«БУРЕНИЕ И НЕФТЬ» АПРЕЛЬ 2016 г.
ISSN 2072-4799
04 2016 апрель
инструмент и оборудование
УДК 621.643: 620.193
Хардбандинг на защите бурильной трубы В статье раскрываются основные требования, предъявляемые к современным наплавочным материалам, применяемым для хардбандинга (защитная наплавка замков бурильной трубы). Ключевые слова: хардбандинг, наплавка замков, буровые трубы, износ обсадной колонны, трещиностойкость, наплавочные проволоки
Hardbanding on the protection of drill pipe The «Hardbanding» terms or protective surfacing tool joints drill pipe is already firmly established in the list of mandatory requirements to the drilling tool. А.В. ШИЛОВСКИЙ, заместитель генерального директора ООО «Мессер Эвтектик Кастолин»
A. SHILOVSKY, «Messer of the Eutectics Castolin» LLC
ООО «Мессер Эвтектик Кастолин» Официальный представитель компании Castolin Eutectic в России. 115191, г. Москва, ул. Б. Тульская, д. 10/9, оф. 9510 Тел.: +7 (495) 771-74-12 Факс: +7 (495) 231-38-75 www.mec-castolin.ru
58
Keywords: Hardbanding, surfacing tool joints, drill pipes, casing wear, heading, surfacing wire
Защита замков буровой трубы от износа В большинстве случаев причиной отбраковки бурильной трубы является износ наружной поверхности замка вследствие влияния коррозии и абразивного износа. Стойкость наплавленного покрытия к абразивному износу напрямую зависит от объема образующихся сверхтвердых частиц (карбидов, боридов и т.п.), их микротвердости, формы и прочности. Состав матрицы, удерживающей сверхтвердые частицы, определяет коррозионную стойкость. Так, при выполнении стандартного 8-часового теста на износ замкового материала в условиях открытого ствола потеря замка составила 0,123 дюйма, по сравнению с замком с покрытием OTW-13CF, у которого потери оказались 0,047 дюйма, что означает увеличение ресурса бурильной трубы в условиях открытого ствола минимум на 65%.
обсадной трубы. Бытует мнение, что твердая наплавка замков способствует разрушению колонны, но, как показали исследования и многолетняя практика, это совсем не так. Наоборот, твердые покрытия на замках буровой трубы снижают коэффициент трения, предотвращая износ, снижают крутящий момент и общие энергозатраты буровой установки. Достаточно сказать, что согласно результатам проведенных исследований (Тест T-95 Мор), износ обсадной колонны
Снижение износа обсадной колонны Как буровая компания заинтересована в увеличении ресурса работы бурового инструмента, компания нефтяная заинтересована в длительном сроке эксплуатации ствола. Трение между замком бурильной трубы и стенкой обсадной колонны, сопровождающееся сильным давлением, особенно на поворотах, приводит к истиранию или полному разрушению стенки
В большинстве случаев причиной отбраковки бурильной трубы является износ наружной поверхности замка вследствие влияния коррозии и абразивного износа. БУРЕНИЕ И НЕФТЬ 04/2016
Потери веса в гр.
инструмент и оборудование
4
16
3,5
14
3
12
2,5
10
2
8
1,5
6
1
4
0,5
2
0
St 4145
OTW10SS
OTW12Ti
OTW13СF
OTW16XS
Тест на абразивный износ G-65, 1-слой
0
St 4145
OTW10SS
OTW12Ti
OTW13СF
OTW16XS
Износ обсадной трубы в %, тест Mohr
Бытует мнение, что твердая наплавка замков способствует разрушению колонны, но, как показали исследования и многолетняя практика, это совсем не так. Наоборот, твердые покрытия на замках буровой трубы снижают коэффициент трения, предотвращая износ, снижают крутящий момент и общие энергозатраты буровой установки.
Ремонтопригодность
под воздействием истирания со стороны замка с наплавленным проволокой OTW-13CF твердым покрытием составляет 6,53% за 8 час испытаний. Тот же тест показывает, что замок из инструментальной стали 4145 без наплавки изнашивает обсадную колонну на 13,57%, т.е. в результате применения наплавки проволокой OTW-13CF износ обсадной колонны сократился на 51% по сравнению с буровой трубой без покрытия.
Трещиностойкость Это один из важнейших показателей ресурса износостойкого покрытия бурильной трубы. Давление, изгибающие нагрузки, сжатие и растяжение, удары – все это может приводить к образованию трещин, сколов и отслоению в наплавленном покрытии. Насколько применяемый сплав устойчив к образованию трещин, настолько же выше ресурс инструмента. Например, наплавочные проволоки OTW-12Ti и OTW-13CF никогда не образуют трещин даже при многослойной наплавке, а по сравнению с распространенными на российском рынке проволоками других производителей вероятность образования трещин уменьшается в 3 – 4 раза. БУРЕНИЕ И НЕФТЬ 04/2016
Значительному снижению эксплуатационных затрат способствует возможность повторной наплавки замков бурильной трубы без удаления старого покрытия. Как правило, старые наплавленные покрытия, склонные к трещинообразованию, необходимо удалить перед новой наплавкой. Эта технологическая операция стоит заказчику значительных денег и времени. К слову сказать, все наплавочные материалы, которые компания «Castolin-Eutectic» рекомендует для хардбандинга – взаимозаменяемы, т.е. любые из этих проволок можно наплавлять в любой последовательности друг на друга. И в заключение представляем вам новейшую разработку компании «Castolin-Eutectic» – наплавочную порошковую проволоку OTW-13CF. Проволока предназначена для широкого спектра применений в области защитной наплавки бурильной трубы. Наплавленное покрытие содержит равномерно и плотно распределенную смесь карбидов ниобия и комплексных карбидов хром-молибден в твердой мартенситной матрице с остаточным аустенитом. Обладает высокой стойкостью к износу в условиях экстремально сильного абразивного износа, высокого давления, эрозии и сильных ударов, предназначена для работы в условиях открытых стволов и обсаженных колонн. Наплавленный слой не подвержен образованию трещин, устойчив к сколам и отслаиванию. Из всех представленных материалов проволока OTW13CF имеет наилучшие показатели стойкости к абразивному износу. Проволока может быть использована для повторных наплавок, а также на любое покрытие из серии проволок OTW и большинства материалов других производителей.
59