Материал для немагнитных УБТ

В принципе, могут применяться все немагнитные материалы, обладающие необ­ходимой прочностью, включая алюминиевые или бронзовые материалы.

Однако, ввиду коррозии, алюминий и большинство специальных бронз исключаются. Для алюминия, во избежание коррозии, значения рН бурового раствора должно находиться в узких пределах от 8 до 11. Поэтому, в принципе, для немагнитных УБТ применяются следующие материалы:

а) Аустенитные стали на хромо-марганцевой основе, с содержанием марганца свыше 17%.

б) Хромо-никелевые стали с содержанием хрома около 18% и содержанием никеля свыше 13%. Эти стали полностью пассивированы (обработаны для создания защитного поверхностного покрытия и уменьшения химической активности)

в). К-Монель 500, чистый сплав, состоящий из примерно 30% меди и примерно 65% алюминия.

г) Медно-бериллиевые бронзы.

В настоящее время, наиболее часто применяемый материал более 80% для немагнитных УБТ основан на хромо-марганцевых сталях. Он также наиболее приемлемый с точки зрения стоимости. Когда УБТ, изготовленные из этого материала, используются в коррозионных буровых растворах, содержащих ионы хлора, например, хлорид магния, хромо-магниевые стали отличаются тенденцией преждевременного выхода из строя ввиду коррозии от межкристаллического напряжения. В типовых случаях такого выхода из строя, трещины, проходящие наружу, появляются в некоторых точках внутри ствола скважины. Такие трещины могут возникнуть после сравнительно короткого времени эксплуатации (после примерно 200часов)

Следовательно, при использовании такого бурового раствора должен применяться только полностью пассивированный материал. В этой связи, преимущество за хромо-никелевьми сталями, потому что они хорошо себя зарекомендовали в южной части Северного моря в течение ряда лет.

К сожалению, хромо-никелевые стали отличаются более высоким истиранием чем хромо-марганцевые стали, что вызывает преждевременное повреждение резьбы, в частности на УБТ с диаметрами более чем 8 дюймов. Поэтому необходима специальная обработка резьбовых заплечиков и профилей с целью сведения к минимуму истирания. Хотя эти меры частично успешны, проблему не удается полностью решить для диаметров более 8 дюймов.

Материалы К-Монель 500 или медь-бериллий удовлетворяют всем требованиям, даже в таких экстремальных случаях. Этому материалу можно придать необходимую прочность, он обладает замечательными немагнитными свойствами и не подвержен коррозии. Однако ввиду высокой стоимости применение этого материала для немагнитных УБТ ограничено случаями абсолютной необходимости.

Поведение медно-бериллиевых УБТ примерно такое же, как и УБТ из
К-Монеля 500. Однако, этот материал включен в список веществ, вызывающие рак, и, по этой причине, может применяться лишь в случае крайней необходимости с принятием соответствующих мер безопасности при изготовлении.

Прочность на ударную нагрузку всех вышеупомянутых материалов, наряду с требуемыми значениями прочности (пробник DVM), чрезвычайно высока. Поэтому, нет необходимости опасаться погрешностей резьбы, вызванных постоянными трещинами, т.к. значения прочности на удар выше таковых для термообработанных сталей, согласно SAE4145, которые преимущественно используются для глубокого бурения.