Bagaimana Cara Memilih Material untuk Peralatan Bawah Sumur?

Pemilihan material untuk peralatan bawah sumur dipengaruhi oleh berbagai faktor. Dari perspektif jenis peralatan bawah sumur:

Alat pengeboran, alat pencatatan, danalat perbaikan: Alat-alat ini memiliki masa pakai yang singkat di dalam lubang bor, sehingga membutuhkan kekuatan tinggi tetapi memiliki persyaratan ketahanan korosi yang rendah.

Peralatan penyelesaian sumur: Peralatan ini perlu bekerja di bawah permukaan sumur selama beberapa tahun, sehingga suhu di bawah permukaan sumur dan ketahanan terhadap korosi harus dipertimbangkan.

Dari perspektif lingkungan bawah permukaan sumur, biasanya diklasifikasikan menjadi empat kategori:

Lingkungan standar (bebas hidrogen sulfida (H₂S), dengan kandungan karbon dioksida (CO₂) kurang dari 1 psi [sekitar 0,0069 MPa]); lingkungan korosi H₂S; lingkungan korosi CO₂; lingkungan korosi gabungan H₂S dan CO₂.

Pemilihan Material untuk Peralatan Bawah Sumur di Lingkungan Standar

Untuk peralatan bawah permukaan yang digunakan di lingkungan standar, baja paduan seperti 4130, 4140, dan 4145 (kelas AISI) biasanya dipilih. Komposisi kimia dan kekuatan mekanik material ini ditunjukkan pada tabel berikut:

1. Perbandingan Komposisi Kimia (Fraksi Massa)

2. Perbandingan Kekuatan Mekanik

Seperti yang terlihat pada tabel:

Kandungan karbon pada material ini meningkat secara berurutan (4130 < 4140 < 4145), sedangkan kandungan unsur lainnya serupa.

Sifat mekanis: Kekuatan berkorelasi positif dengan kandungan karbon—4145 memiliki kekuatan tertinggi—sementara ketangguhan menurun secara terbalik, dengan 4130 memiliki ketangguhan tertinggi.

4130, 4140, dan 4145 adalah tingkatan material internasional, dan padanannya di dalam negeri Tiongkok adalah sebagai berikut:

• 4130 (AISI) ≡ Kelas domestik 30CrMoA;
• 4140 (AISI) ≡ Kelas domestik 42CrMo;
• 4145H (AISI) ≡ Kelas domestik 45CrMo.

4130 dan 4140 cocok untuk alat penyelesaian konvensional, dengan penekanan pada efektivitas biaya dan kemampuan pengelasan.

4145H sering digunakan pada peralatan sumur dalam, bertekanan tinggi, atau berbeban tinggi (seperti peralatan pengeboran dan peralatan perawatan sumur), dengan prioritas diberikan pada kekuatan dan ketahanan aus.

Pemilihan Material untuk Peralatan Penyelesaian Sumur di Lingkungan Korosif

Untuk peralatan penyelesaian sumur di lingkungan korosif, pemilihan terutama bergantung pada tekanan parsial gas asam (dibagi menjadi dua jenis: CO₂ dan H₂S).

1. Sumur dengan Kandungan CO₂ Tinggi

Untuk menahan korosi CO₂, kandungan kromium (Cr) dalam material perlu ditingkatkan. Material berikut (diurutkan berdasarkan kandungan Cr) pada dasarnya dapat menutupi sumur dengan tekanan parsial CO₂ berkisar antara 0,5 MPa hingga 14 MPa.:3Cr (kandungan Cr ≈ 3%), 9Cr1Mo (kandungan Cr ≈ 9%), 13Cr, S13Cr, 17Cr (grade S17400), 22Cr (misalnya, baja tahan karat dupleks S32205), dan baja 25Cr.

2. Sumur dengan Kandungan H₂S Tinggi

Untuk mengurangi korosi retak tegangan sulfida (SSC), kandungan nikel (Ni) dalam material perlu ditingkatkan. Ketika tekanan parsial H₂S lebih tinggi dari 1 MPa dan tekanan parsial CO₂ juga tinggi, paduan suhu tinggi seperti berikut ini harus digunakan:

Pemilihan Material untuk Komponen Khusus

Bahan utama peralatan bawah sumur (yang bersentuhan dengan fluida sumur dan menahan beban): Dipilih sesuai dengan standar di atas.

Komponen pemotong: Umumnya terbuat dari batang kuningan H62 atau baja tahan karat S36600.

Komponen penahan: Dipilih dari 20CrMoTi atau 20CrMnTi. Untuk meningkatkan kekerasan permukaan, diperlukan perlakuan karburisasi permukaan (dengan ketebalan lapisan karburisasi 0,8-1,2 mm), yang meningkatkan kekerasan permukaan hingga HRC 58-62.

Faktor Lain yang Mempengaruhi Pemilihan Material dan Standar Referensi

Selain gas asam, pemilihan material untuk selubung minyak bawah sumur dan peralatan bawah sumur juga berkaitan dengan suhu bawah sumur, kadar air, tingkat mineralisasi, dan nilai pH. Untuk kriteria pemilihan yang lebih spesifik, lihat standar industri Q/HS 14015 Pedoman Desain untuk Pencegahan Korosi pada Pipa dan Selubung di Sumur Minyak dan Gas Lepas Pantai.

Landrill juga memasok batang material baja 41430, 4140, dan 4145.

Silakan bertanya.https://www.landrilloiltools.com/