A selezzione di i materiali per l'arnesi di fondu di pozzu hè influenzata da parechji fattori. Da a perspettiva di i tipi d'arnesi di fondu di pozzu:
Strumenti di perforazione, strumenti di registrazione, èstrumenti di rilavorazioneQuesti strumenti anu una vita di serviziu corta in u fondu di u pozzu, dunque necessitanu una resistenza elevata ma anu bassi requisiti di resistenza à a corrosione.
Strumenti di cumpletamentu: Anu bisognu di travaglià in fondu di pozzu per parechji anni, dunque a temperatura di u fondu di pozzu è a resistenza à a corrosione devenu esse cunsiderate.
Da u puntu di vista di l'ambienti di fondu di pozzu, sò generalmente classificati in quattru categurie:
Ambiente standard (senza sulfuru d'idrogenu (H₂S), cù un cuntenutu di diossidu di carbonu (CO₂) inferiore à 1 psi [circa 0,0069 MPa]); Ambiente di corrosione H₂S; Ambiente di corrosione CO₂; Ambiente di corrosione cumminatu di H₂S è CO₂.
Selezzione di Materiali per Strumenti di Fondu di Pozzu in Ambienti Standard
Per l'arnesi di fondu di pozzu utilizati in ambienti standard, si sceglienu generalmente acciai legati cum'è 4130, 4140 è 4145 (gradi AISI). E cumpusizioni chimiche è e resistenze meccaniche di sti materiali sò mostrate in e seguenti tabelle:
1. Paragone di e cumpusizioni chimiche (frazione di massa)
| Elementu | 4130 (AISI) | 4140 (AISI) | 4145 (AISI 4145H) |
| Carboniu (C) | 0,28-0,33% | 0,33-0,48% | 0,43-0,48% |
| Manganese (Mn) | 0,40-0,60% | 0,75-1,00% | 0,75-1,00% |
| Cromu (Cr) | 0,80-1,10% | 0,80-1,10% | 0,80-1,10% |
| Molibdenu (Mo) | 0,15-0,25% | 0,15-0,25% | 0,15-0,25% |
| Siliciu (Si) | 0,15-0,35% | 0,15-0,35% | 0,15-0,35% |
| Zolfu (S)/Fosforu (P) | ≤0,040% (S), ≤0,035% (P) | ≤0,030% (S), ≤0,030% (P) | ≤0,030% (S), ≤0,030% (P) |
2. Paragone di e Forze Meccaniche
| Pruprietà Meccanica | 4130 | 4140 | 4145 (Gradu H, Valore Tipicu) |
| Resistenza à a trazione | 760-871 MPa | 795-1000 MPa | 950-1100 MPa |
| Forza di rendiment | ≥635 MPa | ≥610-750 MPa | ≥750 MPa |
| Allungamentu | ≥17% | ≥22% | ≥10% |
| Durezza (HRC) | 28-32 (dopu a tempra è a rinvenitura) | 28-34 (dopu a tempra è a rinvenitura) | 32-36 (dopu a tempra è a rinvenitura) |
Cum'è si pò vede da e tabelle:
U cuntenutu di carbone di sti materiali aumenta in sequenza (4130 < 4140 < 4145), mentre chì u cuntenutu di l'altri elementi hè simile.
Proprietà meccaniche: A forza hè pusitivamente correlata cù u cuntenutu di carbone - 4145 hà a più alta resistenza - mentre chì a tenacità diminuisce inversamente, cù 4130 chì hà a più alta tenacità.
4130, 4140 è 4145 sò gradi di materiale internaziunali, è i so equivalenti naziunali in Cina sò i seguenti:
- 4130 (AISI) ≡ Qualità domestica 30CrMoA;
- 4140 (AISI) ≡ Qualità domestica 42CrMo;
- 4145H (AISI) ≡ Qualità domestica 45CrMo.
4130 è 4140 sò adatti per strumenti di cumpletamentu convenzionali, cù enfasi nantu à u rapportu costu-efficacia è a saldabilità.
4145H hè spessu adupratu in strumenti di pozzi prufondi, alta pressione o alta carica (cum'è strumenti di perforazione è strumenti di workover), cù priorità data à a resistenza è a resistenza à l'usura.
Selezzione di Materiali per Strumenti di Completamentu in Ambienti Corrosivi
Per l'arnesi di cumpletamentu in ambienti currusivi, a selezzione dipende principalmente da a pressione parziale di i gasi acidi (divisi in dui tipi: CO₂ è H₂S).
1. Pozzi cù un altu cuntenutu di CO₂
Per resiste à a currusione di u CO₂, u cuntenutu di cromu (Cr) in i materiali deve esse aumentatu. I seguenti materiali (urdinati per cuntenutu di Cr) ponu basicamente copre pozzi cù una pressione parziale di CO₂ chì varieghja da 0,5 MPa à 14 MPa.::3Cr (cuntenutu di Cr ≈ 3%), 9Cr1Mo (cuntenutu di Cr ≈ 9%), 13Cr, S13Cr, 17Cr (gradu S17400), 22Cr (per esempiu, acciaio inox duplex S32205) è acciaio 25Cr.
2. Pozzi cù un altu cuntenutu di H₂S
Per riduce a corrosione da stress cracking di sulfuru (SSC), u cuntenutu di nichel (Ni) in i materiali deve esse aumentatu. Quandu a pressione parziale di H₂S hè superiore à 1 MPa è a pressione parziale di CO₂ hè ancu alta, devenu esse aduprate leghe à alta temperatura cum'è e seguenti:
Selezzione di Materiali per Cumponenti Speciali
Materiali principali di l'arnesi di fondu di pozzu (in cuntattu cù u fluidu di pozzu è i carichi di supportu): Selezziunati in cunfurmità cù e norme sopra menzionate.
Cumponenti di taglio: Generalmente fatti di barre di ottone H62 o acciaio inox S36600.
Cumponenti d'ancoraggio: Scelti trà 20CrMoTi o 20CrMnTi. Per migliurà a durezza superficiale, hè necessariu un trattamentu di carburazione superficiale (cù un spessore di stratu carburatu di 0,8-1,2 mm), chì aumenta a durezza superficiale à HRC 58-62.
Altri fattori chì influenzanu a selezzione di i materiali è i standard di riferimentu
In più di i gasi acidi, a selezzione di i materiali per i rivestimenti di petroliu in fondu di pozzu è l'arnesi di fondu di pozzu hè ancu ligata à a temperatura di fondu di pozzu, u tagliu di l'acqua, u gradu di mineralizazione è u valore di pH. Per criteri di selezzione più specifici, riferitevi à u standard industriale Q/HS 14015 Linee Guida di Cuncepimentu per a Prevenzione di a Corrosione di Tubi è Rivestimenti in Pozzi di Petroli è Gas Offshore.
Landril furnisce ancu barre d'acciaio 41430, 4140, 4145.
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Data di publicazione: 03 di settembre di u 2025
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