Статья: Исследование сталей, применяемых в буровых долотах диаметром до 150,0 мм

Таблица 9 Марки сталей, используемых в зарубежных долотах диаметром более 215,9 мм

Примечание: * Знаком ~ показано, что состав практически совпадает с приведенной маркой (отклонение по одному-двум элементам - не более 0,05%). Заметные отклонения отражены в таблице текстом. Знаком / показана принадлежность химического состава стали сразу двум маркам.

Из табл. 7 видно, что для всех фрезерованных шарошек была использована сталь 4817Н в сочетании с лапами, сделанными из стали 8620Н/8720Н, для штыревых шарошек - сталь ЕХ 55 с лапами из безникелевой стали 4119 (Рид) либо сталь Е9314/9315 (Вилио, США) с лапами из 8620Н/8720Н или 4817Н (США).

Для сравнения был проведен аналогичный анализ для шарошек и лап долот большего диаметра (табл. 9).

Из табл. 9 видно, что для фрезерованных шарошек более крупных долот (диаметром от 215 до 311 мм) наряду со сталью 4817Н (Хьюз, Варел) используют сталь ЕХ 30 (Дрессер) и сталь 8720Н с повышенным Ni (Бидиа, Индия) в сочетании с лапами из стали 8720Н (Бидиа, Индия) либо более прочной стали ЕХ 30 (Дрессер, Хьюз). Для штыревых шарошек в основном используют стали типа 93хх: 9310Н/9313 и 9310Н/9314 (Смит), 9313 (Смит, Сандвик, Варел), Е9314 (Смит), Е9315 (Секьюрити), Е9315 и Е9315 с повышенным никелем (Дрессер), Е9315 с высоким молибденом и пониженным никелем (Сандвик). При этом для лап применяют стали 8720Н/8620Н (Варел, Хьюз, Сандвик, Смит, Секьюрити), либо 4817Н (Смит) или ЕХ30 (Дрессер, Секьюрити). Кроме того, в штыревых шарошках используют сталь 4817Н (Китай) или 4817Н с завышенным марганцем или одновременно марганцем и молибденом (Хьюз) с лапой из ЕХ 30.

У долота диаметром 444,5 мм фирма Рид для фрезерованной шарошки использовала сталь ЕХ 30, а для лапы - безникелевую сталь 4119.

Таким образом, наряду с традиционными марками долотных сталей из групп 93хх, 86/87хх и 48хх в зарубежных буровых долотах малых и средних (215,9 мм) диаметров для штыревых шарошек применяют сталь ЕХ 55, а в долотах средних и больших диаметров (444,5мм) для фрезерованных шарошек и лап используют сталь ЕХ 30.

Заключение

1. Сталь типа 17ХГН2МА (аналог ЕХ55), характеризующаяся сверхвысокой прокаливаемостью и высоким сопротивлением ударному нагружению, может быть рекомендована для изготовления штыревых шарошек, требующих наибольшей прокаливаемости.

2. Сталь типа 15ХГНМА (аналог ЕХ30), характеризующаяся повышенными сопротивлением хрупкому разрушению и прокаливаемостью, может быть рекомендована для изготовления лап долот вместо стали 19ХГНМА и 15Н3МА и фрезерованных шарошек вместо стали 17Н3МА.

3. Стали типа 10ХН3МА или 14ХН3МА при содержании углерода на нижем уровне (аналоги 9310Н), характеризующиеся высоким сопротивлением ударному нагружению и повышенной прокаливаемостью, могут быть рекомендованы для изготовления малых шарошек, требующих повышенной прокаливаемости, вместо стали 17Н3МА.

Библиографический список

1. Амосов А.П., Ищук А.Г., Пугачева Т.М. Долотная сталь. - М.: Машиностроение, 2008. - 291 с.

2. Международный транслятор-справочник «Шарошечные долота» / Под ред. В.Я. Кершенбаума и А.В. Торгашова. (Международная инженерная энциклопедия. Серия "Нефтегазовая техника и технология"). - М.: АНО «Технонефтегаз», 2000. - 248 с.

3. Палий П.А., Корнеев К.Е. Буровые долота: Справочник. Изд. 3-е. - М.: Недра, 1971. - 446 с.

4. Scales S.R., Diesburg D.E. A new rock bit steel // Petrol. Int. (Ital), 1982. - 28. - №9. - P. 37-47.

5. Корнеев К.Е., Палий П.А. Буровые долота: Справочник. Изд. 2-е. - М.: Недра, 1965. - 496 с.

6. Annual Book of ASTM Standards, Parts. 1978. - 888 p.

7. ASTM Standard A 304-78 «Steel Parts, Alloy, Subject to End-Quench Hardenability Requirements».

8. ASTM Standard A 534-94 «Standard Specification for Carburizing Steel for Anti-Friction Bearings».

9. Бадовский Н.А. Технический прогресс в совершенствовании долот для бурения скважин // Нефт. х-во. - 1992. - №12. - С. 38-41.

Аннотация

Выполнен анализ химического состава, механических свойств и прокаливаемости сталей, применяемых при изготовлении шарошек и лап отечественных и зарубежных буровых долот диаметром до 150,0 мм. Проведена идентификация марок сталей лап и шарошек буровых долот, произведенных ведущими зарубежными фирмами. Даны рекомендации по применению аналогов зарубежных сталей для лап и шарошек отечественных буровых долот.

Ключевые слова: буровое долото, шарошка, лапа, долотная сталь, химические состав, прокаливаемость, механические свойства.