Как да изберем материали за инструменти за сондажи?

Изборът на материали за сондажни инструменти се влияе от множество фактори. От гледна точка на типовете сондажни инструменти:

Инструменти за пробиване, инструменти за регистриране иинструменти за ремонтТези инструменти имат кратък експлоатационен живот в сондажа, така че изискват висока якост, но имат ниски изисквания за устойчивост на корозия.

Инструменти за завършване: Те трябва да работят в сондажа в продължение на няколко години, така че трябва да се вземат предвид температурата в сондажа и устойчивостта на корозия.

От гледна точка на сондажните среди, те обикновено се класифицират в четири категории:

Стандартна среда (без сероводород (H₂S), със съдържание на въглероден диоксид (CO₂) по-малко от 1 psi [приблизително 0,0069 MPa]); корозионна среда с H₂S; корозионна среда с CO₂; комбинирана корозионна среда от H₂S и CO₂.

Избор на материали за сондажни инструменти в стандартни среди

За сондажни инструменти, използвани в стандартни среди, обикновено се избират легирани стомани като 4130, 4140 и 4145 (класове AISI). Химичният състав и механичната якост на тези материали са показани в следните таблици:

1. Сравнение на химичните състави (масова фракция)

2. Сравнение на механичните якости

Както може да се види от таблиците:

Съдържанието на въглерод в тези материали се увеличава последователно (4130 < 4140 < 4145), докато съдържанието на други елементи е сходно.

Механични свойства: Якостта е положително корелирана със съдържанието на въглерод – 4145 има най-висока якост – докато жилавостта намалява обратнопропорционално, като 4130 има най-висока жилавост.

4130, 4140 и 4145 са международни марки материали, а техните еквиваленти в Китай са следните:

• 4130 (AISI) ≡ 30CrMoA за местни нужди;
• 4140 (AISI) ≡ 42CrMo за местни нужди;
• 4145H (AISI) ≡ 45CrMo за местни производства.

4130 и 4140 са подходящи за конвенционални инструменти за довършителни работи, с акцент върху икономическата ефективност и заваряемостта.

4145H често се използва в инструменти за дълбоки кладенци, високо налягане или високо натоварване (като сондажни инструменти и инструменти за ремонт), като приоритет се дава на здравината и износоустойчивостта.

Избор на материали за инструменти за завършване в корозивни среди

За инструменти за завършване в корозивни среди, изборът зависи главно от парциалното налягане на киселинните газове (разделени на два вида: CO₂ и H₂S).

1. Кладенци с високо съдържание на CO₂

За да се устои на корозия от CO₂, съдържанието на хром (Cr) в материалите трябва да се увеличи. Следните материали (сортирани по съдържание на Cr) могат основно да покриват кладенци с парциално налягане на CO₂ в диапазона от 0,5 MPa до 14 MPa：3Cr (съдържание на Cr ≈ 3%), 9Cr1Mo (съдържание на Cr ≈ 9%), 13Cr, S13Cr, 17Cr (клас S17400), 22Cr (напр. дуплексна неръждаема стомана S32205) и 25Cr стомана.

2. Кладенци с високо съдържание на H₂S

За да се намали корозията от сулфидно напукване под напрежение (SSC), съдържанието на никел (Ni) в материалите трябва да се увеличи. Когато парциалното налягане на H₂S е по-високо от 1 MPa и парциалното налягане на CO₂ също е високо, трябва да се използват високотемпературни сплави, като например следните:

Избор на материали за специални компоненти

Основни материали на сондажните инструменти (в контакт с флуид в кладенеца и носещи товари): Избрани в съответствие с горепосочените стандарти.

Компоненти за срязване: Обикновено изработени от месинг H62 или пръти от неръждаема стомана S36600.

Закрепващи компоненти: Избрани от 20CrMoTi или 20CrMnTi. За подобряване на повърхностната твърдост е необходима повърхностна цементационна обработка (с дебелина на цементирания слой от 0,8-1,2 мм), което увеличава повърхностната твърдост до HRC 58-62.

Други фактори, влияещи върху избора на материали и референтни стандарти

В допълнение към киселинните газове, изборът на материал за обсадни тръби и инструменти за добив на нефт е свързан и с температурата в сондажа, обводнението, степента на минерализация и pH стойността. За по-конкретни критерии за избор вижте индустриалния стандарт Q/HS 14015 „Насоки за проектиране за предотвратяване на корозия на тръби и обсадни тръби в офшорни нефтени и газови кладенци“.

Landrill доставя и стоманени пръти 41430, 4140, 4145.

Чувствайте се свободни да попитате.https://www.landrilloiltools.com/