Vaated: 216 Autor: saidi toimetaja Avaldage aeg: 2025-05-30 Päritolu: Sait
Nafta ja gaasi kaevandamise keerulises maailmas Kaevupea jõulupuu mängib kriitilist rolli. Nafta- või gaasikaevu peal tuumiku rõhukontrolli komplekt on jõulupuu palju enamat kui dekoratiivne nimi - see on infrastruktuuri oluline osa, mis tagab ohutu, tõhusa ja pideva tootmise. Kuid sageli tekib üks võtmeküsimus: milliseid materjale kasutatakse kaevupea jõulupuu tootmiseks?
Sellele vastamiseks peame uurima intensiivsetesse tingimustesse, mida need süsteemid taluvad. Alates äärmisest rõhust ja temperatuurist kuni söövitavate vedelike ja hapugaasi (H₂S )ni peavad jõulupuu jaoks valitud materjalid toimima ilma tõrketa. Igasugune kompromiss võib põhjustada katastroofilisi operatiivseid, keskkonna- või rahalisi tagajärgi. Seega ei ole materiaalne valik ainult disainivalik - see on kriitiline ohutusmandaat.
Materjali valimine Wellheadi jõulupuude jaoks on ajendatud mehaanilise tugevuse, korrosioonikindluse, temperatuuri vastupidavuse ja ühilduvusest karmide vedelikega. Allpool on toodud peamised materjalid, mida tavaliselt kasutatakse:
Süsinikteras on tööhobuse materjal enamikus tavalistes kaevupeade rakendustes. See pakub suurt mehaanilist tugevust, töödeldavust ja kulutõhusust.
Hinne näited : AISI 4130, ASTM A105
Rakendused : kehakomponendid, äärikud, kapotid
Süsinikterast on sageli töödeldud (kustutatud ja karastatud), et parandada tugevust ja sitkust. Sellel on sageli madalam korrosioonikindlus, mis tähendab sageli täiendavaid kaitsekatteid, katteid või keemilisi töötlemist (nt fosfaatkatteid).
Vaatamata piirangutele on süsinikteras levinud selle taskukohasuse ja mehaanilise jõudluse tõttu, eriti magusate (mitte-esitusega) töötingimuste tõttu.
Roostevabast terasest kasutatakse laialdaselt Wellheadi jõulupuud selle suurepärase korrosioonikindluse eest, eriti hapu keskkonnas, kus on vesiniksulfiidi.
Ühised hinded : 316, 304, 17-4 pH
Rakendused : klapi trimmid, varred, tihenduspinnad
Roostevabad terased moodustavad kroomirikka oksiidikihi, mis pakub erakordset vastupidavust korrosioonile. Sademete kõvenenud roostevabast terasest (nagu 17-4 pH) tagavad tugevuse ja korrosioonikindluse tasakaalu, muutes need ideaalseks liikuvateks osadeks kulumiseks.
Hapu gaasirakendustes valitakse NACE MR0175/ISO 15156 H₂S -i takistuse standardid sageli roostevabast terasest.
Ultra-lähte- või kõrgsurvega kõrgtemperatuuriga (HPHT) kaevudes töötades muutuvad niklipõhised sulamid nagu Inconel 625 ja Inconel 718 hädavajalikuks.
Rakendused : siseruumides olevad komponendid, tihendid, poldid
Need sulamid pakuvad:
Suurepärane vastupanu stressi korrosiooni pragunemisele
Kõrge mehaaniline tugevus isegi kõrgendatud temperatuuridel
Ühilduvus agressiivsete hapete ja hapuga gaasiga
Nende esmaklassiliste jõudluse tõttu on need materjalid märkimisväärselt kallimad ja tavaliselt reserveeritud kõige raskemate töötingimuste jaoks.
Isegi kui põhikonstruktsioon on süsinikteras, paljud Wellheadi jõulupuud läbivad katte või ülekatte keevitamise . korrosioonikindluse suurendamiseks
See hõlmab õhukese korrosioonikindla materjali keevitamist-näiteks Inconel või roostevabast terasest-komponentide sisepindadele.
