Extreme Well Environments'ın Meydanları
Petrol ve gaz endüstrisi sürekli olarak araştırma ve üretim sınırlarını giderek daha düşmanca ortamlara itiyor. Wells şimdi rutin olarak 15,000 psi, yüksek basınçlar ile karakterize edilir, 350°F (177°C), ve yüksek çözünürlükte yüksek basınçlar ve yüksek çözünürlükte yüksek basınçlar, yüksek çözünürlükte yüksek basınçlar ve yüksek çözünürlükte yüksek basınçlar, yüksek çözünürlükte yüksek basınçlar ve yüksek çözünürlükte yüksek basınçlar, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek ısıtılır.
Konvansiyonel Casing ve Tubing Steels'in Sınırları
Geleneksel petrol ve gaz kuyuları için geliştirilmiş olan yüksek basınçlarda yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlüktedir.
Casing ve Tubing için yüksek performanslı yüzeyler
Aşırı kuyuların taleplerini karşılamak için, gelişmiş metalik alaşımların bir yelpazesi tanıtıldı. Bu malzemeler yüksek mekanik güç, mükemmel korozyon direnci ve termal istikrar. Uygun bir alaşım seçimi, sıcaklık, basınç, kororal türlerin özel kombinasyonunu ve mekanik yükleme ile karşılaşacaktır.
Nickel-Based Superalloys
Nickel tabanlı süperalloys, örneğin, Eaton 718 (UNS N07718), Alloy 925 (N09925) ve 2550 (N07725), aşırı HPHT ve yüksek çözünürlükte yüksek direnç için en yetenekli malzemeler arasındadır.Bu alaşımlar, sert ve sağlam bir şekilde güçlendirmeye çalışır.
Yüksek performanslı paslanmaz çelikler
Martensitic ve duplex paslanmaz çelikler, paslanmaz çelikler için uygun maliyetli bir alternatif sunuyorlar (örneğin, 13Cr, 15Cr ve 17Cr, paslanmaz çelikler için (örneğin, Ni, 110Cr) daha yüksek çözünürlükte 125 ila 125 °C'ye kadar olan paslanmaz çelikler için iyi performans gösterir.
Titanyum Alaşımlar
Titanyum alaşımları, özellikle Ti-6Al-4V (Grade 5) ve son zamanlarda gelişmiş Ti-6Al-4V ELI (eski yapılar) ve Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn gibi beta zengin alaşımlar, yüksek gerilim ve yüksek maliyetle ilgili yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlüktedir.
Bimetallic ve Clad Tubular
Bimetallic tubular, düşük maliyetli bir karbon çeliki, çelik kaplama (CRA) iç tabakaya dayanıklı bir alaşım (CRA) iç tabaka ile bir araya getirir. Üretim yöntemleri mekanik borular (shrink fit) patlama bağını ve bizcevre boru tabakasını birleştirir -tip olarak 825,95L SS - alt kesimlerde ve alt kesimlerde daha iyileştirici beton kaplamalar sağlar.
Kompozit Malzemeler: Aşırı Koşullar için Hafif Çözümler
Kompozit malzemeler -özellikle fiber-reinforced polimerler (FRP) ve karbon-fiber kompozitler - özellikle korozyona dayanıklı borular için, özellikle de korozyona dayanıklı, düşük basınçlı kaplamalar için önemli avantajları sunar.
Cam Fiber-Reinforced Ep (GRE) Casing ve Tubing
GRE boruları, su enjeksiyonu, su tüketimi, yüksek çözünürlükte H2S, CO2 ve klorür korozyonuna karşı mükemmel direniş nedeniyle on yıllardır kullanılmıştır.Onlar çelik, kesme ve ulaşım maliyetlerini azaltırlar. ancak, maksimum işletim sıcaklığı genellikle 300 °F ile sınırlıdır (149°C) ve yüksek dışsal çökeltme basıncına dayanamazlar.
