D'Materialwahl fir Buerwierksgeschir gëtt vu verschiddene Faktoren beaflosst. Aus der Perspektiv vun den Zorte vu Buerwierksgeschir:
Buerwierksgeschir, Logging-Tools, anAarbechtsinstrumenterDës Tools hunn eng kuerz Liewensdauer am Buerholz, dofir erfuerderen se eng héich Festigkeit, awer niddreg Ufuerderungen un d'Korrosiounsbeständegkeet.
Kompletéierungsinstrumenter: Si mussen e puer Joer am Buerlach schaffen, dofir mussen d'Temperatur am Buerlach an d'Korrosiounsbeständegkeet berécksiichtegt ginn.
Aus der Perspektiv vun Downhole-Ëmfeld gi se normalerweis a véier Kategorien agedeelt:
Standardëmfeld (fräi vu Schwefelwaasserstoff (H₂S), mat engem Kuelendioxidgehalt (CO₂) vu manner wéi 1 psi [ongeféier 0,0069 MPa]); H₂S-Korrosiounsëmfeld; CO₂-Korrosiounsëmfeld; Kombinéiert Korrosiounsëmfeld vun H₂S a CO₂.
Materialauswiel fir Buerwierksgeschir a Standardëmfeld
Fir Buerwierksgeschir, déi a Standardëmfeld benotzt ginn, ginn normalerweis Legierungsstähle wéi 4130, 4140 an 4145 (AISI-Qualitéiten) gewielt. Déi chemesch Zesummesetzung an déi mechanesch Stäerkten vun dëse Materialien sinn an de folgende Tabellen ugewisen:
1. Vergläich vun de chemesche Zesummesetzungen (Massenundeel)
| Element | 4130 (AISI) | 4140 (AISI) | 4145 (AISI 4145H) |
| Kuelestoff (C) | 0,28-0,33% | 0,33-0,48% | 0,43-0,48% |
| Mangan (Mn) | 0,40-0,60% | 0,75-1,00% | 0,75-1,00% |
| Chrom (Cr) | 0,80-1,10% | 0,80-1,10% | 0,80-1,10% |
| Molybdän (Mo) | 0,15-0,25% | 0,15-0,25% | 0,15-0,25% |
| Silizium (Si) | 0,15-0,35% | 0,15-0,35% | 0,15-0,35% |
| Schwefel (S)/Phosphor (P) | ≤0,040% (S), ≤0,035% (P) | ≤0,030% (S), ≤0,030% (P) | ≤0,030% (S), ≤0,030% (P) |
2. Vergläich vun de mechanesche Stäerkten
| Mechanesch Eegeschaft | 4130 | 4140 | 4145 (Klass H, typesche Wäert) |
| Zugfestigkeit | 760-871 MPa | 795-1000 MPa | 950-1100 MPa |
| Streckkraaft | ≥635 MPa | ≥610-750 MPa | ≥750 MPa |
| Verlängerung | ≥17% | ≥22% | ≥10% |
| Härte (HRC) | 28-32 (no Ofkillen an Antärken) | 28-34 (no Ofkillen an Antärken) | 32-36 (no Ofkillen an Antärken) |
Wéi een aus den Tabellen erkennt:
De Kuelestoffgehalt vun dëse Materialien klëmmt sequenziell (4130 < 4140 < 4145), während den Inhalt vun aneren Elementer ähnlech ass.
Mechanesch Eegeschaften: D'Festigkeit ass positiv mam Kuelestoffgehalt korreléiert - 4145 huet déi héchst Festigkeit - während d'Zähigkeit invers ofhëlt, mat 4130 déi héchst Zähigkeit.
4130, 4140 an 4145 sinn international Materialqualitéiten, an hir national Equivalente a China sinn wéi follegt:
- 4130 (AISI) ≡ Haushaltsqualitéit 30CrMoA;
- 4140 (AISI) ≡ Haushaltsqualitéit 42CrMo;
- 4145H (AISI) ≡ Haushaltsqualitéit 45CrMo.
4130 an 4140 si gëeegent fir konventionell Kompletéierungsinstrumenter, mat Schwéierpunkt op Käschteeffizienz a Schweessbarkeet.
4145H gëtt dacks an Déifbuer-, Héichdrock- oder Héichbelaaschtungsinstrumenter (wéi Buerinstrumenter an Iwweraarbechtungsinstrumenter) benotzt, mat Prioritéit op Stäerkt a Verschleißbeständegkeet.
Materialauswiel fir Kompletéierungsinstrumenter a korrosiven Ëmfeld
Fir Kompletéierungsinstrumenter a korrosiven Ëmfeld hänkt d'Auswiel haaptsächlech vum Partialdrock vun de sauren Gasen of (ënnerdeelt an zwou Zorten: CO₂ an H₂S).
1. Buerunge mat héijem CO₂-Gehalt
Fir géint CO₂-Korrosioun ze wierken, muss de Chromgehalt (Cr) an de Materialien erhéicht ginn. Déi folgend Materialien (no Cr-Gehalt sortéiert) kënnen am Fong Buerunge mat engem CO₂-Partialdrock vun 0,5 MPa bis 14 MPa ofdecken.：3Cr (Cr-Gehalt ≈ 3%), 9Cr1Mo (Cr-Gehalt ≈ 9%), 13Cr, S13Cr, 17Cr (Qualitéit S17400), 22Cr (z.B. Duplex-Edelstol S32205) a 25Cr-Stol.
2. Buerunge mat héijem H₂S-Gehalt
Fir d'Korrosioun duerch Sulfidspannungsrëss (SSC) ze reduzéieren, muss den Nickel (Ni)-Gehalt an de Materialien erhéicht ginn. Wann den H₂S-Partialdrock méi héich wéi 1 MPa ass an de CO₂-Partialdrock och héich ass, sollten Héichtemperaturlegierungen wéi déi folgend benotzt ginn:
Materialauswiel fir speziell Komponenten
Haaptmaterialien vun den Downhole-Tools (a Kontakt mat Buerflëssegkeet a Lagerbelaaschtungen): Ausgewielt am Aklang mat den uewe genannten Normen.
Scherkomponenten: Generell aus Messing H62 oder Edelstahl S36600.
Verankerungskomponenten: Ausgewielt tëscht 20CrMoTi oder 20CrMnTi. Fir d'Uewerflächenhärte ze verbesseren, ass eng Karburéierungsbehandlung vun der Uewerfläch (mat enger Karburéierungsschichtdicke vun 0,8-1,2 mm) noutwendeg, wat d'Uewerflächenhärte op HRC 58-62 erhéicht.
Aner Faktoren, déi d'Materialauswiel an d'Referenznormen beaflossen
Nieft sauren Gasen hänkt d'Materialauswiel fir Uelegmantelen an Uelegmaschinnen am Buerlach och vun der Temperatur am Buerlach, dem Waasserschlag, dem Mineraliséierungsgrad an dem pH-Wäert of. Fir méi spezifesch Auswielkriterien, kuckt w.e.g. den Industriestandard Q/HS 14015 Design Guidelines for Corrosion Prevention of Tubing and Casing in Offshore Oil and Gas Wells.
Landrill liwwert och Stahlmaterialstangen aus 41430, 4140, 4145.
Frot eis gären no.https://www.landrilloiltools.com/
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 03.09.2025
5-1203, Industriezon Dahua, Nr. 2 Yunshui Strooss, Héichtechnologie-Entwécklungszon, Xi'an, 710065, China
86-13609153141