Eesmärk : ühendab kulutõhusa süsinikterase aluse korrosioonikindla pinnaga
Meetod : keevisõmbluse ülekatte, plahvatussideme või tsentrifugaalvalu
See meetod on eriti kasulik kulude vähendamisel, säilitades samal ajal suure jõudluse agressiivses kaevukeskkonnas. Plakeeritud komponente kasutatakse sageli voolukäigudes, klapikehades ja tihendusliidestes.
Kui metallid moodustavad suurema osa struktuurist, on mittemetallilised materjalid võrdselt olulised-eriti tihendamisel ja eraldamisel.
Levinud materjalid : nitriil (NBR), Viton (FKM), HNBR, PTFE
Rakendused : O-rõngad, tihendid ja tihendid
Need materjalid peavad taluma kokkupuudet süsivesinike, H₂s, kõrgrõhu ja temperatuuri kõikumistega. HNBR (hüdrogeenitud nitriili butadieeni kumm) soositakse selle keemilise vastupidavuse ja temperatuuri vastupidavuse poolest. Ülimalt nõutavate rakenduste jaoks PTFE ja perfluoroelastomeerisid nende paremaks inertsuseks ja jõudluseks. kasutatakse
Materjali ühilduvus on ülioluline. Ühildumatu elastomeer võib kogu süsteemi terviklikkust vähendada, paisuda või praguneda.
Allpool võtab kokku Wellheadi jõulupuudes kasutatavad põhimaterjalid:
| Materjali tüüpi | tavalised hinded | . | mis | , | on võrdlev tabel |
|---|---|---|---|---|---|
| Süsinikteras | Aisi 4130, A105 | Keha, äärikud, kapotid | Kõrge | Madal | Madal |
| Roostevaba teras | 316, 304, 17-4ph | Klapi trimmid, varred, tihenduspiirkonnad | Mõõdukas | Kõrge | Vahend |
| Inconel (nikli sulamid) | 625, 718 | Ventiilid, tihendid, poldid | Väga kõrge | Väga kõrge | Kõrge |
| Reitinguagentuumand | Inconel, SS | Teraseosade sisepinnad | N/a | Väga kõrge | Vahend |
| Elastomeerid | HNBR, Viton, PTFE | Tihendid, rõngad, tihendid | Madal | Varieerub tüübi järgi | Madal - kõrge |
Vastus : Inconeli sulamid säilitavad kõrge tugevuse ja takistavad korrosiooni isegi eriti kõrgel temperatuuril ja rõhul. Nende võime takistada kloriidist põhjustatud stressi korrosiooni korrosiooni pragunemisele ja sulfiidi stressi pragunemisele muudab need ideaalseks HPHT ja haputeenuste kaevude jaoks.
Vastus : Üldiselt ei ole süsinikteras kvalifitseeritud NACE MR0175 all ja seda kasutatakse vähem agressiivses keskkonnas. Hapu gaas põhjustab kaitseta süsinikterase sulfiidpinge pragunemist, seetõttu eelistatakse katteid või täielikke CRA komponente.
Vastus : Jah, kui see on õigesti valitud . Täiustatud elastomeerid, nagu HNBR ja Viton, pakuvad suure rõhu ja temperatuuri korral suurepärast tihendus jõudlust. Vale valik võib aga põhjustada pitseri tõrke, seega on tehniline analüüs hädavajalik.
Selle Wellheadi jõulupuu on naftaväljade inseneri nurgakivi, mis on loodud äärmuslike tingimuste lahendamiseks lakkamatu töökindlusega. Selle kindla jõudluse saladus seisneb materjalide hoolikus valikus , millest igaüks valitakse keskkonnatingimuste, eeldatava koormuse ja vajaliku pikaealisuse põhjal.
Alates taskukohasest süsinikterasest kuni kaugelearenenud Incolleli sulamite ja täppislastiomeerideni mängib igal komponendil üliolulist rolli. Tugevuse, takistuse ja ühilduvuse koosmõju tagab, et need kriitilised süsteemid jätkuvad ohutult ja tõhusalt - sageli aastakümneid.
Lõpuks ei tähenda õige materjali valimine ainult vastupidavust-see puudutab ohutust, tõhusust ja pikaajalist operatiivset edu.
