Све-Цев за бушење од легуре титанијума: дизајн жице од Ти-6Ал-4В и Ти-3Ал-2,5В

Целокупна{0}}титанијумска бушаћа цев замењује сваки елемент који носи оптерећење-у конвенционалној челичној компоненти бушаће жице легуром титанијума: тело цеви, избочени крајеви и спој алата. Титанијум је тежи око 43 одсто мање од челика при једнакој запремини, тако да промена није козметичка. Смањује оптерећење куке и обртни момент, смањује оштећење од замора нагомиланог по обртају и проширује домет хоризонталних и ултра{5}}бушотина где се челичне жице приближавају својим радним границама.

Шта све{0}}титанијумска бушилица заправо садржи

Бушаћа цев је систем од три дела: тела цеви, нагнутих крајева који згушњавају зид где се концентришу оптерећења и спојева алата који преносе обртни момент и носе навоје. У челичном низу они су заварени и термички обрађени као један предмет. У титанијумској жици сваки део је пројектован засебно, јер легуре титанијума различито реагују на заваривање, натезање и сечење навоја.

Тело цеви- бешавна титанијумска цев према АСТМ Б338 или АСТМ Б861, обично Ти-6Ал-4В (Граде 5, УНС Р56400) где је јачина преовлађујућа, или Ти-3Ал-2.5В (Граде 9, УНС Р56320) где су хладна формација и жилавост важнији.

Узнемирење завршава- дебљина зида повећана врућим или топлим наметањем, тако да завар и корен навоја раде под мањим напрезањем.

Спојеви и спојеви алата- тела од титанијума са навојем урезаним на ЦНЦ струговима; интерфејсу челика-на-титанијума је потребна изолациона баријера јер пар формира галвански пар у хлоридном блату.

Зашто титанијум мења једначину бушаће жице

Две материјалне константе доминирају дизајном бушаће колоне: однос границе развлачења према густини и модул еластичности. Титанијум води на првом и трага на другом, а оба ефекта су корисна у рупи.

Специфична чврстоћа Ти-6Ал-4В је отприлике 57 процената већа од оне од челика од 135 кси, који се директно претвара у лакшу струну за исту затезну оцену. Нижи модул је друга предност: цев од титанијума је флексибилнија, тако да савладава шиљке при нижем напрезању савијања и ствара мањи момент савијања у односу на зид у хоризонталном пресеку.

Рут производње: заваривање трењем и хладна монтажа

Заваривање ротационим трењем је устаљени начин спајања титанијумске цеви са материјалом споја алата од титанијума. Процес генерише температуру и притисак на интерфејсу довољно високе за чврсту-везу без топљења основног метала, што је важно јер растопљени титан лако апсорбује кисеоник и азот. Следе две последице. Прво, заваривање се изводи под заштитним гасом са кратким циклусом, тако да спој никада не задржи температуру на којој се формира алфа кућиште-обогаћено кисеоником. Друго, зона завара се ослобађа од напрезања, а затим се прегледа радиографским или ултразвучним методама пре него што се цев пусти у рад.

Тамо где је пожељан механички спој, користи се хладна монтажа: отвор за спој алата је димензионисан као контролисано налегање преко краја цеви и два дела су притиснута заједно. Резултат је спој без термички погођене микроструктуре на путу оптерећења. Оба пута се ослањају на претходно ометање краја, јер је дебљи зид на споју оно што спречава завар или зону сметњи да постану најслабија карика струне.

Где титанијумска бушаћа цев зарађује своју цену

Ултра{0}}дубоки вертикални бунари где су оптерећење на куку и капацитет стуба ограничавајући фактори.

Хоризонтални делови{0}}дугог досега где повлачење и извијање одлучују колико далеко може да се гурне наставак.

Високо{0}}окружење са високим садржајем хлорида или благо кисело у којима би додатак на корозију челика потрошио дебљину зида - након-специфичне процене ризика од водоничног кртљења.

Бушотине са проширеним{0}}одморским дометом где век трајања између путовања доминира оперативним трошковима.

