تأكد من أن حمام الماء له قيمة الرقم الهيدروجيني من حوالي 13 الذي يتحقق من خلال إضافة 100 غرام من الكالسيوم (OH) 2 إلى 20 لتر من الماء. </li></ol></li></ol> 2. قبل التوسع التجارب التدفق من خلال <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المسمار 3.2 مم التجهيزات في أربعة منافذ مدخل ومخرج على الأنبوب الخارجي للعينة. ربط مدخل ومخرج الفتحات مع محولات الضغط على حديد التسليح (الشكل 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضغط اسطوانة غاز المبدئي ضغط مدخل من 50 كيلو باسكال. تشغيل برامج الكمبيوتر لضغوط قياسية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح تدفق متر والبدء في اختبار التدفق من خلال. مراقبة مدخل ومخرج الضغوط على الشاشة لمدة 1 دقيقة، كما هو مبين في الشكل (6). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضغط اسطوانة الغاز إلى مدخل ضغط 172 كيلو باسكال ومراقبة الضغط لمدة 2 دقيقة أخرى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نهاية التدفق من خلال التجربة وتسجيل ضغط. إغلاق اسطوانة الغاز وتنفيس الغاز المتبقي في الغلاف الجوي. تفكيك الفتحات والغطاء العلوي للعينة بقطعة قماش مبللة أثناء بدء تشغيل وحدة توسع، لمنع الكربنة وتجفيف الاسمنت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> معطف الجدار الداخلي للأنبوب الداخلي مع لترubricant لحسن سير العمل في مخروط التوسع والعينة مستعدة للتوسع. </li></ol> الإعداد 3. التوسع والتمدد الداخلي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الاحتفاظ الكامل للمغزل التوسع من السكن أقل من أسطوانات هيدروليكية، كما هو مبين في الشكل 4A. ضع عينة مركبة مع الأسمنت رطب في الجزء الأسفل من عينة الإسكان من المباراة من خلال فتح في الجزء العلوي (الشكل 4B). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استطال تماما مغزل التوسع من خلال العينة التي يتم بعدها تراجع مخروط التوسع مع نسبة التوسع المطلوب (الشكل 3) على ذلك، كما هو مبين في الشكل 4C. المسمار مغزل الحفاظ على مغزل التوسع، ثم المسمار دليل مغزل الإبقاء على الرابط السفلي من السكن أقل. العينة مستعدة للتوسع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> السلطة في وحدة هيدروليكية للضغط الأمثل من 10.3 ميجا باسكال، وتشغيل برامج الكمبيوتر لتسجيل القوة المحورية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفعيل التعاونntrol التحول إلى التراجع عن مغزل التوسع وسحب التوسع من خلال الأنبوب الداخلي للعينة، وبالتالي توسيع الأنابيب وضغط غمد الأسمنت. توسيع عينات لطول 40.64 سم (الشكل 4D) ثم استطال مغزل التوسع في موقعها الأصلي. إيقاف التسجيل من القوى المحورية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فك دليل الاحتفاظ مغزل ومغزل إزالة الاحتفاظ. خلع مخروط التوسع من مغزل التوسع وسحب كامل مغزل من أجل إزالة عينة تشكيل الإسكان أقل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد إزالة عينة، إعداده لمرحلة ما بعد توسع معدل متعدد التجارب الغاز التدفق من خلال. </li></ol> 4. بعد توسع معدل متعدد التجارب التدفق من خلال <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نظيفة مدخل ومخرج الموانئ من أي فائض من عجينة الأسمنت تقلص. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المسمار الأنابيب والتجهيزات في أربعة منافذ مدخل ومخرج على الأنبوب الخارجي للعينة. ربط مدخل ومخرج الفتحات إلى التجهيزات، كما هو مبين في <strong&gt; الشكل 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الضغط على اسطوانة الغاز المبدئي ضغط مدخل من 172 كيلو باسكال. تشغيل برامج الكمبيوتر لضغوط قياسية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح تدفق متر والبدء في اختبار التدفق من خلال. مراقبة مدخل ومخرج الضغوط على الشاشة (الشكل 6). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد 5 دقائق، الضغط على اسطوانة الغاز إلى مدخل ضغط 345 كيلو باسكال ورصد الضغوط لمدة 5 دقائق أخرى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد 5 دقائق زيادة الضغط مدخل إلى 517 كيلو باسكال. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد 5 دقائق زيادة الضغط مدخل إلى مدخل الضغط النهائي من 690 كيلو باسكال لمدة 5 دقائق أخرى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إنهاء التجربة التدفق من خلال تسجيل والضغط. إغلاق اسطوانة الغاز وتنفيس الغاز المتبقي في الغلاف الجوي. تفكيك الفتحات من العينة. </li></ol> 5. حسابات النفاذية الفعالة للMicroannulus وكان الغرض الرئيسي من هذه الدراسة هو توفير معلومات نوعية حول وجود تدفق الغاز قبل وبعد ه ملاحظة:xpansion. التصميم التجريبي لا تملك مكونات متطورة لتكون قادرة على قياس عرض القناة وتدفق معدل دقة. خلال هذه التجارب الأولية ختم تدفق الغاز كان التركيز الرئيسي. وبالتالي، فإن أي من حسابات نفاذية المعروضة هنا هي أكثر شبه الكمي وليس الهدف الرئيسي من هذه الدراسة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لحساب النفاذية الفعالة، واستخدام ثابت معدل تدفق النيتروجين حوالي ف = 1.42 سم 3 / ثانية على استقرار الضغط. عامل الانحراف غاز النيتروجين في الظروف المحيطة هو Z = 1 واللزوجة μ = 0.018 CP. إجراء جميع الاختبارات في التدفق من خلال الظروف المحيطة من T = 535 ºR. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حساب مساحة الحيز الحلقي مدعومين أخذ نصف القطر الداخلي للأنبوب الخارجي، ص Oinn = 4.6 سم، وقطرها الخارجي من الأنبوب الداخلي، ص Iout = 3.05 سم. المسافة بين مدخل ومخرج الموانئ (ΔL) هو 40.64 سم. فرق الضغط (P منفذ مدخل ف)، التوصيةأورديد من قبل مدخل ومحولات ضغط مخرج، هو المتغير الوحيد المستخدمة في حسابات النفاذية الفعالة للmicroannulus المصنعة مسبقا (K EF) 19: <img alt="المعادلة 1" fo:content-width="2in" src="/files/ftp_upload/52098/52098eq1.jpg" /> مكافئ. 1 س - النيتروجين معدل التدفق [3 سم / ثانية] K EF - بيرم فعال. من microannulus [MD] ص Iout - ID من الأنابيب الخارجي [سم] ص Oinn - OD الأنابيب الداخلي [سم] μ - اللزوجة الغاز [CP] Z - عامل انحراف الغاز T - من درجات الحرارةإعادة [ºR] ΔL - المسافة بين محولات ضغط [سم] P مدخل - ضغط مدخل [جوي] P مخرج - الضغط منفذ [جوي] </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استبدال كافة القيم أعلاه في المعادلة (1) وحساب النفاذية الفعالة كما هو مبين أدناه في المثال 1. الضغط مدخل سجلت خلال التجربة قبل التوسع التدفق من خلال مدخل كان P = 12 كيلو باسكال (0.12 ضغط جوي)، في حين كان محول الضغط منفذ P منفذ = 0.4 كيلو باسكال (0.004 ATM). مثال 1: <img alt="المعادلة 2" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52098/52098eq2.jpg" /></li></ol>

