اجزای سرامیکی دوام را افزایش می دهند و هزینه ها را در حفاری نفت کاهش می دهند

در دنیای پرطلب عملیات حفاری نفت، زمان توقف بیشتر از صرفا از دست دادن بهره وری است؛ این به طور مستقیم به زیان های مالی قابل توجهی تبدیل می شود.تلاش بی وقفه صنعت برای بهره وری منجر به پیشرفت های تکنولوژیکی در دوام تجهیزات شده است، به ویژه در اجزای حیاتی پمپهای حفاری: پلنجرها و پوشش های سیلندر.

محیط های حفاری برخی از چالش برانگیزترین شرایط را برای تجهیزات مکانیکی ارائه می دهند:

• فشار شدید:فشار مایعات حفاری به طور معمول از ده ها هزار PSI فراتر می رود، اجزای تحت فشار مکانیکی فوق العاده قرار می گیرند.
• لباس های خیس کننده:جریان مداوم گل حفاری که حاوی ذرات شن و سنگ است مانند شمشیرهای میکروسکوپی بی شماری است که سطوح فلزی را فرسوده می کند.
• خوردگی شیمیایی:ترکیب شیمیایی پیچیده مایعات حفاری محیط های بسیار خوردنی را ایجاد می کند.
• فشار حرارتی:دمای زیر سطح در عمق حفاری چالش های اضافی را ایجاد می کند.

قطعات فلزی سنتی در این شرایط محدودیت های اساسی را نشان می دهند:

• چرخه های مکرر تعویض عملیات را مختل می کند
• هزینه های نگهداری از قطعات و نیروی کار جمع می شود
• عدم ثبات عملیاتی باعث کاهش بهره وری حفاری می شود

مهندسی سرامیک مدرن مواد تخصصی را توسعه داده است که در کاربردهای حفاری از فلزات معمولی بهتر است. اینها سرامیک معمولی نیستند،اما کامپوزیت های با عملکرد بالا که به طور خاص برای شرایط شدید طراحی شده اند.

جدیدترین پلنگرهای سرامیکی از ساختاری کامپوزیت استفاده می کنند:

• هسته فلزی:فولاد آلیاژ با قدرت بالا یکپارچگی ساختاری را فراهم می کند
• درب سرامیکی:سطوح سرامیکی از زیرکونیا یا آلومینیوم مقاوم به فرسایش هستند
• لایه مهر و موم:مواد تخصصی مانع نفوذ مایعات می شوند
• طراحی تقویت شده:ارتباطات ساختاری بهبود یافته باعث افزایش قابلیت اطمینان می شود

مزایای عملکرد شامل:

• 5 تا 10 برابر طول عمر بیشتر از معادلات فلزی
• مقاومت شیمیایی برتر در برابر مایعات حفاری
• کاهش نیازها و هزینه های نگهداری
• عملکرد پایدار در شرایط دمای شدید

برای بطری های پمپ حفاری، پوشش های سرامیکی فراهم می کنند:

• 8 برابر طول عمر بیشتر از پوشش های معمولی
• سطح های ماشینکاری دقیق برای مهر و موم بهتر
• کار در محدوده های فشار و دمای شدیدتر
• کاهش هزینه های حمل و نقل و موجودی
• نیاز کمتر به نیروی کار برای نگهداری
• ایمنی کامل در برابر زنگ و اکسیداسیون

دو ماده سرامیکی اصلی بر کاربردهای حفاری تسلط دارند:

• زرکونیا:ارائه قدرت برتر و مقاومت در برابر ضربه برای برنامه های فشار بالا
• آلومینیوم:سختي استثنائي و مقاومت در برابر لباس در شرایط خاشع فراهم می کند

اجزای سرامیکی مزایای خاصی را در عملیات حفاری با فشار بالا نشان می دهند:

• افزایش سرعت حفاری از طریق مدیریت فشار بهبود یافته
• بهبود کیفیت چاه از طریق عملکرد پایدار
• بهبود بازیابی هیدروکربن از تشکیلات متراکم

• پیاده سازی های ساحلی نشان دهنده پیشرفت های قابل توجهی در عملیات بوده است:
• یک میدان نفتی گزارش داده است که طول عمر بلونگ 8 برابر طولانی تر است
• یک شرکت حفاری به کاهش 90 درصدی در تعویض خطوط حفاری دست یافت
• پروژه های فشار بالا با موفقیت قابلیت اطمینان تجهیزات را حفظ کردند

با افزایش چالش های محیط حفاری،اجزای سرامیکی در حال موقعیت هستند تا نقش مهمی در حفظ بهره وری عملیاتی و کاهش هزینه ها در صنعت نفت داشته باشند.