Nur wenige Materialien können dem hohen Druck, den extremen Temperaturen, den aggressiven Chemikalien und der rauen Handhabung der Ausrüstung in der Öl- und Gasindustrie standhalten. Drake Plastics hat sich auf technische Hochleistungskunststoffe spezialisiert, die diesen Herausforderungen gewachsen sind. Sie alle haben sich in der Praxis bewährt, um Ausfallzeiten zu reduzieren, die Lebensdauer zu verlängern und die Zuverlässigkeit unter den anspruchsvollsten Bedingungen im Öl- und Gasgeschäft zu verbessern.
Das vielseitige Materialportfolio von Drake umfasst eine Reihe von Victrex® und KetaSpire® PEEK, Hochtemperatur-PEEK XT, Victrex HT PEK, Torlon PAI, Ryton® R-4 PPS, Ultem™ PEI und AvaSpire® PAEK Typen. Wir verarbeiten diese außergewöhnlichen Materialien zu extrudierten, maschinell bearbeiteten Halbzeugen, präzisen CNC-gefertigten Teilen und spritzgegossenen Teilen und Komponenten, die in Explorations-, Erkundungs-, Bohr-, Workover- und Produktionsausrüstungen sowie in Pumpen, Ventilen und Kompressorkomponenten für den Mid-Stream-Einsatz verwendet werden.
Jeder dieser Hochleistungsthermoplaste bietet einzigartige Kombinationen aus struktureller Steifigkeit bei hohen Temperaturen, Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturextremen, elektrischen und thermischen Isolationseigenschaften und Beständigkeit gegen Reibungsverschleiß, Korrosion und chemische Angriffe. Die verschiedenen Eigenschaftskombinationen, die in diesem Materialportfolio verfügbar sind, bieten Ingenieuren solide Optionen für eine zuverlässige Leistung, die auf die Betriebsumgebung der jeweiligen Anwendung abgestimmt ist.
Als schmelzverarbeitbare Thermoplaste können die Hochleistungswerkstoffe von Drake spritzgegossen und in maschinell bearbeitbare Halbzeuge extrudiert werden. Diese Vielseitigkeit in der Produktion ermöglicht praktisch unbegrenzte Konfigurationen von spritzgegossenen und spanend bearbeiteten Teilen für Öl- und Gasanwendungen.
Öl- und Gasanwendungen in Hochleistungsmaterialien von Drake
In über zwei Jahrzehnten der Zusammenarbeit mit Ingenieuren bei der Entwicklung und Herstellung von Komponenten für Explorations-, Protokollierungs-, Bohr-, Workover-, Produktions- und Verteilungsanlagen hat das Anwendungsentwicklungsteam von Drake eine beeindruckende Liste von Erfolgen wie diesen zusammengestellt:
- ESP-Anschlüsse und Isolatoren aus PEEK, glasfaserverstärktem PEEK, Hochtemperatur-PEEK XT und Victrex HT PEK bieten die elektrische Hochspannungsisolierung, die in den anspruchsvollen Umgebungen, in denen elektrische Tauchpumpen arbeiten müssen, erforderlich ist. Drake bietet porositätsfreie Steckverbinder mit umspritzten oder eingepressten Stiften und Einsätzen aus Berylliumkupfer.
- Frac-Kugeln: Torlon PAI setzt die Messlatte für die Leistungsfähigkeit der Drake Frac- und Aktivierungskugeln hoch an. Im Vergleich zu anderen thermoplastischen Materialien bieten sie eine beeindruckende Kriechfestigkeit, Druckfestigkeit und Zähigkeit.
- Extrem belastbare Frac Balls: Für ultimative Stärke und Zuverlässigkeit bietet Drake Cannonball® Frac Balls aus Verbundwerkstoff an. Sie sind aus einem ultrahochfesten Verbundwerkstoff gefertigt, der einem Druck von bis zu 10 KSI bei einer Sitzüberdeckung von nur 2% standhält und 60-Zonen-Systeme ermöglicht. Cannonball Frac Balls werden mit einer präzisen Toleranz von +/- 0,0015″ (0,038 mm) bearbeitet, von Kugel zu Kugel und von Charge zu Charge.
- Frac- und Aktivierungskugeln für besondere Anforderungen: Drake bietet auch andere Hochleistungsthermoplaste wie KetaSpire und Victrex PEEK, Ultem PEI oder auflösbares PGA als maschinell bearbeitete Kugeln an, um spezifische Betriebsbedingungen und Anforderungen im Bohrloch zu erfüllen.
- Dichtungen und Stützringe aus 30% glasfaser- und kohlefaserverstärktem PEEK haben die nötige Festigkeit, um zu verhindern, dass die Elastomere unter Druck extrudieren.
- Isolatoren und Chassis für Erfassungsgeräte aus glasfaserverstärktem KetaSpire KT820 GF30 PEEK bieten die Festigkeit, Dimensionsstabilität und Temperatur-, elektrische und chemische Beständigkeit, die in modernen Erfassungsgeräten benötigt werden.
- Steckverbinderkörper bestehen aus PEEK, Victrex HT PEK und Hochtemperatur-PEEK, um leitende Stifte zu isolieren und in elektrischen Anwendungen, einschließlich in Unterwassergeräten, zuverlässig zu funktionieren.