<ol>
	<li>King, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Well+Integrity:+Hydraulic+Fracturing+and+Well+Construction+&#8211;+What+are+the+Factual+Risks.">Well Integrity: Hydraulic Fracturing and Well Construction &#8211; What are the Factual Risks.</a> SPE Wellbore Integrity Webinar. 5, (2013).</li><li>Taylor, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cement Chemistry. , (1997).</li><li>Thiercelin, M. J., Dargaud, B., Baret, J. F., Rodriguez, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cement+design+based+on+cement+mechanical+response.">Cement design based on cement mechanical response.</a> SPE Drill &amp; Compl. 13 (4), 266-273 (1998).</li><li>Nelson, E. B., Guillot, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Well Cementing. , (2006).</li><li>Carter, L., Evans, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Study+of+Cement-Pipe+Bonding.">A Study of Cement-Pipe Bonding.</a> Paper SPE 164 presented at the California Regional Meeting. , 24-25 (1964).</li><li>Goodwin, K., Crook, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cement+Sheath+Stress+Failure.">Cement Sheath Stress Failure.</a> SPE Drill Eng. 7 (4), 291-296 (1992).</li><li>Heathman, J., Beck, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Finite+Element+Analysis+Couples+Casing+and+Cement+Designs+for+HP/HT+Wells+in+East+Texas.">Finite Element Analysis Couples Casing and Cement Designs for HP/HT Wells in East Texas.</a> Paper SPE 98869 presented at the IADC/SPE Conference. , (2006).</li><li>Boukhelifa, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Cement+Systems+for+Oil+and+Gas+Well+Zonal+Isolation+in+a+Full-Scale+Annular+Geometry.">Evaluation of Cement Systems for Oil and Gas Well Zonal Isolation in a Full-Scale Annular Geometry.</a> Paper SPE 87195 presented at the IADC/SPE Drilling Conference. , (2004).</li><li>Duan, S., Wojtanowicz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Method+for+Evaluation+of+Risk+of+Continuous+Air+Emissions+from+Sustained+Casinghead+Pressure.">A Method for Evaluation of Risk of Continuous Air Emissions from Sustained Casinghead Pressure.</a> Paper SPE 94455 presented at SPE/EPA/DOE Exploration and Production Environmental Conference. , (2005).</li><li>Watson, T. L., Bachu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+potential+for+gas+and+CO2+leakage+along+wellbores.">Evaluation of the potential for gas and CO2 leakage along wellbores.</a> SPE Drill &amp; Compl. 24 (1), 115-126 (2009).</li><li>Wojtanowicz, A. K., Nishikawa, S., Xu, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnosis+and+remediation+of+SCP+in+wells.">Diagnosis and remediation of SCP in wells.</a> Final report submitted to US Department of Interior MMS. , (2001).</li><li>Kupresan, D., Heathman, J., Radonjic, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Assessment+of+Casing+Expansion+as+a+Solution+to+Microannular+Gas+Migration.">Experimental Assessment of Casing Expansion as a Solution to Microannular Gas Migration.</a> Paper SPE 168056 presented at IADC/SPE Drilling Conference and Exhibition. , (2014).</li><li>Kupresan, D., Heathman, J., Radonjic, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+a+New+Physical+Model+of+Expandable+Casing+Technology+in+Mitigation+of+Wellbore+Leaks.">Application of a New Physical Model of Expandable Casing Technology in Mitigation of Wellbore Leaks.</a> CETI Journal. 1 (5), 21-24 (2013).</li><li>Demong, K., Rivenbark, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breakthroughs+using+Solid+Expandable+Tubulars+to+Construct+Extended+Reach+Wells.">Breakthroughs using Solid Expandable Tubulars to Construct Extended Reach Wells.</a> Paper SPE 87209 presented at the IADC/SPE Drilling Conference. , (2004).</li><li>Grant, T., Bullock, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+evolution+of+Solid+Expandable+Tubular+Technology:+Lessons+Learned+Over+Five+Years.">The evolution of Solid Expandable Tubular Technology: Lessons Learned Over Five Years.</a> , (2005).</li><li>Jennings, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+formations+rendered+less+problematic+with+solid+expandable+technology.">Dynamic formations rendered less problematic with solid expandable technology.</a> , (2008).</li><li>Fanguy, C., Mueller, D., Doherty, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+method+of+cementing+solid+expandable+tubulars.">Improved method of cementing solid expandable tubulars.</a> , (2004).</li><li>American Petroleum Institute. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Appendix+C+(tentative),+Fluid+Density+Balance.">Appendix C (tentative), Fluid Density Balance.</a> Recommended Practice for Testing Oilwell Cements and Cement Additives. , (1971).</li><li>Nelson, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Well cementing. , (1990).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

