Kako izbrati materiale za orodja za vrtino?

Na izbiro materiala za vrtinska orodja vpliva več dejavnikov. Z vidika vrst vrtinskih orodij:

Vrtalna orodja, orodja za beleženje inorodja za remontTa orodja imajo kratko življenjsko dobo v vrtini, zato zahtevajo visoko trdnost, vendar imajo nizke zahteve glede odpornosti proti koroziji.

Orodja za dokončanje: Delovati morajo v vrtini več let, zato je treba upoštevati temperaturo v vrtini in odpornost proti koroziji.

Z vidika okolij v vrtinah jih običajno razvrščamo v štiri kategorije:

Standardno okolje (brez vodikovega sulfida (H₂S), z vsebnostjo ogljikovega dioksida (CO₂) manj kot 1 psi [približno 0,0069 MPa]); korozijsko okolje H₂S; korozijsko okolje CO₂; kombinirano korozijsko okolje H₂S in CO₂.

Izbira materiala za orodja za vrtine v standardnih okoljih

Za vrtalna orodja, ki se uporabljajo v standardnih okoljih, se običajno izberejo legirana jekla, kot so 4130, 4140 in 4145 (razred AISI). Kemijska sestava in mehanska trdnost teh materialov so prikazane v naslednjih tabelah:

1. Primerjava kemijskih sestav (masni delež)

2. Primerjava mehanskih trdnosti

Kot je razvidno iz tabel:

Vsebnost ogljika v teh materialih se zaporedno povečuje (4130 < 4140 < 4145), medtem ko je vsebnost drugih elementov podobna.

Mehanske lastnosti: Trdnost je pozitivno povezana z vsebnostjo ogljika – 4145 ima najvišjo trdnost – medtem ko se žilavost obratno sorazmerno zmanjšuje, pri čemer ima 4130 najvišjo žilavost.

4130, 4140 in 4145 so mednarodne kakovosti materialov, njihovi domači ekvivalenti na Kitajskem pa so naslednji:

• 4130 (AISI) ≡ Domača kakovost 30CrMoA;
• 4140 (AISI) ≡ Domača kakovost 42CrMo;
• 4145H (AISI) ≡ Domači 45CrMo.

4130 in 4140 sta primerna za konvencionalna orodja za dokončanje, s poudarkom na stroškovni učinkovitosti in varljivosti.

4145H se pogosto uporablja v orodjih za globoke vrtine, visokotlačna ali visokoobremenitvena orodja (kot so vrtalna orodja in orodja za remont), pri čemer se daje prednost trdnosti in odpornosti proti obrabi.

Izbira materiala za orodja za dokončanje v korozivnih okoljih

Pri orodjih za dokončanje v korozivnih okoljih je izbira odvisna predvsem od parcialnega tlaka kislih plinov (ki so razdeljeni na dve vrsti: CO₂ in H₂S).

1. Vrtine z visoko vsebnostjo CO₂

Za odpornost proti koroziji s CO₂ je treba povečati vsebnost kroma (Cr) v materialih. Naslednji materiali (razvrščeni po vsebnosti Cr) lahko v osnovi prekrijejo vrtine z delnim tlakom CO₂ od 0,5 MPa do 14 MPa.：3Cr (vsebnost Cr ≈ 3 %), 9Cr1Mo (vsebnost Cr ≈ 9 %), 13Cr, S13Cr, 17Cr (razred S17400), 22Cr (npr. dupleksno nerjavno jeklo S32205) in jeklo 25Cr.

2. Vodnjaki z visoko vsebnostjo H₂S

Za zmanjšanje korozije zaradi napetostnih razpok zaradi sulfidov (SSC) je treba povečati vsebnost niklja (Ni) v materialih. Kadar je parcialni tlak H₂S višji od 1 MPa in je visok tudi parcialni tlak CO₂, je treba uporabiti visokotemperaturne zlitine, kot so naslednje:

Izbira materiala za posebne komponente

Glavni materiali vrtinskih orodij (v stiku s tekočino iz vrtine in nosilnimi obremenitvami): Izbrani v skladu z zgornjimi standardi.

Strižne komponente: Na splošno izdelane iz medenine H62 ali palic iz nerjavečega jekla S36600.

Sidrne komponente: Izbrane med 20CrMoTi ali 20CrMnTi. Za izboljšanje trdote površine je potrebna površinska cementacija (z debelino cementirane plasti 0,8–1,2 mm), ki poveča trdoto površine na HRC 58–62.

Drugi dejavniki, ki vplivajo na izbiro materiala in referenčnih standardov

Poleg kislih plinov je izbira materiala za ohišja za naftne vrtine in orodja za vrtine povezana tudi s temperaturo vrtine, deležem vode, stopnjo mineralizacije in vrednostjo pH. Za natančnejša izbirna merila glejte industrijski standard Q/HS 14015 Smernice za načrtovanje za preprečevanje korozije cevi in ​​ohišij v naftnih in plinskih vrtinah na morju.

Landrill dobavlja tudi jeklene palice 41430, 4140, 4145.

Prosto povprašajte.https://www.landrilloiltools.com/