Yüksek Tahrik Tubular için Karbon Fiber Kompozitler
Karbon fiber-reinforced polimer (CFRP) kompozitler, üç ila beş kat daha yüksek çelik, ki bu, ortak epoxy matriks için sütunun nerede iyi olduğunu gösterir.Onlar poliether ether bir (PEEK) ve diğer yüksek sıcaklık termoplastik matrikslar yüksek maliyetle ısıtılırsa, 500 °C'nin üzerinde sabiti ile ısıtılır.
Gelişmiş Üretim Teknikleri Enabling Material Performance
Malzeme kimyası tek başına yeterli değildir - malzemenin son mekanik ve korozyon özelliklerini eleştirel şekilde etkiler. Gelişen üretim teknolojileri, gelişmiş mikroyapı, daha sıkı toleranslar ve daha düşük maliyetle küvetlerin üretimine olanak sağlar.
Down deliğin Kompakt İmalatı (3D Printing)
Sağlama üretimi henüz tam uzunlukta bir vücut veya küvet için kullanılmamıştır, bu, karmaşık alt delik aletleri, darbe makineleri ve bağlantı bileşenleri için hızla kabul edilir. Lazer toz yatak füzyon (LPBF) ve karmaşık geçişlerle yönlendirilebilir (DED), yakın tabanlı süper-şape parçalarının imalatına izin verir[D)[değiştir | kaynağı değiştirilen paslanmaz çelikler için yeterince hızlı bir şekilde çalışır.Bu, yüksek çözünürlükte kullanılan geometriler için optimize edilir.
Gelişmiş ısı Tedavisi ve Acelerated Soğutma
Düşük çözünürlükte ve martensitik paslanmaz çelikler için ısıtılır (örneğin, piercing) sertliği azaltılmadan önce doğrudan gider. [Uygunlukta yüksek çözünürlükte ısıtılır.]
Katı Pipe Manufacturing Innovations
Piercing ve yuvarlanma teknikleri (örneğin, premium geri dönüş piercing ve kontrollü yuvarlan) merkezin kapatılmasını sağlar.Dönetici ve yüzey kusurları sorunsuz borularda. Bazı üreticiler artık boru ile birlikte bir şekilde optimize etmek için son derece zor, demiryolları şarj ettikten sonra, tahıl veya rulolar için zor olan alaşımlar için kritiktir.
Yüzey Mühendisliği: Aşırı Koşullar için Kaplamalar ve Tedaviler
Yüzey tedavileri, substrat materyali ve agresif alt delik ortamı arasında ek bir bariyer sağlar. Tamamen bir alaşım yükseltmesi olmadan bir tubular dizesinin hayatını dramatik bir şekilde uzatabilirler.
Seramik ve Termal Kaplamalar
Metal kaplamalar, alumina (Al2O3), krom oksit (Cr2O3) ve yttria-stabilized zirconia (YSZ) özellikle buhar veya yüksek hacimli (HVOF) ısıtılması ve silikatoksit partikülleri azaltabilmeleri için ısıtılması için kullanılır.Bu kaplamalar, HVOF'ye karşı korunmak için ısıtılır.
Kimyasal Vapor Deposition (CVD) ve Elmas-Beğen Karbon (DLC) Kaplamalar
CVD kaplamalar, titanyum nitrit (TiN) ve titanyum alüminyum nitride (TiN), yüksek çözünürlükte bağlantılarda yer alan kaplamalar için uygulanır ve yüksek elektron bağlantılarında sürtünme ve galonlama yüzeylere izin verir.(Si-DLC)[D)[D)
Yüzey Sertleştirme ve Nisding
Nite (gaz, plazma veya tuz banyosu) nitrojenleri yüzey tabakasına tanıtıyor, substratı yumuşatabilecek sert nitrit tabakaları açıyor.))0)Plasma nitriding[Döneticileri 1) Daha önce martensitik paslanmaz çelik ve nikel alaşım bileşenleri üzerinde kullanılıyor, çünkü substratı yumuşatabilecek yüksek sıcaklıklardan kaçınıyor.
Vaka Çalışmaları: Aşırı Wells'te Gelişmiş Malzemelerin İşlenmesi
Birkaç büyük operatör zaten zorlu kuyularda ortaya çıkan malzemeleri uyguladı, pratik yararlarını gösterdi.