The reported experimental procedure has two main components that are critical: composite cylinders that simulate wellbores and the expansion fixture that is used to carry out mechanical manipulation of cement. When designing wellbore models (cement/pipe composite cylinders), it is critical to choose adequate cement density, store samples under total humidity conditions (100% RH) and establish pipe-cement debonding before cement slurry completely sets. Failing to achieve this would make the entire gas flow experiment impo...

الإجراء تجريبي ذكرت واثنين من المكونات الرئيسية التي تعتبر بالغة الأهمية: اسطوانات المركبة التي تحاكي wellbores والمباراة التوسع التي يتم استخدامها لتنفيذ التلاعب الميكانيكية من الاسمنت. Wellbores هي البوابة الرئيسية لإنتاج السوائل تحت السطحية (المياه والنفط والغاز، أو البخار) وكذلك حقن السوائل المختلفة. بغض النظر عن وظيفتها، يتعين على البئر لتوفير تدفق تسيطر عليها ل/ حقن السوائل المنتجة. بناء البئر له عمليتين متميزتين: الحفر والإكمال. الاسمنت حفرة البئر، وهو جزء من الإجراء الاكمال، ويوفر أساسا العزلة مناطقية والدعم الميكانيكي للأنبوب معدني (غلاف)، وحماية المكونات المعدنية من السوائل المسببة للتآكل. هذه هي العناصر الأساسية كاملة غير منقوصة، wellbores تعمل بشكل كامل. سلامة غمد البئر الاسمنت هي وظيفة من الخصائص الكيميائية والفيزيائية للأسمنت رطب، هندسة جASED جيدا، وخصائص المحيطة تشكيل / تشكيل السوائل 2،3. سيتم إزالة كاملة من سائل الحفر يؤدي ذلك إلى ضعف العزل مناطقية لأنه يمنع تشكيل روابط قوية على واجهات مع الصخور و / أو المعادن. الأغماد الاسمنت يمكن ان تخضع لأنواع عديدة من الفشل خلال حياة أيضا. الضغط ودرجة الحرارة التذبذبات الناجمة عن عمليات إنجاز وإنتاج وتساهم في تطوير كسور داخل المصفوفة الاسمنت. ويتسبب debonding بالضغط و / أو التغيرات في درجات الحرارة والماء الأسمنت انكماش 4،5،6. والنتيجة هي دائما تقريبا جود تدفق السوائل microannular، على الرغم من وقوعه يمكن الكشف مبكرا أو بعد سنوات من خدمة الحياة. خلق Heathman وبيك (2006) نموذجا للغلاف ملاطي تعرض لأكثر من 100 الضغط ودرجة الحرارة الأحمال الدورية، والتي أظهرت debonding مرئية، والشروع في الشقوق الاسمنت التي يمكن أن تشكل مسارات تفضيلية للهجرة السوائل &lt;سوب&gt; 7. في هذا المجال، والتوسع والانكماش من المكونات المعدنية من البئر لا تتطابق مع تلك التي من الاسمنت والصخور، مما تسبب debonding بينية وتشكيل microannulus، مما يؤدي إلى زيادة نفاذية غمد الأسمنت. لتحميل غلاف إضافي يمكن أن يسبب انتشار الشقوق الشعاعية في مصفوفة الاسمنت مرة الضغوط الشد تتجاوز قوة الشد للمادة 8. كل الإخفاقات الاسمنت المذكورة آنفا يمكن أن يؤدي إلى توجيه الصغيرة، الأمر الذي يؤدي إلى الهجرة الغاز، وقوع الدائمة، والمخاطر البيئية على المدى الطويل. وهناك عدد لا بأس به من إنتاج والآبار المهجورة مع SCP تشكل مصدرا جديدا من المحتمل انبعاث غاز الطبيعي المستمر 9. تحليل أجرته واتسون وباتشو (2009) من 315،000 النفط والغاز وآبار الحقن في ألبرتا، كندا أظهر أيضا أن البئر الانحراف، وأيضا نوع أو أسلوب الهجر، ونوعية الاسمنت من العوامل الرئيسية المشتركةntributing لتسرب محتمل بشكل جيد في الجزء ضحالة البئر 10. العمليات العلاجية الحالية مكلفة وفاشلة. والتدعيم ضغط، واحدة من التقنيات العلاجية الأكثر استخداما، لديها نسبة نجاح 50٪ بقليل (11). في هذه الورقة فإننا تقريرا عن تقييم للتوسيع الغلاف تكنولوجيا (ECT) كأسلوب علاج جديدة للراشح wellbores 12،13. العلاج بالصدمات الكهربائية يمكن تطبيقها في الآبار الجديدة أو القائمة 14. تم إجراء تثبيت التجاري الأول لهذه التكنولوجيا من قبل شركة شيفرون على بئر في المياه الضحلة في خليج المكسيك في 15 نوفمبر 1999. المغلف التشغيل الحالي للالدرنات القابلة للتوسيع بتغليف ميل من 100 درجة من رأسي، درجة حرارة تصل إلى 205 درجة مئوية، وزن الطين إلى 2.37 جم / سم 3، على عمق 8763 متر، الضغط الهيدروليكي من 160.6 برنامج العمل العالمي ويبلغ طوله 2092 متر 16 أنبوبي. معدل التوسع نموذجي للالدرنات القابلة للتوسيع الصلبة هوpproximately 2.4 متر / دقيقة 17. وتقدم هذه الدراسة نهجا فريدا لتطويع التكنولوجيا ECT كعملية معالجة جديدة لSCP. توسيع أنابيب الصلب يضغط الاسمنت التي من شأنها أن تؤدي إلى إغلاق تدفق الغاز في واجهة وختم تسرب الغاز. من المهم أن نذكر أن محور هذه الدراسة هو ختم تدفق الغاز microannular الحالية، لذا ركزنا فقط على ذلك كسبب محتمل للwellbores راشح. من أجل اختبار فعالية للتكنولوجيا تكييفها حديثا لهذا الغرض، قمنا بتصميم نموذج حفرة البئر مع تدفق microannular القائمة. يتم الحصول على هذه من خلال تناوب الأنابيب الداخلية خلال ترطيب الاسمنت. هذه ليست لمحاكاة أي عمليات ميدانية، ولكن ببساطة أن تصوم إلى الأمام ما سيحدث بعد عقود من التحميل الحراري والضغط في البئر.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="742">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:341px;">ASTM A53 Grade B ERW Schedule 40 Steel pipe - OD=10.16 cm, ID=10.04 cm, L=59.7 cm</td>
