第12章钻探和矿井维护设备
12.1总则
金属材料使用于暴露在酸性环境下的 钻探和矿井维护设备必须满足本章条件,其 制造要符合第5章,除非另有说明。
12.2钻探和矿井保维护环境的控制
12.2.1 在钻探和矿井维护操作中的工作应 力,通常要求材料的硬度比在第3章中对碳 钢和低合金钢的允许值更大。当这些材料用 于钻探作业或在酸性环境下工作时,避免 SSC/SCC 的首要手段是控制钻探或矿井维 护的环境,当工作应力和材料硬度增加时, 钻探流体的控制就非常重要。
12.2.2 钻探环境的控制是通过维护钻井泥 浆的静压头和流体密度而使地层流体的流量 最小或者是使用下面的一条或者几条:
(1)保持PH 值不小于10从而中和地层中的 H₂S;
(2)使用硫化物净化剂;(3)采用连续相的 钻井泥浆。
12.2.3 当钻杆用铝做的时候,钻井泥浆的 PH 值不应超过10.5以避免加速因腐蚀引起 的质量损失。
12.3钻探设备
12.3.1 钻 杆
12.3.1.1 钻管,钻具接头,钻环和其他的管 状组件。
12.3.1.1.1 如果钻探环境是受控的(见12.2) 列出的符合API 规范的附录D 中的表D2 钢 管部件是可以使用的。为了达到最 佳的抗 SSC/SCC 能力,对于最小屈服应力大于 660MPa(95ksi) 的钢制件应进行淬火+回的热处理。
12.3.1.2 钻管和钻具接头的焊接
12.3.1.2.1 焊缝和热影响区必须进行热处 理:先奥氏体化,冷却到最小转变温度以下, 在593℃(1100下)以上温度回火。
12.3.1.3 表面硬化
12.3.1.3.1 管状钻探元件的表面硬化处理仅 用于那些截面积增加,工作应力减少的部 分。这些表面硬化处理无需热处理。
12.3.2.钻头
12.3.3.1 钻头不在本标准规定范围。
12.3.3 其他的钻探部件
12.3.3.1 其他的钻探部件(抽泥泵,转环, 主动钻杆等等)使用的材料要符合第3章至第8章。这些部件中同酸性钻液隔离或者暴 露于控制钻液环境(见12.2.2)的零件不在 本标准规定范围。
12.4 防喷器 (BOP)
12.4.1 防喷器的阀体和零件(除撞杆和撞杆 剪切刀片外)应符合第3章至第8章的要求。
12.4.2 防喷器的剪切刀片
12.4.2.1 撞杆剪切刀片要求采用高强度和高 硬度的钢材制造,以使在紧急情况下,可以 剪断钻杆。但是这些材料对 SSC/SCC 有很 高的敏感性。
12.4.3 撞杆
12.4.3.1 符合第3章至第8章的低合金钢, 允许用来制造撞杆,铬-钼等级(及其改良 型)的低合金钢,在淬火+回火状态下,硬 度不超过26HRC 时,允许用来制造撞杆。 这些合金的硬度大于22HRC 时,要特别注 意其化学成分和热处理要求,以确保其抗 SSC 能力。应进行 SSC 测试,以确认其与 那些在酸性环境下,可以满意使用的材料, 有相当的抗 SSC 性能。
12.5 节流歧管,节流阀,抑制管线
12.5.1 歧节流管,节流阀,抑制管线应遵守 第3章至第8章要求。
12.6 钻杆测试
12.6.1 钻杆测试通常不在受控制的钻探环 境中操作。钻杆测试材料应遵守从第3章至 第10章,以及12.2.1节的要求。
12.6.2 可以使用列举在附录D 中的表D2 里 面的材料,但是在操作程序中,要考虑到1.4 节所列举的各种因素,如缓蚀剂的使用,进 口端限制、时间限制、压力限制、冶金学或
设计参数等。这种操作程序是不在本标准的 范围之内的(参看API RP7G.)
12.7 地层测试工具
12.7.1 地层测试工具所用材料应遵守第3章 至第10章和12.2.1节的要求。
12.8 浮动钻探操作 ·
12.8.1 防喷器 (BOP)
12.8.1.1 防喷器应遵守12.4节的要求。
12.8.2 钻探冒口系统
12.8.2.1 如果酸性地层流体在海底防喷器处 通过节流阀和抑制管线分流,则钻探立管, 整流片的竖端连接,丝锥接套或者皮线接 缝,和伸缩接缝不在本标准规定范围。尽管 如此,如果冒口系统暴露于酸性环境则材料 使用要符合第3章至第8章和表D1的要求。
12.8.3 节流阀和抑制管线
12.8.3.1 节流阀和抑制管线和歧管的材料应 遵守第3至8章要求。
12.9 钻井维护设备
12.9.1 流体采样器皿
12.9.1.1 加压至生产环境压力的器皿要符合 本标准要求。
12.9.2 井底维护工具
12.9.2 井底维护工具是不包含在本标准范 围之内的。使用者必须确保它的材料的使用 受限在预先工作环境下。
12.9.3绳索
12.9.3.1 井口维护中使用的绳索,在可能接 触到酸性流体时,应该遵守10.1节的条件或 者可适用12.3。仅暴露在受控钻液环境下的 绳索在本标准的规定范围。
12.9.4 防喷器
12.9.4.1 防喷器应遵守12.4节的要求。
12.9.5 节流器和抑制管线
12.9.5.1 节流器、抑制管线和歧管应符合第3 章至第9章的要求。
12.9.6 生产测试设备
12.9.6.1 生产测试设备应遵守第3章至第8 章要求。
12.9.7钢丝绳润滑装置
12.9.7.1 钢丝绳润滑器和辅助设备应遵守第 3章至第8章和附录D 中 表D1 要求。