石油鉆桿是怎樣煉成的?
易開采的油氣資源不斷消耗,環(huán)境惡劣、地質(zhì)條件苛刻的油氣井數(shù)量逐年增加。鉆桿在井下需要承受高溫高壓、化學(xué)腐蝕、高強度拉力和扭矩的考驗;管體內(nèi)鉆井液、環(huán)空反排泥漿混合著砂石在大排量、高壓力下不斷沖擊、磨損著鉆桿,鉆桿是如何承受的?
練就一付好身板要從原材料開始:大部分鉆桿廠商都不自己煉鋼,往往向鋼鐵廠訂購原材料(鋼管和接頭)。鉆桿廠商在拿到訂單后,根據(jù)設(shè)計要求來選定鋼材的配比方案。常用的是“鉻鉬鋼”,為了達到特定要求,還會添加鎳、硅、釩等元素。鋼鐵廠會根據(jù)配比方案向鉆桿廠生產(chǎn)、供貨。
鉆桿執(zhí)行API5DP(AmericanPetroleumInstitute,美國石油學(xué)會)標準,標準中將鋼材根據(jù)強度劃分為E75、X95、G105、S135,有的甚至用到V150。鋼材的等級越高,強度越大。在鋼材中添加碳、鉻、錳、鉬等不同的元素,可提高鋼的強度和硬度,還可以提升高溫機械性能,使其具有良好的抗氧化性和抗腐蝕性。
鉆具鋼級的選擇需要“因地制宜”。鋼級越高,機械強度越大,包括抗拉、抗扭、抗擠壓強度等性能均會提高。但與此同時,因為碳元素含量的增加,也會帶來不好的影響:一方面鋼抗腐蝕能力變差,所以對于一些含硫化氫、二氧化硫和二氧化碳較高的井則無法使用;另一方面鉆具的塑性及韌性會變差,當遭遇水平井鉆井“狗腿”處大角度彎曲的考驗時,就容易發(fā)生斷裂,因為太脆啦!所以在元素配比時,要綜合考慮鋼材的強度、韌性和塑性,根據(jù)施工要求“因地制宜”。
石油鉆具我們就舉例說明三個鉆桿錯誤操作方法,希望大家了解之后盡量避免。
1、加壓時不找加壓點,把機鎖桿當摩阻桿使用,一桿內(nèi)鍵與二桿斜鍵接觸面非常小,短時間內(nèi)一桿內(nèi)鍵上端面與二桿斜鍵側(cè)面嚴重磨損,導(dǎo)致卡桿或滾鍵。
2、作業(yè)過程中主機前履帶翹起,桅桿后背,第1節(jié)桿受動力頭向后的力F1,內(nèi)層各節(jié)桿保持豎直的力F2,兩力形成力矩將第1節(jié)桿瓣斷。第1節(jié)桿最上面一組加壓臺及斜鍵間最容易被瓣斷。
3、下放鉆桿過程中,在相鄰兩節(jié)桿接觸時沒有緩沖,導(dǎo)致內(nèi)層桿轉(zhuǎn)環(huán)與外層桿內(nèi)鍵沖擊,將外層桿下管處撐鼓包。