			<td style="width:108px;">Baker Sales</td>
			<td style="width:119px;">BPE-4.00BB40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="50">
			<td height="50" style="height:50px;width:341px;">ASTM A53 Grade B ERW Schedule 10 Steel pipe - OD=6 cm, ID=5.94 cm, L=61 cm&#160;</td>
			<td style="width:108px;">Service Steel</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:341px;">Expansion Cones - AISI D2 grade alloy steel (60 RC hardness)</td>
			<td style="width:108px;">Shell</td>
			<td style="width:119px;">Custom-made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:341px;">Pipe coupling - OD=6.35 cm, ID=6 cm, L=4.4 cm</td>
			<td style="width:108px;">LSU</td>
			<td style="width:119px;">Custom-made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:341px;">Steel plate ring - OD=10.16 cm, ID=5.76 cm, thickness=6.35 mm</td>
			<td style="width:108px;">Louisiana Cutting</td>
			<td style="width:119px;">Custom-made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:341px;">Class H Cement</td>
			<td style="width:108px;">LaFarge</td>
			<td style="width:119px;">04-16-12 / 14-18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:341px;">Defoaming agent - D-Air 3000L</td>
			<td style="width:108px;">Halliburton</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="30">
			<td height="30" style="height:30px;width:341px;">Bentonite clay</td>
			<td style="width:108px;">LSU</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="30">
			<td height="30" style="height:30px;width:341px;">Calcium hydroxide</td>
			<td style="width:108px;">LSU</td>
			<td style="width:119px;">n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="31">
			<td height="31" style="height:31px;width:341px;">Expansion Fixture</td>
			<td style="width:108px;">Shell</td>
			<td style="width:119px;">Custom-made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="29">
			<td height="29" style="height:29px;width:341px;">Pressure transducers</td>
			<td style="width:108px;">Omega</td>
			<td style="width:119px;">PX480A-200GV&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:341px;">Teflon tubing</td>
			<td style="width:108px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">PB0754100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:341px;">Union tee</td>
			<td style="width:108px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">SS-400-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:341px;">Elbow union</td>
			<td style="width:108px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">SS-400-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="29">
			<td height="29" style="height:29px;width:341px;">Female elbow</td>
			<td style="width:108px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">SS-400-8-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:341px;">Port connector</td>
			<td style="width:108px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">SS-401-PC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:341px;">Forged body valve</td>
			<td style="width:108px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">SS-1RS4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:341px;">Tube adapter</td>
			<td style="width:108px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">SS-4-TA-1-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:341px;">Pipe lubricant</td>
			<td style="width:108px;">E.F. Houghoton &#38; Co.</td>
			<td>71323998</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="30">
			<td height="30" style="height:30px;width:341px;">Instant Galvanize Zinc Coating</td>
			<td style="width:108px;">CRC</td>
			<td style="width:119px;">78254184128</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

