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用于石油天然气开采的 钻具接头耐磨带

优化性能 • 无裂纹设计 • 套管友好型 • 优化的钻具耐磨性能 • 灵活的重构设计

优化的解决方案使得， 性能和安全性得以改善

我们理解工业需求

如今的钻探 对全面性能要求

我们熟知问题的症结

这将会导致钻杆接头灾难性的故障，并且某些情况下还 会因为钻杆接头开裂导致加硬层自身故障。 行业解决方案包括：

提出了挑战

• 由莫尔T-95测试确定的低套管磨损，完全在行业限

由于在过去十年中，平均油井深度已增加，定向和大 位移钻井变得越来越普遍。这些井眼轨迹高度倾斜 （ERD）并且扭矩和阻力都相应增加，对钻杆产生前所 未有的压力，超过了之前的所有应力极限值。这些轨迹 对套管和钻柱都形成了严重的磨损，越来越不利于钻井 作业。

• 高度耐用和耐磨损，对钻杆接头具有保护作用。 • 抗开裂特性，防止材料和钻杆接头开裂。 • 抗剥落的冶金兼容性。 • 在无需特殊准备或预调的情况下，材料很容易重焊到

耐磨带作为防止钻具接头磨损的有效方法由来已久。在 二十世纪九十年代，碳化钨基的耐磨带获得广泛使用， 并是造成套管磨损的主要原因。 但如果不使用耐磨带虽 然会使套管磨损有所减少，但钻具接头磨损加剧，会使 得钻具最大可承受扭矩下降，则致钻采工作于极大的风 险之中。

潜心研发，满足需求

再次提出的挑战是开发一种平衡的，可同时提高套管的 耐磨性而又对钻具提供足够保护的解决方案，来解决高 倾斜井伴随的恶劣条件。

这些焊接涂层在挪威、爱尔兰、奥地利、法国、墨西哥 和美国等地进行优化。通过我们生产质量控制部和全面 质量管理体系（TQMS）的监管控制，确保了OTW系列 产品拥有最高品质。卡斯特林生产设施通过了ISO- 9000 ，TUV和LIoyds认证。

以前的套管免损合金的确可以减轻套管磨损程度，但却对 钻杆接头造成难以接受的损坏。同时，也出现了易发生裂 纹的设计缺陷，往往会因此而导致合金材料普遍开裂。

制范围之内。

基体上。

我们的全球卡斯特林研发中心横跨3大洲，并且都配备齐 全，以应对影响采油行业最为复杂的磨损问题。我们的 研发中心致力于优化金属化学成分，涂层应用，焊接材 料及合金粉末涂层。

我们的研发中心具备欧洲最先进的焊接技术和磨损分析

我们提供适合的产品

我们拥有丰富的经验

实验室。这些现代化的设备非常精良，深入研究具备工 业规模的各种类型焊接和涂层应用，旨在解决钻井过程 中的高磨损问题。

成熟的产品性能与权威认证， 是各大钻采公司的首选。

我们在都柏林的制造厂不仅配备有自动化的显微硬度 机、G65磨耗试验机、ICP和XRF化学分析装置，还聘请 了一批训练有素和以客户为导向的技术团队我们在全球 的高素质工程师团队将在最极端的钻井条件下通过主要 领域的部件对OTW产品进行测试。恶劣的环境为了解严 重的耐磨现象提供了必要的衡量标准，并建立了我们测 量产品完整性的标准。

卡斯特林加硬产品在挪威市场已有8年多的历史。由于 卡斯特林与挪威国家石油公司StatOil之间一直都有有良 好的合作往来，因此，我们已成功开发和利用了许多新 的创新型合金并获得认证。目前，挪威国家石油公司又 批准了我们的OTW 12TI，OTW 16XS和已获专利的非焊 接型MX5涂层在石油钻探中的使用。 在OTW系列产品研发过程中，卡斯特林成功制造出了自 己独特的加硬层C型磨损试验机。该设备的试验范围包 括：

• 该设备结合了套管材料、及实际尺寸钻具接头耐磨带 试样

• 特定的泥浆参数等因素来测量钻具接头、裸孔和套管 的磨损率，

• 建立耐磨带涂层摩擦动力学特性。这些详细的测试程 序都是为了更好更完整地了解复杂的磨损现象，并 确保卡斯特林开发出当今性能最佳的耐磨表面涂层材 料。

12Ti 13CF

12Ti

16XS

13CF

10SS

16XS

针对酸性气体环境，套管友好型且易于焊 接的新型标准焊丝

行业领先的“通用型”无裂纹设计合金 丝，具有套管友好特性，是高级钻探作业 的理想产品。

OTW 10SS是一种独特的气体保护金属芯合金丝，专为 严重的酸性（SS）环境应用而设计，并完全符合所有钻 杆耐酸等级的要求。钻杆耐酸等级（VM 105 DP SS™ ，TSS 105™，CYX 105™）和HWDP与普通API等级相 差很大，并且在钻杆体和接头上使用改良型钢作为材 料。

