Нефте-и газонапорные инструменты работают в самых экстремальных промышленных условиях. Буровые двигатели, системы измерительного-временного бурения (MWD) и турбины с грязевым приводом должны выдерживать высокое давление, повышенную температуру и абразивное загрязнение. Надежность непосредственно влияет на непрерывность работы. Шары, несущие силиконовый нитрид, все чаще оцениваются на предмет гибридных несущих конфигураций в этих сложных областях применения.
Устойчивость к высокому давлению сжатия
Давление в насосном оборудовании может превышать 100 мпа. Элементы прокатки должны выдерживать значительные сжатые нагрузки при сохранении структурной целостности. Нитрид кремния (Si₃N₄) имеет высокую прочность на сжатие и сильное сопротивление пластиковой деформации. По сравнению со стальными элементами прокатки шары, несущие силиконовый нитрид, сохраняют устойчивость формы при повторяющихся циклах высокой нагрузки, снижая риск перманентной деформации.
Износостойкость и износ
Буровые жидкости часто содержат мелкие абразивные частицы. В то время как системы герметизации пытаются предотвратить загрязнение, риск воздействия сохраняется.
Высокая твердость нитрида кремния повышает устойчивость к абразивному износу. Уменьшение объема материала, удаляемого из элементов прокатки, способствует сохранению целостности поверхности и контактной геометрии в ходе продолжительных буровых операций.
Тепловая стабильность на глубине
Температура скважины может превышать 150°C в зависимости от глубины скважины. Нитрид кремния сохраняет механическую прочность при повышенных температурах и характеризуется низким тепловым расширением. Это помогает поддерживать внутреннее подшипное расстояние, несмотря на градиенты температуры.
Стойкость к коррозии
Воздействие химически агрессивных буровых жидкостей может ускорить коррозию стальных компонентов. Шары с силиконовым нитридом обеспечивают высокую химическую стабильность, снижая вероятность деградации поверхности.
Iii. Выводы и рекомендации
Шары, несущие силиконовый нитрид в нефте-и газопроводах, способствуют износостойкости, термоустойчивости и сжимающей прочности при экстремальном давлении. Их использование в гибридных подшипниках может повысить надежность в суровой подземной среде.