mechanical expansion of steel tubing as a solution to leaky wellbores

Wellbore cement, a procedural component of wellbore completion operations, primarily provides zonal isolation and mechanical support of the metal pipe (casing), and protects metal components from corrosive fluids. These are essential for uncompromised wellbore integrity. Cements can undergo multiple forms of failure, such as debonding at the cement/rock and cement/metal interfaces, fracturing, and defects within the cement matrix. Failures and defects within the cement will ultimately lead to fluid migration, resulting in inter-zonal fluid migration and premature well abandonment. Currently, there are over 1.8 million operating wells worldwide and over one third of these wells have leak related problems defined as Sustained Casing Pressure (SCP)1. 
The focus of this research was to develop an experimental setup at bench-scale to explore the effect of mechanical manipulation of wellbore casing-cement composite samples as a potential technology for the remediation of gas leaks. 
The experimental methodology utilized in this study enabled formation of an impermeable seal at the pipe/cement interface in a simulated wellbore system. Successful nitrogen gas flow-through measurements demonstrated that an existing microannulus was sealed at laboratory experimental conditions and fluid flow prevented by mechanical manipulation of the metal/cement composite sample. Furthermore, this methodology can be applied not only for the remediation of leaky wellbores, but also in plugging and abandonment procedures as well as wellbore completions technology, and potentially preventing negative impacts of wellbores on subsurface and surface environments.

وأظهرت اختبارات ما قبل التوسع الغاز تدفق من خلال عينة مركبة على تسجيل الضغط على المفاتيح الضغط منفذ، مؤكدا تدفق الغاز عبر microannulus المصنعة مسبقا (الشكلان 7 و 8). بقيت الظروف الأولية نفسها حيث كان الضغط مدخل الأولي 103 كيلو باسكال وأبقى معدل تدفق الغاز في...

Watch this Scientific Journal Video about Mechanical Expansion of Steel Tubing as a Solution to Leaky Wellbores at JoVE.com

Mechanical Expansion of Steel Tubing as a Solution to Leaky Wellbores

This article reports on a laboratory scale investigation of an existing field procedure and its adaptation for sealing of leaky wellbores. It consists of mechanical expansion of metal pipe, which results in an improved metal/cement bond, ultimate sealing of hydraulic pathways and prevention of gas leaks caused by the presence of a microannular channel.

التوسع الميكانيكي للأنابيب الصلب كحل للراشح Wellbores

Wellbore cement, a procedural component of wellbore completion operations, primarily provides zonal isolation and mechanical support of the metal pipe ...

mechanical-expansion-of-steel-tubing-as-a-solution-to-leaky-wellbores

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Civil Engineering

Engineering

Unit 1

Masonry

SCIENTISTS IN ACTION

12.1K Views.  Louisiana State University. This article reports on a laboratory scale investigation of an existing field procedure and its adaptation for sealing of leaky wellbores. It consists of mechanical expansion of metal pipe, which results in an improved metal/cement bond, ultimate sealing of hydraulic pathways and prevention of gas leaks caused by the presence of a microannular channel.