OTW 16XS是适合“极端条件”下使用的产品，非常适 合应用于最苛刻的ERD和超ERD井钻探。

该合金经特殊配制后具有如下特点：无裂纹，易于应用 和维修，以及稀释率低和预热温度低等。 降低整体硬度旨在优化其性能，即使在最严重的酸性环 境下也能表现出色。 可形成独特的，有诸多超细/超硬相分布在回火马氏体 组织中的坚硬的工具钢显微结构。 通过OTW 10SS形成一个独特且坚硬的钻具钢微结构， 并且它具有分散在经回火的牢固马氏体基体中的多个超 细/超硬相。 OTW 10SS可获得在外观与质量上都无飞溅的优质涂 层，确保在100AMP和400AMP之间的有效范围内具有 更大的灵活性和更强的电弧稳定性。”OTW 10SS具 有高沉积率和可全方位焊接的特性，大大降低了劳动成 本。因此，它是一个可用于多种表面加硬用途且具有成 本效益的解决方案，包括用于钻杆接头，HWDP钻杆接 头 & 中心耐磨垫。

10SS

这些油井的独特性质对钻柱形成极大的压力，促使行业 内都采用高性能钻杆接头连接件（XT™，VX™，TT™） 来应对这种问题。这些连接件会产生更高的扭矩值，阻 力较低且壁厚较薄。这就需要通过优化加硬解决方案的 方式来增加其强度，从而提高结构的完整性并最小化稀 释度，同时还可以提供有效的整体耐用性。 OTW 16XS是专为超深水应用而设计，其中多数油井斜 度很大且极深。鉴于这些油井对钻具的强度和性能要求 都非常高，OTW 16XS不仅具有“套管免损”的特性， 而且在裸井和套管井环境中都表现出了独特的最佳耐磨 性能。 OTW 16XS具有最强的套管和裸井耐磨性能，它含有多 元复合碳化物（Cr，Ti，Mo和W），均匀分布在回火 马氏体显微结构中。 这使得它具有足够的厚度和很强的抗磨损性能，最大限 度地增强了耐磨性和强度，延长了使用寿命。 在钻杆翻新和复原过程中，OTW 16XS还能焊接到其同 种材料和大多数标准无裂纹材料上，并符合成本效益。

12Ti 12Ti

13CF

最佳韧性与强度的匹配，兼具裸井和套管 井耐磨性能，同类产品之最佳。

针对目前的行业标准，具有出色的套管耐 磨性能和优越的钻杆性能。

可在最极端的钻井条件下增强其耐磨性，在大斜度井孔 和裸井应用中的性能充分体现了这一点。由于超强的耐 磨损性能，以及超光滑、套管友好型等特点，最大限度 延长了钻杆的使用寿命，是大多数石油公司的首选产 品。

OT W 1 3 C F 具 有 表 面 光 滑 ， 无 裂 纹 ， 摩 擦 小 等 特 性。OTW 13CF具有微结构设计，能在套管免损性能和 钻杆磨损最小化之间达到最佳的平衡，仍然是符合成本 效益的领先产品。

13CF

16XS

10SS

OTW 12Ti 钛基硬质合金化学成分形成了一个马氏体基 体，它将超光滑/超细的化合物注入耐磨损的的超硬微 结构中，确保了最佳的强度和冶金完整性。 OTW 12Ti具有HRC 61.5的硬度HRC硬度范围，加之其 无裂纹设计（NCD）和灵活应用设计（FAD），使其具 有高负载裸井性能，同时符合所有套管友好型要求。通 过OTW 12Ti可延长使用寿命的钻杆技术，终端用户将 得到更高的投资回报并能长期节约成本。 OTW 12Ti可直接重焊在其同种材料和大多数加硬材料 表面上，因此，即使在最偏远的地区进行维修，也可保 证快速和轻松完成任务。 OTW 12Ti是一种药芯焊丝合金，是由卡斯特林焊材公 司通过自有现代化生产设备设计制造的，确保了最高 级别的质量控制。此外，OTW系列产品通过了NS-1认 证，可用于焊接和重焊钻杆接头。

16XS

10SS

OTW 13CF具有优于现有无裂纹合金丝的套管耐磨性， 并且还保留了非凡的钻杆整体耐磨性。同时，焊接过程 中无熔渣产生，促使铌基铬钼碳化物密集、均匀地分布 在马氏体/残余奥氏体基体中。即使在收到巨大冲击 抗 或压力时，在裸井和套管井环境中一般都能达到预期的 高应力磨损和腐蚀耐受性。OTW 13CF非常适合于中级 到高级耐磨应用。 OTW 13CF是一种独有的气体保护金属芯合金丝，并且 能重焊到其同种材料和OTW系列其它任何材料上。灵 活的应用设计（FAD）特性使得加硬层具有更大的灵活 性，并且，省去了清除原加硬层和准备钻杆的成本。

