Cum se selectează materialele pentru sculele de foraj?

Selecția materialelor pentru sculele de foraj este influențată de mai mulți factori. Din perspectiva tipurilor de scule de foraj:

Unelte de găurit, instrumente de înregistrare șiinstrumente de workoverAceste unelte au o durată de viață scurtă în gaură, așa că necesită o rezistență ridicată, dar au cerințe scăzute de rezistență la coroziune.

Unelte de finalizare: Acestea trebuie să lucreze în gaură timp de mai mulți ani, așa că trebuie luate în considerare temperatura în gaură și rezistența la coroziune.

Din perspectiva mediilor de foraj, acestea sunt de obicei clasificate în patru categorii:

Mediu standard (fără hidrogen sulfurat (H₂S), cu un conținut de dioxid de carbon (CO₂) mai mic de 1 psi [aproximativ 0,0069 MPa]); mediu de coroziune H₂S; mediu de coroziune CO₂; mediu de coroziune combinat cu H₂S și CO₂.

Selectarea materialelor pentru sculele de foraj în medii standard

Pentru sculele de foraj utilizate în medii standard, se selectează de obicei oțeluri aliate precum 4130, 4140 și 4145 (clasele AISI). Compozițiile chimice și rezistențele mecanice ale acestor materiale sunt prezentate în tabelele următoare:

1. Compararea compozițiilor chimice (fracția de masă)

2. Compararea rezistențelor mecanice

După cum se poate observa din tabele:

Conținutul de carbon al acestor materiale crește secvențial (4130 < 4140 < 4145), în timp ce conținutul altor elemente este similar.

Proprietăți mecanice: Rezistența este corelată pozitiv cu conținutul de carbon — 4145 are cea mai mare rezistență — în timp ce tenacitatea scade invers, 4130 având cea mai mare tenacitate.

4130, 4140 și 4145 sunt clase internaționale de materiale, iar echivalentele lor interne în China sunt următoarele:

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

4130 și 4140 sunt potrivite pentru scule de finisare convenționale, punându-se accent pe rentabilitate și sudabilitate.

4145H este adesea utilizat în unelte pentru puțuri adânci, presiune înaltă sau sarcini mari (cum ar fi uneltele de foraj și uneltele de reparații mecanice), prioritizându-se rezistența la uzură și rezistența la uzură.

Selectarea materialelor pentru sculele de finisare în medii corozive

Pentru sculele de finisare în medii corozive, selecția depinde în principal de presiunea parțială a gazelor acide (împărțite în două tipuri: CO₂ și H₂S).

1. Puțuri cu conținut ridicat de CO₂

Pentru a rezista la coroziunea cu CO₂, conținutul de crom (Cr) din materiale trebuie crescut. Următoarele materiale (sortate după conținutul de Cr) pot acoperi practic puțuri cu o presiune parțială de CO₂ cuprinsă între 0,5 MPa și 14 MPa.：3Cr (conținut de Cr ≈ 3%), 9Cr1Mo (conținut de Cr ≈ 9%), 13Cr, S13Cr, 17Cr (grad S17400), 22Cr (de exemplu, oțel inoxidabil duplex S32205) și oțel 25Cr.

2. Puțuri cu conținut ridicat de H₂S

Pentru a reduce coroziunea prin fisurare sub stres prin sulfură (SSC), conținutul de nichel (Ni) din materiale trebuie crescut. Când presiunea parțială a H₂S este mai mare de 1 MPa, iar presiunea parțială a CO₂ este, de asemenea, ridicată, ar trebui utilizate aliaje pentru temperaturi înalte, cum ar fi următoarele:

Selectarea materialelor pentru componente speciale

Materiale principale ale sculelor de foraj (în contact cu fluidul de sondă și sarcini portante): Selectate în conformitate cu standardele de mai sus.

Componente de forfecare: În general, sunt fabricate din alamă H62 sau bare din oțel inoxidabil S36600.

Componente de ancorare: Selectate dintre 20CrMoTi sau 20CrMnTi. Pentru a îmbunătăți duritatea suprafeței, este necesar un tratament de carburare a suprafeței (cu o grosime a stratului de carburare de 0,8-1,2 mm), care crește duritatea suprafeței la HRC 58-62.

Alți factori care afectează selecția materialelor și standardele de referință

Pe lângă gazele acide, selecția materialelor pentru tubajele de petrol și uneltele de foraj este legată și de temperatura din gaură, de excavarea apei, de gradul de mineralizare și de valoarea pH-ului. Pentru criterii de selecție mai specifice, consultați standardul industrial Q/HS 14015, Ghid de proiectare pentru prevenirea coroziunii tuburilor și tubajelor în sondele de petrol și gaze offshore.

Landril furnizează, de asemenea, bare de oțel 41430, 4140, 4145.

Nu ezitați să întrebați.https://www.landrilloiltools.com/