Video: Mechanical Expansion of Steel Tubing as a Solution to Leaky Wellbores

Synthesis of Phase-shift Nanoemulsions with Narrow Size Distributions for Acoustic Droplet Vaporization and Bubble-enhanced Ultrasound-mediated Ablation

High-intensity focused ultrasound (HIFU) is used clinically to thermally ablate tumors. To enhance localized heating and improve thermal ablation in tumors, lipid-coated perfluorocarbon droplets have been developed which can be vaporized by HIFU. The vasculature in many tumors is abnormally leaky due to their rapid growth, and nanoparticles are able to penetrate the fenestrations and passively accumulate within tumors. Thus, controlling the size of the droplets can result in better accumulation within tumors. In this report, the preparation of stable droplets in a phase-shift nanoemulsion (PSNE) with a narrow size distribution is described. PSNE were synthesized by sonicating a lipid solution in the presence of liquid perfluorocarbon. A narrow size distribution was obtained by extruding the PSNE multiple times using filters with pore sizes of 100 or 200 nm. The size distribution was measured over a 7-day period using dynamic light scattering. Polyacrylamide hydrogels containing PSNE were prepared for in vitro experiments. PSNE droplets in the hydrogels were vaporized with ultrasound and the resulting bubbles enhanced localized heating. Vaporized PSNE enables more rapid heating and also reduces the ultrasound intensity needed for thermal ablation. Thus, PSNE is expected to enhance thermal ablation in tumors, potentially improving therapeutic outcomes of HIFU-mediated thermal ablation treatments.

Phase-shift nanoemulsions (PSNE) can be vaporized using high intensity focused ultrasound to enhance localized heating and improve thermal ablation in tumors. In this report, the preparation of stable PSNE with a narrow size distribution is described. Furthermore, the impact of vaporized PSNE on ultrasound-mediated ablation is demonstrated in tissue-mimicking phantoms.

توليف المرحلة تحول Nanoemulsions مع حجم التوزيعات الضيقة للتبخير القطرة الصوتية وفقاعة محسنة تذرية بوساطة الموجات فوق الصوتية

High-intensity  focused ultrasound (HIFU) is used clinically to thermally ablate tumors. To  enhance localized heating and improve thermal ablation in ...

Characterization of Anisotropic Leaky Mode Modulators for Holovideo

Holovideo displays are based on light-bending spatial light modulators. One such spatial light modulator is the anisotropic leaky mode modulator. This modulator is particularly well suited for holographic video experimentation as it is relatively simple and inexpensive to fabricate1-3. Some additional advantages of leaky mode devices include: large aggregate bandwidth, polarization separation of signal light from noise, large angular deflection and frequency control of color1. In order to realize these advantages, it is necessary to be able to adequately characterize these devices as their operation is strongly dependent on waveguide and transducer parameters4. To characterize the modulators, the authors use a commercial prism coupler as well as a custom characterization apparatus to identify guided modes, calculate waveguide thickness and finally to map the device's frequency input and angular output of leaky mode modulators. This work gives a detailed description of the measurement and characterization of leaky mode modulators suitable for full-color holographic video.

This work describes fabrication and characterization of anisotropic leaky mode modulators for holographic video.

توصيف متباين الخواص راشح الوضع المغيرون في الموجة الكهرومغناطيسية للHolovideo

Holovideo displays are based on light-bending spatial light modulators.  One such spatial light modulator is the anisotropic leaky mode modulator.  This ...

The Evolution of Silica Nanoparticle-polyester Coatings on Surfaces Exposed to Sunlight

Corrosion of metallic surfaces is prevalent in the environment and is of great concern in many areas, including the military, transport, aviation, building and food industries, amongst others. Polyester and coatings containing both polyester and silica nanoparticles (SiO2NPs) have been widely used to protect steel substrata from corrosion. In this study, we utilized X-ray photoelectron spectroscopy, attenuated total reflection infrared micro-spectroscopy, water contact angle measurements, optical profiling and atomic force microscopy to provide an insight into how exposure to sunlight can cause changes in the micro- and nanoscale integrity of the coatings. No significant change in surface micro-topography was detected using optical profilometry, however, statistically significant nanoscale changes to the surface were detected using atomic force microscopy. Analysis of the X-ray photoelectron spectroscopy and attenuated total reflection infrared micro-spectroscopy data revealed that degradation of the ester groups had occurred through exposure to ultraviolet light to form COO&#903;, -H2C&#903;, -O&#903;, -CO&#903; radicals. During the degradation process, CO and CO2 were also produced.

Two types of surfaces, polyester-coated steel and polyester coated with a layer of silica nanoparticles, were studied. Both surfaces were exposed to sunlight, which was found to cause substantial changes in the chemistry and nanoscale topography of the surface.

تطور السيليكا طلاءات الجسيمات النانوية البوليستر على السطوح المعرضة لأشعة الشمس

Corrosion of metallic surfaces is prevalent in the environment and is of great concern in many areas, including the military, transport, aviation, ...