一流的研发和测试

金相组织

我们深知质量的重要性

裸孔套管耐磨获得Fearnley Procter NS1认可

磨损试验方法，ASTM G65磨耗试验。

相比“耐磨堆焊层”，卡斯特林更愿使用“表面耐磨涂

对这些材料进程排序。该试验设备采用了旋转橡胶轮和

层”这个术语，因为后者更能说明选择正确“涂层结

干砂，通过测量坚硬石英砂颗粒造成磨损的程度来确定

果”的重要性，其体现在抵御特定磨损机理的功能和能 力，而不仅仅只是硬度上。正因为我们了解这种差异， 才会有耐磨带业务的成功，同时也意味着我们了解“涂 层”实际上需具备三种特性：

• 套管井和裸井环境中钻杆耐磨带涂层的耐磨性高 • 套管与钻杆耐磨带涂层间磨损小 • 耐磨带涂层摩擦系数低 我们的努力在Fearnley Procter的NS1测试中得到了认 可，OTW 12Ti在早年就通过了这项认证。

ASTM G65程序模拟了一个三体耐磨系统，旨在生成可 重复的测试数据，从而根据其抵抗低应力磨损的性能来

不同材料的耐磨性能，这些石英砂颗粒受压抵靠在“耐 磨带涂层”上移动并通过该涂层。 通过试验模拟真实的涂层应力 通过特殊的压缩试验来确定耐磨带层的完整性和兼容 性，以及它与基体材料之间的关系。在测试耐磨带结合 强度时，精确制作一个特定的环并覆盖涂层，然后进行 破坏性测试，确保其与基体材料完全结合。并且，进行 冶金检查确保它与基体材料完全结合。这也可以作为一 个兼容性测试，在已磨损层和重焊加硬层之间进行。

磨损试验发展

该灵活的应用设计（FAD）是所有OTW合金丝重要的

除了该特殊耐磨带试验机外，我们还在耐磨带涂层开发

特性，这意味着它能焊接在其同种材料或之前焊接的其

过程中进行了其它耐磨和机械测试。这些测试过程很

它任何加硬合金上。

快，开发过程中灵活性也更大，却仍然可以还提供加硬 涂层相关的重要磨损数据。

确保从焊丝生产直到涂层应用中的质 量与可靠性

自有优质生产

采用自有的一流设备进行药芯 焊丝生产 OTW系列的高性能药芯焊丝均采用专门设计的生产设 备在卡斯特林位于爱尔兰的现代化工厂内设计、开发和 制造。我们工厂共有6条焊丝生产线并继续。投资购置 采用激光控制尺寸和填充率的最新生产设备这些生产线 建造在专用的厂房中并于2007年投入使用，共聘请了 约100位生产和质量控制人员。

质量和一致性 所有的质量数据都是通过电子的方式记录下来并送入基 于计算机的新型质量保证系统，里面保存了所有制造、 焊丝特性、化学特性和批次等信息。该系统实际上已 经超过了ISO9001和EN29001质量保证标准程序的要 求，并且我们工厂按照这些标准进行生产已有15年了。 按批次进行焊接测试，其样品保存5年。最终包装之 前，还需对每个批次的OTW产品进行焊接测试，确保 一致的质量控制和作业完整性。从生产之日起，直到发 货，我们的产品在运输过程中确保最高标准的封装保 护。所有的OTW合金丝卷绕在无锈的塑料筐上，以免受 到腐蚀或损坏。此外，最终包装采用适当重量的、，应 使用一层防锈箔保护卷轴；最终包装采用重量级的、符 合人体工程学设计的加固纸板。

全面文档支持

现场培训与认证 我们的专业人员已采用多种语言编写了完整的焊接手 册。为了确保OTW耐磨层焊接承包商具有相当的资 质，我们将安排专业的培训人员在全球范围内进行统一 培训，届时，我们在各地的OTW认证分销商将提供本 地支持。

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联系我们 OilTec & 耐磨带

全球部门总监 Doug Yono +971 56 759 4708 doug.yono@mec-holding.de

北美自由贸易区 & 巴西 Patrick Jones +1 832 265 1377 patrick.jones@eutecticusa.com

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商务及技术支持经理 Bengt Larsson +47 958 76500 bengt.larsson@trioaf.no

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欧洲、中东和非洲 Bill McDougall +971 506 449 243 fluxx@eim.ae

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