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DW(东维)系列无磁钻具情况简介

更新时间:2015-02-09 点击次数:1399

 
 

DWNM101DWNM102DWNM103

无磁钢以及DW(东维)系列无磁钻具情况简介


国内无磁钢及无磁钻具概况

    无磁不锈钢是石油随钻领域最重要也是最常用的材料之一,主要是用于生产:无磁钻铤(Non-Magnetic Drill Collars)、随钻测量/随钻测井仪器的护套(MWD/LWD Collar)、旋转导向钻探工具(Rotary Steerable Drilling)、稳定器(Stabilizer)

    无磁钢性能好坏品质高低,直接决定无磁钻具的质量和档次。

国内无磁钻具受无磁钢材料性能影响,产品质量和档次不高,尤其是高档材料(相当于P550档次以上)以假充真以次充好现象普遍,导致国内无磁钻具市场产品质量和档次良莠不齐,以致客户直接指定使用Carpenter15-15HSBleckmannP550材料。

国内用户对高档无磁钢材料有需求渴望,但受专业知识局限对其性能认识欠缺;国内无磁钢生产商受能力与设备局限对质量和档次提高难以实现。这种情况一直是业内难以弥补的短板,是民族钻探工业的心病,中国无磁钻具在国际市场声誉不高。

    目前,国内无磁钢存在的问题。    

    一、低档无磁钢,晶间腐蚀不过关。有些产品晶间腐蚀可以通过ASTM A262 E法,但使用的方法是通过改变材料成分实现,直接影响材料磁导性能:不但影响磁导率,还在使用过程中容易磁化。

    二、高档无磁钢,除上条问题外,晶间腐蚀A法全部不过关,直接影响耐应力腐蚀性能和点腐蚀性能,以致无法达到国际标准。

    三、受以上问题影响,有的产品虽然能通过力学性能检测,但使用过程中会出现粘扣、磨损严重、疵漏等问题,而且无法通过疲劳测试。

山西羽佳恒实业有限公司,通过严格控制材料成分和使用科学锻造工艺解决了以上问题。生产的无磁钢材料情况如下:

DWNM101相当于P530

DWNM102相当于P550

DWNM103相当于P580

    山西羽佳恒实业有限公司生产的系列无磁钻铤完全满足贝克休斯和斯伦贝谢标准。

    目前,国内市场的合格高档无磁钢全部高价采购国外产品,如Carpenter15-15HSBleckmannP550。出于成本因素考虑,国内用户对国产高强度无磁钢(屈服强度140ksi)的需要越来越急切。出于国内国际市场情况,国内厂商对提高无磁钢质量和档次夺回国内市场占领国际市场越来越急切。



   技术突破、工艺改进

    在山西羽佳恒实业有限公司努力下,突破了技术难点。我们对无磁钢的生产工艺进行了如下的改进:

    一、炼钢 。严格控制材料的化学成分,尤其CCrMnN等元素的配比,既保证材料的高机械性能,同时保证低的磁性能。采用电炉熔炼,然后AOD炉精炼的方法。

    二、锻造。设备采用1800T径锻机,采用先热锻再温锻的加工工艺,严格控制锻造温度和变形量,保证材料的性能和抗腐蚀能力。

    三、机械加工。通过采用先进的设备,熟练的技工,科学的工艺流程,实现高度的人机结合性。完全满足机械精度要求。

    材料性能特点

    山西羽佳恒实业有限公司生产的无磁钢,有两三个牌号,DWNM101(相当于国外的P530)DWNM102(相当于国外的P55015-15HS), DWNM103(相当于国外的P580)。 

我们的材料不但能满足所有的性能指标(见表一,表二,表三),还具有以下的优势。

    一、低磁导率,材料的磁导率都能在1.003以下,超过1.005的国际标准。

    二、抗腐蚀性能,100%通过抗腐蚀性能检验E法和A法)。如果材料抗腐蚀性能不好,会在使用过程中出现粘扣和不耐磨的情况,影响使用寿命。

    三、疲劳测试

    DWNM10165KSI标准为10万次,实测超过30万次;

    DWNM10280KSI标准为10万次,实测能达到30万次,在60KSI下超过1000万次,试样不断;

    DWNM103在60KSI下超过1000万次,试样不断

    四、材料均匀,表面无裂纹,单边扒皮2mm后,材料无任何裂纹。


表一

DWNM101无磁钢性能指标

公称直径

mm

屈服强度

RP0.2

抗拉强度

Rm

伸长率A

收缩率Z

冲击功AkV

硬度

MPa

KSI

MPa

KSI

%

%

J

HB

不大于180

759

110

828

120

25

50

100

285-360

大于180

690

100

828

120

25

50

100

285-360

磁性能:

相对磁导率μr1.005

磁场梯度ΔB0.04μT

耐腐蚀检验

执行ASTM A262 E法,通过检验。

执行ASTM A262 A法,通过检验。

疲劳强度

10万转(至少) +/-65KSI

实测值超过30万次





表二

DWNM102无磁钢性能指标

公称直径

mm

屈服强度

RP0.2

抗拉强度

Rm

伸长率A

收缩率Z

冲击功AkV

硬度

MPa

KSI

MPa

KSI

%

%

J

HB

不大于180

966

140

1035

150

20

50

100

300-425

大于180

897

130

1000

145

20

50

100

300-425

磁性能

相对磁导率μr1.005

磁场梯度ΔB0.04μT

耐腐蚀检验

执行ASTM A262 E法,通过检验。

执行ASTM A262 A法,通过检验。

对海水中的氯离子有很好的抗腐蚀能力。

疲劳强度

10万转(至少) +/-80KSI

实测值为30万次以上,最高达到47万次



表三

DWNM103无磁钢性能指标

(适用于高温,高腐蚀性的地质条件)

公称直径

mm

屈服强度

RP0.2

抗拉强度

Rm

伸长率A

收缩率Z

冲击功AkV

硬度

MPa

KSI

MPa

KSI

%

%

J

HB

不大于180

966

140

1035

150

20

50

100

300-425

大于180

897

130

1000

145

20

50

100

300-425


磁性能

相对磁导率μr1.002

磁场梯度ΔB0.04μT

耐腐蚀检验

执行ASTM A262 E法,通过检验。

执行ASTM A262 A法,通过检验。

材料点腐蚀当量超过30,增强了材料对应力腐蚀开裂和点蚀的抵抗能力。对海水中的氯离子有很好的抗腐蚀能力。

通过氯化镁应力腐蚀检验,超过1000小时,试样不断裂。

疲劳强度

1000万转(未断) +/-60KSI


 

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