Како одабрати материјале за алате за бушотине?

Избор материјала за алате за бушотине зависи од више фактора. Са становишта типова алата за бушотине:

Алати за бушење, алати за евидентирање иалати за ремонтОви алати имају кратак век трајања у бушотини, тако да захтевају велику чврстоћу, али имају ниске захтеве за отпорност на корозију.

Алати за завршетак: Потребно је да раде у бушотини неколико година, тако да се мора узети у обзир температура у бушотини и отпорност на корозију.

Са становишта окружења у бушотинама, она се обично класификују у четири категорије:

Стандардно окружење (без водоник-сулфида (H₂S), са садржајем угљен-диоксида (CO₂) мањим од 1 psi [приближно 0,0069 MPa]); корозивно окружење H₂S; корозивно окружење CO₂; комбиновано корозивно окружење H₂S и CO₂.

Избор материјала за алате за бушотине у стандардним окружењима

За алате за бушотине који се користе у стандардним окружењима, обично се бирају легирани челици као што су 4130, 4140 и 4145 (AISI класе). Хемијски састави и механичке чврстоће ових материјала приказани су у следећим табелама:

1. Поређење хемијских састава (масени удео)

2. Поређење механичких чврстоћа

Као што се може видети из табела:

Садржај угљеника у овим материјалима се повећава секвенцијално (4130 < 4140 < 4145), док је садржај осталих елемената сличан.

Механичка својства: Чврстоћа је позитивно корелирана са садржајем угљеника — 4145 има највећу чврстоћу — док жилавост опада обрнуто пропорционално, при чему 4130 има највећу жилавост.

4130, 4140 и 4145 су међународне класе материјала, а њихови домаћи еквиваленти у Кини су следећи:

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

4130 и 4140 су погодни за конвенционалне алате за завршну обраду, са нагласком на исплативост и заварљивост.

4145H се често користи у алатима за дубоке бушотине, под високим притиском или великим оптерећењем (као што су алати за бушење и алати за ремонт), при чему се приоритет даје чврстоћи и отпорности на хабање.

Избор материјала за алате за завршавање радова у корозивним срединама

За алате за завршну обраду у корозивним срединама, избор углавном зависи од парцијалног притиска киселих гасова (подељених у два типа: CO₂ и H₂S).

1. Бунари са високим садржајем CO₂

Да би се одупрли корозији изазваној CO₂, потребно је повећати садржај хрома (Cr) у материјалима. Следећи материјали (сортирани по садржају Cr) могу у основи покрити бунаре са парцијалним притиском CO₂ у распону од 0,5 MPa до 14 MPa：3Cr (садржај Cr ≈ 3%), 9Cr1Mo (садржај Cr ≈ 9%), 13Cr, S13Cr, 17Cr (класа S17400), 22Cr (нпр. дуплекс нерђајући челик S32205) и 25Cr челик.

2. Бунари са високим садржајем H₂S

Да би се смањила корозија изазвана пуцањем под напоном (SSC), потребно је повећати садржај никла (Ni) у материјалима. Када је парцијални притисак H₂S већи од 1 MPa, а парцијални притисак CO₂ је такође висок, треба користити легуре за високе температуре као што су следеће:

Избор материјала за специјалне компоненте

Главни материјали алата за бушотине (у контакту са флуидом из бушотине и оптерећењима лежајева): Изабрани у складу са горе наведеним стандардима.

Компоненте за смицање: Генерално направљене од месинга H62 или шипки од нерђајућег челика S36600.

Компоненте за анкерисање: Изабране између 20CrMoTi или 20CrMnTi. Да би се побољшала тврдоћа површине, потребна је обрада површинске наугљеничавањем (са дебљином наугљеничаног слоја од 0,8-1,2 мм), што повећава тврдоћу површине на HRC 58-62.

Остали фактори који утичу на избор материјала и референтни стандарди

Поред киселих гасова, избор материјала за нафтне облоге и алате за бушотине такође је повезан са температуром бушотине, обводњењем, степеном минерализације и pH вредношћу. За конкретније критеријуме за избор, погледајте индустријски стандард Q/HS 14015 Смернице за пројектовање за спречавање корозије цеви и облоге у офшор нафтним и гасним бушотинама.

Ландрил такође испоручује челичне шипке 41430, 4140, 4145.

Слободно се распитајте.хттпс://ввв.ландриллоилтоолс.цом/