近年来,石油钻井行业发展迅速,带动了相关钻井勘探设备及配套材料发展。其中,MWD无线随钻测量仪就是石油钻井环节中非常重要的工具,就像钻井的眼睛,它随时为地面钻井工程师提供地下复杂井况的方位、伽马、工具面等数据,重要性不言而喻。
相比有线随钻测量仪,MWD无线随钻测量仪适用于更高难度定向井的井眼轨迹测量施工,特别适用于大斜度井和水平井中,配合导向动力钻组成导向钻井系统与海洋石油钻井。而讲到MWD无线随钻测量仪器结构件应用材料,主要由四类合金组成。其中,铜合金的应用,以C17200铍青铜、磷青铜与新型铜合金铜镍锡为主。
目前,在国内的部分仪器中,出于价格成本考虑,不少厂商倾向于磷青铜。而考虑到国内钻井深度难度往大深度、高温高压方向发展,磷青铜未来的发展前景受限。铍青铜作为较早引入国内的一款仪器结构件优质材料,技术发展较为成熟,并且在市场有较好地应用。然而,铍青铜作为一种全身性毒物,对人体与环境会产生一定影响。铍铜替代材料研发初衷铍进入人体后,难溶的氧化铍主要储存在肺部,可引起肺炎。可溶性的铍化合物主要储存在骨骼、肝脏、肾脏和淋巴结等处,它们可与血浆蛋白作用,生成蛋白复合物,引起脏器或组织的病变而致癌。铍从人体组织中排泄出去的速度极其缓慢。因此,铍及其化合物要格外小心。尤其在加工、制造、使用过程中,铍铜的应用存在一定风险。因此,业界研发出了铍青铜替代材料(无铍合金),即铜镍锡合金。该合金的性能参数略高于铍铜,高温稳定性不错,端面延伸率参数表现良好,是石油及页岩气领域测井仪器用的理想选材。尽管,国外较早开始无铍材料的研发,但近年来,也有不少国内企业开始无铍材料的市场研发,比如博威合金。铍铜替代材料创新:BearMet350针对于MWD无线随钻测量仪结构件应用材料创新,博威合金带来了BearMet350铜镍锡合金。该合金作为铍铜替代,不含铍、铅有毒元素,具有超高强度、耐冲蚀、耐腐蚀、耐磨损、耐热、无磁等特性,抗硫化氢腐蚀性能出色。
尤其是经过入井实际应用,无论是耐腐蚀,还是耐冲蚀表现上,博威BearMet350的性能优于铍铜合金C17200。这是国内无铍材料创新的一个重要时刻,对石油钻井钻探仪器材料来说提供了新的选择。
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