Kako odabrati materijale za alate za bušotine?

Na odabir materijala za alate za bušotine utječe više čimbenika. Iz perspektive vrsta alata za bušotine:

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

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

S gledišta okruženja u bušotinama, ona se obično klasificiraju u četiri kategorije:

Standardni okoliš (bez sumporovodika (H₂S), s udjelom ugljikovog dioksida (CO₂) manjim od 1 psi [približno 0,0069 MPa]); H₂S korozijski okoliš; CO₂ korozijski okoliš; Kombinirani korozijski okoliš H₂S i CO₂.

Odabir materijala za alate za bušotine u standardnim okruženjima

Za alate za bušenje u bušotinama koji se koriste u standardnim okruženjima obično se odabiru legirani čelici poput 4130, 4140 i 4145 (AISI klase). Kemijski sastav i mehaničke čvrstoće ovih materijala prikazani su u sljedećim tablicama:

1. Usporedba kemijskih sastava (maseni udio)

2. Usporedba mehaničkih čvrstoća

Kao što se može vidjeti iz tablica:

Sadržaj ugljika u ovim materijalima raste postupno (4130 < 4140 < 4145), dok je sadržaj ostalih elemenata sličan.

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

4130, 4140 i 4145 su međunarodne vrste 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 prikladni za konvencionalne alate za dovršavanje, s naglaskom na isplativost i zavarljivost.

4145H se često koristi u alatima za duboke bušotine, pod visokim tlakom ili velikim opterećenjima (kao što su alati za bušenje i alati za remont), s prioritetom na čvrstoći i otpornosti na habanje.

Odabir materijala za alate za dovršavanje u korozivnim okruženjima

Za alate za dovršavanje u korozivnim okruženjima, odabir uglavnom ovisi o parcijalnom tlaku kiselih plinova (podijeljenih u dvije vrste: CO₂ i H₂S).

1. Bunari s visokim sadržajem CO₂

Kako bi se oduprlo koroziji CO₂, potrebno je povećati sadržaj kroma (Cr) u materijalima. Sljedeći materijali (sortirani prema sadržaju Cr) mogu u osnovi prekriti bušotine s parcijalnim tlakom CO₂ u rasponu od 0,5 MPa do 14 MPa：3Cr (udio Cr ≈ 3%), 9Cr1Mo (udio Cr ≈ 9%), 13Cr, S13Cr, 17Cr (razred S17400), 22Cr (npr. dupleks nehrđajući čelik S32205) i 25Cr čelik.

2. Bunari s visokim sadržajem H₂S

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

Odabir materijala za posebne komponente

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

Komponente za smicanje: Općenito izrađene od mesinga H62 ili šipki od nehrđajućeg čelika S36600.

Komponente za sidrenje: Odabrane između 20CrMoTi ili 20CrMnTi. Za poboljšanje tvrdoće površine potrebna je obrada površinskog cementiranja (s debljinom cementiranog sloja od 0,8-1,2 mm), što povećava tvrdoću površine na HRC 58-62.

Ostali čimbenici koji utječu na odabir materijala i referentni standardi

Osim kiselih plinova, odabir materijala za uljne cijevi i alate za bušotine također je povezan s temperaturom u bušotini, udjelom vode, stupnjem mineralizacije i pH vrijednošću. Za specifičnije kriterije odabira pogledajte industrijski standard Q/HS 14015 Smjernice za projektiranje za sprječavanje korozije cijevi i zaštitne cijevi u naftnim i plinskim bušotinama na moru.

Landrill također isporučuje čelične šipke 41430, 4140, 4145.

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