A Robotic Platform to Study the Foreflipper of the California Sea Lion

The California sea lion (Zalophus californianus), is an agile and powerful swimmer. Unlike many successful swimmers (dolphins, tuna), they generate most of their thrust with their large foreflippers. This protocol describes a robotic platform designed to study the hydrodynamic performance of the swimming California sea lion (Zalophus californianus). The robot is a model of the animal&#39;s foreflipper that is actuated by motors to replicate the motion of its propulsive stroke (the &#39;clap&#39;). The kinematics of the sea lion&#39;s propulsive stroke are extracted from video data of unmarked, non-research sea lions at the Smithsonian Zoological Park (SNZ). Those data form the basis of the actuation motion of the robotic flipper presented here. The geometry of the robotic flipper is based a on high-resolution laser scan of a foreflipper of an adult female sea lion, scaled to about 60% of the full-scale flipper. The articulated model has three joints, mimicking the elbow, wrist and knuckle joint of the sea lion foreflipper. The robotic platform matches dynamics properties&#8212;Reynolds number and tip speed&#8212;of the animal when accelerating from rest. The robotic flipper can be used to determine the performance (forces and torques) and resulting flowfields.

A robotic platform is described that will be used to study the hydrodynamic performance&#8212;forces and flowfields&#8212;of the swimming California sea lion. The robot is a model of the animal&#39;s foreflipper that is actuated by motors to replicate the motion of its propulsive stroke (the &#39;clap&#39;).

ومنصة الروبوتية لدراسة Foreflipper من أسد البحر كاليفورنيا

The California sea lion (Zalophus californianus), is an agile and powerful swimmer. Unlike many successful swimmers (dolphins, tuna), they generate most ...

Ice Generation and the Heat and Mass Transfer Phenomena of Introducing Water to a Cold Bath of Brine

We demonstrate a method for the study of the heat and mass transfer and of the freezing phenomena in a subcooled brine environment. Our experiment showed that, under the proper conditions, ice can be produced when water is introduced to a bath of cold brine. To make ice form, in addition to having the brine and water mix, the rate of heat transfer must bypass that of mass transfer. When water is introduced in the form of tiny droplets to the brine surface, the mode of heat and mass transfer is by diffusion. The buoyancy stops water from mixing with the brine underneath, but as the ice grows thicker, it slows down the rate of heat transfer, making ice more difficult to grow as a result. When water is introduced inside the brine in the form of a flow, a number of factors are found to influence how much ice can form. Brine temperature and concentration, which are the driving forces of heat and mass transfer, respectively, can affect the water-to-ice conversion ratio; lower bath temperatures and brine concentrations encourage more ice to form. The flow rheology, which can directly affect both the heat and mass transfer coefficients, is also a key factor. In addition, the flow rheology changes the area of contact of the flow with the bulk fluid.

Here, we present a protocol to demonstrate the generation of ice when water is introduced to a cold bath of brine, as a secondary refrigerant, at a range of temperatures well below the freezing point of water. It can be used as an alternative way of producing ice for industry.

الجيل الجليد وانتقال الحرارة والكتلة الظواهر من إدخال المياه إلى حمام الباردة من الماء المالح

We demonstrate a method for the study of the heat and mass transfer and of the freezing phenomena in a subcooled brine environment. Our experiment showed ...

Preparation and High-temperature Anti-adhesion Behavior of a Slippery Surface on Stainless Steel

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A typical anti-wetting superhydrophobic surface easily fails when exposed to a high-temperature liquid. Recently, Nepenthes-inspired slippery surfaces demonstrated a new way to solve the adhesion problem. A lubricant layer on the slippery surface can act as a barrier between the repelled materials and the surface structure. However, the slippery surfaces in previous studies rarely showed high-temperature resistance. Here, we describe a protocol for the preparation of slippery surfaces with high-temperature resistance. A photolithography-assisted method was used to fabricate pillar structures on stainless steel. By functionalizing the surface with saline, a slippery surface was prepared by adding silicone oil. The prepared slippery surface maintained the anti-wetting property for water, even when the surface was heated to 300 &#176;C. Also, the slippery surface exhibited great anti-adhesion effects on soft tissues at high temperatures. This type of slippery surface on stainless steel has applications in medical devices, mechanical equipment, etc.

Slippery surfaces provide a new way to solve the adhesion problem. This protocol describes how to fabricate slippery surfaces at high temperatures. The results demonstrate that the slippery surfaces showed anti-wetting for liquids and a remarkable anti-adhesion effect on soft tissues at high temperatures.

سلوك المضادة الالتصاق التحضير وارتفاع درجة الحرارة على سطح زلق في الفولاذ المقاوم للصدأ

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A ...

Scalable Solution-processed Fabrication Strategy for High-performance, Flexible, Transparent Electrodes with Embedded Metal Mesh

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a polymer film. This paper also presents a low-cost, vacuum-free fabrication method for this novel TE; the approach combines lithography, electroplating, and imprint transfer (LEIT) processing. The embedded nature of the EMTEs offers many advantages, such as high surface smoothness, which is essential for organic electronic device production; superior mechanical stability during bending; favorable resistance to chemicals and moisture; and strong adhesion with plastic film. LEIT fabrication features an electroplating process for vacuum-free metal deposition and is favorable for industrial mass production. Furthermore, LEIT allows for the fabrication of metal mesh with a high aspect ratio (i.e., thickness to linewidth), significantly enhancing its electrical conductance without adversely losing optical transmittance. We demonstrate several prototypes of flexible EMTEs, with sheet resistances lower than 1 &#937;/sq and transmittances greater than 90%, resulting in very high figures of merit (FoM) &#8211; up to 1.5 x 104 &#8211; which are amongst the best values in the published literature.

