Kuidas valida materjale puuraukude tööriistade jaoks?

Puuraugu tööriistade materjalivalikut mõjutavad mitmed tegurid. Puuraugu tööriistade tüüpide vaatenurgast:

Puurimisriistad, logimistööriistad jaümbertöötlemisvahendidNendel tööriistadel on lühike kasutusiga puuraugus, seega vajavad nad suurt tugevust, kuid madalad korrosioonikindluse nõuded.

Lõpptööriistad: Need peavad mitu aastat puuraugus töötama, seega tuleb arvestada puuraugu temperatuuri ja korrosioonikindlusega.

Puuraugu keskkondade vaatenurgast liigitatakse need tavaliselt nelja kategooriasse:

Standardkeskkond (vesiniksulfiidi (H₂S) vaba, süsinikdioksiidi (CO₂) sisaldusega alla 1 psi [umbes 0,0069 MPa]); H₂S korrosioonikeskkond; CO₂ korrosioonikeskkond; H₂S ja CO₂ kombineeritud korrosioonikeskkond.

Materjalide valik puuraukude tööriistade jaoks standardsetes keskkondades

Standardkeskkondades kasutatavate puuraukude tööriistade jaoks valitakse tavaliselt legeerterased nagu 4130, 4140 ja 4145 (AISI klassid). Nende materjalide keemiline koostis ja mehaaniline tugevus on esitatud järgmistes tabelites:

1. Keemilise koostise võrdlus (massifraktsioon)

2. Mehaaniliste tugevuste võrdlus

Nagu tabelitest näha:

Nende materjalide süsinikusisaldus suureneb järk-järgult (4130 < 4140 < 4145), samas kui teiste elementide sisaldus on sarnane.

Mehaanilised omadused: Tugevus on positiivses korrelatsioonis süsinikusisaldusega – 4145 on kõrgeima tugevusega –, samas kui sitkus väheneb pöördvõrdeliselt, kusjuures 4130 on kõrgeima sitkusega.

4130, 4140 ja 4145 on rahvusvahelised materjaliklassid ning nende kodumaised vasted Hiinas on järgmised:

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

4130 ja 4140 sobivad tavapäraste viimistlustööriistade jaoks, rõhuasetusega kulutõhususel ja keevitatavusel.

4145H terast kasutatakse sageli süvakaevude, kõrgsurve- või suure koormusega tööriistades (näiteks puurimisriistades ja töötlusriistades), kusjuures esikohale seatakse tugevus ja kulumiskindlus.

Materjalide valik viimistlustööriistadele söövitavas keskkonnas

Korrosiivsetes keskkondades kasutatavate komplekteerimisvahendite valik sõltub peamiselt happeliste gaaside (jaotatakse kahte tüüpi: CO₂ ja H₂S) osarõhust.

1. Kõrge CO₂ sisaldusega kaevud

CO₂ korrosioonile vastupidamiseks tuleb materjalides suurendada kroomi (Cr) sisaldust. Järgmised materjalid (sorteeritud Cr sisalduse järgi) sobivad põhimõtteliselt puurkaevude katmiseks CO₂ osarõhuga vahemikus 0,5 MPa kuni 14 MPa.：3Cr (Cr sisaldus ≈ 3%), 9Cr1Mo (Cr sisaldus ≈ 9%), 13Cr, S13Cr, 17Cr (klass S17400), 22Cr (nt dupleksne roostevaba teras S32205) ja 25Cr teras.

2. Kõrge H₂S-sisaldusega kaevud

Sulfiidpingepragunemise (SSC) korrosiooni vähendamiseks tuleb materjalides suurendada nikli (Ni) sisaldust. Kui H₂S osarõhk on üle 1 MPa ja CO₂ osarõhk on samuti kõrge, tuleks kasutada järgmisi kõrge temperatuuriga sulameid:

Erikomponentide materjalivalik

Puuraugu tööriistade peamised materjalid (mis puutuvad kokku puuraugu vedeliku ja laagrikoormustega): Valitud vastavalt ülaltoodud standarditele.

Nihkekomponendid: Üldiselt valmistatud H62 messingist või S36600 roostevabast terasest varrastest.

Ankurduskomponendid: Valitakse 20CrMoTi või 20CrMnTi hulgast. Pinna kõvaduse parandamiseks on vajalik pinna karastustöötlus (karburaadikihi paksusega 0,8–1,2 mm), mis suurendab pinna kõvadust HRC 58–62-ni.

Muud materjalivalikut mõjutavad tegurid ja võrdlusstandardid

Lisaks happelistele gaasidele on puuraukude õlikorpuste ja puuraukude tööriistade materjalivalik seotud ka puuraugu temperatuuri, veesisalduse, mineralisatsiooniastme ja pH väärtusega. Täpsemate valikukriteeriumide kohta vaadake tööstusstandardit Q/HS 14015 „Projekteerimisjuhised avamere nafta- ja gaasipuuraukude torude ja korpuste korrosioonikaitseks”.

Landrill tarnib ka 41430, 4140, 4145 terasmaterjalist varda.

Küsi julgelt.https://www.landrilloitools.com/