Kako odabrati materijale za alate za bušotine?

Na izbor materijala za alate za bušotine utiče više faktora. Iz perspektive tipova alata za bušotine:

Alati za bušenje, alati za evidentiranje ialati za remontOvi alati imaju kratak vijek trajanja u bušotini, pa zahtijevaju visoku čvrstoću, ali imaju niske zahtjeve za otpornost na koroziju.

Alati za završetak bušotine: Moraju raditi u bušotini nekoliko godina, tako da se mora uzeti u obzir temperatura u bušotini i otpornost na koroziju.

Sa stanovišta okruženja u bušotinama, ona se obično klasifikuju u četiri kategorije:

Standardno okruženje (bez sumporovodika (H₂S), sa sadržajem ugljen-dioksida (CO₂) manjim od 1 psi [približno 0,0069 MPa]); H₂S korozivno okruženje; CO₂ korozivno okruženje; Kombinovano korozivno okruženje H₂S i CO₂.

Izbor materijala za alate za bušotine u standardnim okruženjima

Za alate za bušenje u bušotinama koji se koriste u standardnim okruženjima, obično se biraju legirani čelici kao što su 4130, 4140 i 4145 (AISI klase). Hemijski sastavi i mehaničke čvrstoće ovih materijala prikazani su u sljedećim tabelama:

1. Poređenje hemijskih sastava (maseni udio)

2. Poređenje mehaničkih čvrstoća

Kao što se može vidjeti iz tabela:

Sadržaj ugljika u ovim materijalima se povećava sekvencijalno (4130 < 4140 < 4145), dok je sadržaj ostalih elemenata sličan.

Mehanička svojstva: Čvrstoća je pozitivno korelirana sa sadržajem ugljika - 4145 ima najveću čvrstoću - dok se žilavost obrnuto smanjuje, pri čemu 4130 ima najveću žilavost.

4130, 4140 i 4145 su međunarodne klase materijala, a njihovi domaći ekvivalenti u Kini su sljedeći:

• 4130 (AISI) ≡ Domaća klasa 30CrMoA;
• 4140 (AISI) ≡ Domaća klasa 42CrMo;
• 4145H (AISI) ≡ Domaća klasa 45CrMo.

4130 i 4140 su pogodni za konvencionalne alate za dovršavanje, s naglaskom na isplativost i zavarljivost.

4145H se često koristi u alatima za duboke bušotine, pod visokim pritiskom ili velikim opterećenjem (kao što su alati za bušenje i alati za remont), pri čemu se prioritet daje čvrstoći i otpornosti na habanje.

Izbor materijala za alate za završetak radova u korozivnim okruženjima

Za alate za dovršavanje u korozivnim okruženjima, izbor uglavnom zavisi od parcijalnog pritiska kiselih gasova (podijeljenih u dvije vrste: CO₂ i H₂S).

1. Bunari sa visokim sadržajem CO₂

Da bi se oduprli koroziji uzrokovanoj CO₂, potrebno je povećati sadržaj hroma (Cr) u materijalima. Sljedeći materijali (sortirani po sadržaju Cr) mogu u osnovi prekriti bušotine s parcijalnim pritiskom CO₂ u rasponu od 0,5 MPa do 14 MPa：3Cr (sadržaj Cr ≈ 3%), 9Cr1Mo (sadržaj Cr ≈ 9%), 13Cr, S13Cr, 17Cr (klasa S17400), 22Cr (npr. dupleks nehrđajući čelik S32205) i 25Cr čelik.

2. Bunari sa visokim sadržajem H₂S

Da bi se smanjila korozija uzrokovana pucanjem sulfida pod naponom (SSC), potrebno je povećati sadržaj nikla (Ni) u materijalima. Kada je parcijalni pritisak H₂S veći od 1 MPa, a parcijalni pritisak CO₂ također visok, treba koristiti legure otporne na visoke temperature, kao što su sljedeće:

Izbor materijala za specijalne komponente

Glavni materijali alata za bušotine (u kontaktu s bunarskom tekućinom i opterećenjima): Odabrani u skladu s gore navedenim standardima.

Komponente otporne na smicanje: Uglavnom izrađene od mesinga H62 ili šipki od nehrđajućeg čelika S36600.

Komponente za sidrenje: Odabrane između 20CrMoTi ili 20CrMnTi. Za poboljšanje površinske tvrdoće, potreban je tretman površinske cementacije (s debljinom cementiranog sloja od 0,8-1,2 mm), što povećava površinsku tvrdoću na HRC 58-62.

Drugi faktori koji utiču na izbor materijala i referentni standardi

Pored kiselih gasova, izbor materijala za uljne cijevi i alate za bušotine također je povezan s temperaturom u bušotini, udjelom vode, stepenom mineralizacije i pH vrijednošću. Za specifičnije kriterije odabira, pogledajte industrijski standard Q/HS 14015 Smjernice za projektovanje za prevenciju korozije cijevi i uljnih cijevi u naftnim i plinskim bušotinama na moru.

Landrill također isporučuje čelične šipke 41430, 4140, 4145.

Slobodno se raspitajte.https://www.landrilloiltools.com/