This protocol describes a solution-based fabrication strategy for high-performance, flexible, transparent electrodes with fully-embedded, thick metal mesh. Flexible transparent electrodes fabricated by this process demonstrate among the highest reported performances, including ultra-low sheet resistance, high optical transmittance, mechanical stability under bending, strong substrate adhesion, surface smoothness, and environmental stability.

قابلة للتطوير حل معالجتها استراتيجية تصنيع عالية الأداء، مرنة، أقطاب شفافة مع شبكة معدنية جزءا لا يتجزأ

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a ...

Preparation of Aligned Steel Fiber Reinforced Cementitious Composite and Its Flexural Behavior

The aim of this work is to present an approach, inspired by the way in which a compass needle maintains a consistent orientation under the action of the Earth&#39;s magnetic field, for manufacturing a cementitious composite reinforced with aligned steel fibers. Aligned steel fiber reinforced cementitious composites (ASFRC) were prepared by applying a uniform electromagnetic field to fresh mortar containing short steel fibers, whereby the short steel fibers were driven to rotate in alignment with the magnetic field. The degree of alignment of steel fibers in hardened ASFRC was assessed both by counting steel fibers in fractured cross-sections and by X-ray computed tomography analysis. The results from the two methods show that the steel fibers in ASFRC were highly aligned while the steel fibers in non-magnetically treated composites were randomly distributed. The aligned steel fibers had a much higher reinforcing efficiency, and the composites, therefore, exhibited significantly enhanced flexural strength and toughness. The ASFRC is thus superior to SFRC in that it can withstand greater tensile stress and more effectively resist cracking.

This protocol describes an approach for manufacturing aligned steel fiber reinforced cementitious composite by applying a uniform electromagnetic field. Aligned steel fiber reinforced cementitious composite exhibits superior mechanical properties to ordinary fiber reinforced concrete.

إعداد محاذاة الألياف الصلب عزز مركب إسمنتي وسلوكها العاطفة

The aim of this work is to present an approach, inspired by the way in which a compass needle maintains a consistent orientation under the action of the ...

Generating Lap Joints Via Friction Stir Spot Welding on DP780 Steel

Friction stir spot welding (FSSW), a derivative of friction stir welding (FSW), is a solid-state welding technique that was developed in 1991. An industry application was found in the automotive industry in 2003 for the aluminum alloy that was used in the rear doors of automobiles. Friction stir spot welding is mostly used in Al alloys to create lap joints. The benefits of friction stir spot welding include a nearly 80% melting temperature that lowers the thermal deformation welds without splashing compared to resistance spot welding. Friction stir spot welding includes 3 steps: plunging, stirring, and retraction. In the present study, other materials including high strength steel are also used in the friction stir welding method to create joints. DP780, whose traditional welding process involves the use of resistance spot welding, is one of several high strength steel materials used in the automotive industry. In this paper, DP780 was used for friction stir spot welding, and its microstructure and microhardness were measured. The microstructure data showed that there was a fusion zone with fine grain and a heat effect zone with island martensite. The microhardness results indicated that the center zone exhibited a greater degree of hardness compared with the base metal. All data indicated that the friction stir spot welding used in dual phase steel 780 can create a good lap joint. In the future, friction stir spot welding can be used in high-strength steel welding applied in industrial manufacturing processes.

Here, we present a friction stir spot welding (FSSW) protocol on dual phase 780 steel. A tool pin with high-speed rotation generates heat from friction to soften the material, and then, the pin plunges into 2 sheet joints to create the lap joint.

توليد مفاصل اللفة عن طريق الاحتكاك اثارة بقعة لحام على الصلب DP780

Friction stir spot welding (FSSW), a derivative of friction stir welding (FSW), is a solid-state welding technique that was developed in 1991. An industry ...

Large Area Substrate-Based Nanofabrication of Controllable and Customizable Gold Nanoparticles Via Capped Dewetting

Recent scientific advances in the utilization of metallic nanoparticle for enhanced energy conversion efficiency, improved optical device performance, and high-density data storage have demonstrated the potential benefit of their use in industrial applications. These applications require precise control over nanoparticle size, spacing, and sometimes shape. These requirements have resulted in the use of time and cost intensive processing steps to produce nanoparticles, thus making the transition to industrial application unrealistic. This protocol will resolve this issue by providing a scalable and affordable method for the large-area production of nanoparticle films with improved nanoparticle control compared to the current techniques. In this article, the process will be demonstrated with gold, but other metals can also be used.

This protocol details a novel nano-manufacturing technique that can be used to make controllable and customizable nanoparticle films over large areas based on the self-assembly of dewetting of capped metal films.

مساحة كبيرة على أساس الركيزة النانومترى من جسيمات نانوية الذهب يمكن السيطرة عليها وقابلة للتخصيص عبر توج ديويتينج

Recent scientific advances in the utilization of metallic nanoparticle for enhanced energy conversion efficiency, improved optical device performance, and ...