Тачке за одабир, руковање и инспекцију

Немојте квалификовати титанијумске цеви само према табелама квалитета АПИ СПЕЦ 5ДП: тај стандард је написан за челичне цеви. Титанијумска цев је одређена према АСТМ Б338 или АСТМ Б861, са заједничким програмом за квалификацију{4}}специфичан за пројекат на врху.

Инспекција магнетних честица је бескорисна на титанијуму. Користите течни пенетрант за површинске недостатке, ултразвучно испитивање за унутрашње дефекте и радиографију за фрикционе заваре.

Титанијумске нити се лако жуљају. Наменски облици навоја, површински третмани и једињења против-загризања су нормална пракса, а вредности обртног момента за допуну-морају се узимати од добављача спојева, а не од челичних столова.

Електрично изолујте контакте челика-на-титанијума у ​​сервису хлорида и контролишете садржај кисеоника у муљу; галвански пар убрзава напад на страни челика, а не на страни титанијума.

Пратите замор према кумулативним сатима ротације и озбиљности клизања као код челика, али почните од података о титанијуму С-Н. Криве замора челика се не преносе.

Уобичајене заблуде

Титанијум је нераскидив.Осетљив је на зарезе. Оштри корени навоја, удубљења и дефекти завара концентришу напон теже него у челику, тако да је дисциплина руковања важнија, а не мање.

Титанијум је имун на корозију.Пасивни филм поквари или се заобиђе у безводном метанолу, сувом хлору и неким окружењима са високо{0}температуром водоника. Садржај воде и температура морају бити специфицирани.

Титанијум је чвршћи од челика.Није; његов модул је око половине. Предност је флексибилност плус специфична снага, а не крутост.

Постојеће процедуре инспекције челика преносе се непромењене.Они не - методе засноване на магнету морају бити замењене.

ФАК

П: Која се легура користи за тело цеви од потпуно{0}}титанијумске бушаће цеви?
Већина дизајна користи цев Ти-6Ал-4В (Граде 5), јер њена минимална граница течења од 828 МПа према АСТМ Б348 даје највећу специфичну чврстоћу. Ти-3Ал-2.5В (Граде 9) се бира када су хладно обликовање, заварљивост и жилавост важнији од вршне чврстоће.

П: Зашто је заваривање трењем пожељније у односу на фузионо заваривање за титанијумске бушаће цеви?
Заваривање трењем је процес у чврстом-агрегатном стању, тако да се метал никада не топи. То избегава сакупљање кисеоника и азота и грубу ливену структуру коју заваривање фузијом производи у титанијуму, и даје уску везу налик ковачници која се може прегледати радиографијом.

П: Шта значи хладна монтажа у споју алата од титанијума?
То значи да се спој прави притискањем отвора за{0}}причвршћивање на крај цеви при контролисаном оптерећењу, тако да ниједан термички циклус не мења микроструктуру споја. Дебљина зида на споју се повећава претходним наношењем како би се напрезања одржала у границама пројектованог.

П: Да ли титанијумска бушаћа цев елиминише проблеме са корозијом?
Уклања опште губитке који челик трпи у газираном хлоридном муљу, али не уклања галванску корозију суседних челичних делова или ризик од водоничне кртости и пуцања у вези са метанолом{0}}. Оба морају бити процењена за одређени бунар.

П: Како се титанијумска бушаћа цев прегледава на терену?
Течни пенетрант за површинске дефекте, ултразвучно испитивање унутрашњих дисконтинуитета и дебљине зида, радиографија фрикционих завара и провера димензија навоја и поремећене геометрије. Магнетне методе се не могу користити јер титанијум није феромагнет.

П: Да ли се титанијумска бушаћа цев може користити у истој бушотини као челична бушаћа цев?
Да, али тачка промене мора бити пројектована за галвански пар. Електричне изолационе подлоге или изолациони премази се користе на интерфејсима челика-на-титанијум, а систем блата се надгледа тако да челична страна задржи своју заштиту од корозије.