Kuzey Denizi'ndeki Yüksek Çağ (HPHT) Gaz Wells
Dünyanın en zorlu HPHT gelişmelerlerinden biri, 15,000 psi'de çalışabilme yeteneğine sahip bir üretim dizesi ve 400 °F (204°C) 5 H2S ve% 15 CO2 ile birlikte, operatör bir C110 çelik dışlama ve primli bir dolum makinesinin bir kombinasyonunu seçti. Bu projenin başarısı, düşük deniz ağaçları için özel bir üçlü bir üzgün ve premium iplikle üretildi.
Meksika Körfezi'nde Ultra-Deep Offshore Well
Meksika Körfezi'nde, ölçülmüş bir derinlikte 30.000 ft (9,144 m) daha hafif ağırlık titanyum alaşımı ile kasetli bir dize gerekli ve üst bölümde yüksek güçlü çelik ve daha düşük devrelerde yüksek çözünürlükte, kablolama riski azalttı ve bağlantının kullanımı daha küçük bir rig ile tasarlandı.
İzlanda ve Kenya'daki Jeotermal Wells
Geotermin iyileri, yüksek silik içeriği ve pH uçları ile 600 °F'ye kadar sıcaklık ve sular üretiyor.Bu koşullarda, karbon çelik kaplama deneyimleri ciddi korozyon ve ölçeklendirme ile kanıtlanmış. Operatörler 350°F (177°C) ile sıkı bir şekilde çelik iç tabaka ve GRE tam kompozit malzeme aynı zamanda yüksek bölümler için yükleri azalttı ve bazı iyi asansörlere ihtiyaç duyuyorlar.
Future Research Path and Emerging Technologies
Bir sonraki yeraltı ve boru malzemeleri muhtemelen nanomalzemeler, akıllı yapılar ve kendi kendine özgü yetenekleri içerecektir.
Nanoyapılı Çelikler ve Kumaşlar
Nanokristal rejime ( 100 nm altındaki boyutlarda) rafinerisi ultra yüksek güç üretebilir (yişli güç > 300 ksi) ve yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte soğutma sağlarken, yüksek basınçlı torsion ve eşit kanal basıncı sabitleri ile birlikte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlüktedir.
Kendi kendine özgü malzemeler
Mikrokökezler ve betonlar, gömülü mikrokapılarla özerk bir şekilde yeniden canlandırılabilecek polimerler ve kompozitler (örneğin, Diels-Alder reaksiyonları), boru hatlarında ticari uygulama için geliştirilme rağmen, bu konsept gelecekteki iyilerin güvenilirliğini değiştirebilir.
Entegre Sensörler ve Akıllı Tubular
Fiber optik sensörleri veya ince film çekme hatları, üretim sırasındaki boru veya boru hatlarının gerçek zamanlı izlemesine izin verecekti.Böyle "akıllı" borular, duvar kaybı, yorgunluk veya aşırı yükleme konusunda erken uyarı sağlayabilir, proaktif müdahale sağlar. Şirketler zaten ann veya dışsal kablolarda gömülü kabloların kullanılmasını engelleyebilirler. Tüm bu kabloları malzemenin kendisi ile bütünleştirerek - 3D baskı veya ko-exoru ile - bu sensörlerin anahtar bir araştırma hedefi ile ilgili verileri mevcut telemetrileri kullanarak mümkün olabilir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Sert rezervuarların -HPHT, ultra-pirik, sour ve jeotermal - geleneksel API notlarının ötesindeki beton malzemelerinin yanı sıra, yüksek performanslı paslanmaz çelikler ve titanyum alaşımları, daha uzun yaşam için mevcut çelikleri yükseltmeye yönelik olarak kanıtlanmış çözümler sunar.
Daha fazla okuma için, HPHT için malzeme seçimi üzerine ilgili SPE kağıtlarını (örneğin, [[Dönetici:0)) ek kaynaklar NACE International (MR0175/ISOur) tarafından yapılan rapor, gelişmiş malzemeler üzerinde ().