- Die von Drake speziell angefertigten Saugrutenführungen und Blazer sind für spezielle Probleme im Feld oder in Bohrlöchern wie chemische Angriffe, kurze Lebensdauer oder Abnutzung des Gehäuses geeignet. Das Material wird nach den spezifischen Anforderungen des Brunnens oder des Feldes ausgewählt. Kontaktieren Sie Drake für weitere Informationen.
- HTHP-Zementklappen aus 30% glasfaserverstärktem Torlon 5030 PAI haben die Festigkeit von Aluminium, sind aber leicht zu bohren.
- Poppets und Hubknöpfe für Kolbenkompressoranwendungen erhalten durch kohlenstoffverstärktes PEEK eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit.
- Laternenringe und Bohrlochisolatoren aus 40% glasfaserverstärktem Ryton R-4 haben die für eine langfristige Leistung erforderliche Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit und Festigkeit.
- Aktivierungssitze: Torlon 4203 Kugelsitze ermöglichen es, dass Geräte wie Bohrlocherweiterungswerkzeuge auf einem einzigen Kugelsitz eingesetzt, aktiviert und zurückgezogen werden können. Der Sitz gibt ausreichend nach, damit eine Kugel das Werkzeug aktivieren kann, bevor sie den Sitz durchquert, ohne dass der Sitz reißt oder dauerhaft verformt wird. Dadurch ist er für nachfolgende Stimulationen mit sehr ähnlichem Druck wie bei früheren Aktivierungen bereit.
PEEK: Solide physikalische Eigenschaften, außergewöhnliche Chemikalien- und Hydrolysebeständigkeit
Die vielseitigen Hochleistungspolymere von Drake bieten verschiedene Eigenschaftskombinationen, die effektiv mit den Endnutzungsbedingungen und Leistungsanforderungen einer Vielzahl von Ausrüstungsanwendungen in der Öl- und Gasindustrie zusammenspielen.
Während Torlon PAI im Vergleich zu allen anderen schmelzverarbeitbaren Thermoplasten eine einzigartig hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen bietet, zeichnet sich PEEK durch eine solide Ausgewogenheit der allgemeinen physikalischen Eigenschaften sowie eine Chemikalien- und Hydrolysebeständigkeit aus, die die Fähigkeiten der meisten Polymere übertrifft. Mehrere PEEK-Formulierungen mit unterschiedlichen Eigenschaftsprofilen wurden von Victrex plc unter der Marke Victrex® PEEK und von Solvay unter der Marke KetaSpire® entwickelt. PEEK Markenname. Ungefüllte, hochfeste und verschleißfeste Typen sind bei Drake in der größten Auswahl an Mil-P-konformen extrudierten Halbzeugen (derzeit bis zu 10″ Stab) sowie spritzgegossenen und präzisionsbearbeiteten Teilen erhältlich.
Typische PEEK-Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie ähneln denen von Torlon PAI und umfassen Dichtungen, Ventilsitze, Gehäuse für elektrische Geräte bei der Ölförderung. Unter den verschiedenen PEEK-Typen befinden sich Formulierungen mit erhöhter Festigkeit und verbesserten Lager- und Verschleißeigenschaften in Verbindung mit der dem Hochleistungsthermoplast innewohnenden Beständigkeit gegen Chemikalien und Hydrolyse. Die wachsende Liste von Anwendungen in schwierigen Betriebsumgebungen bestätigt die Zuverlässigkeit und Anerkennung, die PEEK in all seinen vielseitigen Formen in der Öl- und Gasindustrie erworben hat.
PEEK-Konformität: NORSOK M-710 und ISO 23936
Die Normen NORSOK M-710 UND ISO 23936 wurden für die weltweite Öl- und Gasindustrie entwickelt, um sicherzustellen, dass die nichtmetallischen Werkstoffe, die als starre Stützringe für Elastomerdichtungen verwendet werden, ihre physikalischen Eigenschaften und ihre Dichtungsfunktion während der vorgesehenen Lebensdauer dieser kritischen Komponenten zuverlässig beibehalten.
Solvay und Victrex PLC liefern die PEEK Kunststoffe, die in den Drake PEEK Halbzeugen verwendet werden, aus denen die Dichtungsstützringe hergestellt werden. Victrex® PEEK-Typen, einschließlich PEEK 450G, und die KetaSpire® PEEK-Formulierungen von Solvay, einschließlich KetaSpire KT-820 NT und das mit 30% Kohlefasern verstärkte KetaSpire KT-820 CF30, sind nach NORSOK M-710 und ISO 23936 für den Einsatz im Bohrloch bei Sauergas und Dampf qualifiziert.
Beibehaltung der Festigkeit bis 300°F (150°C)
Mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) von ca. 150°C (302°F) erfüllt PEEK mit seiner Festigkeit bei extremen Temperaturen die Leistungsanforderungen für viele Anwendungen in der Bohrtechnik. Darüber hinaus zeigt die Schmelztemperatur von 340°C (644°F), dass PEEK je nach Anwendungsvariablen, wie z.B. dem Grad der physischen Belastung, eine Leistung oberhalb seiner Tg erbringen kann.
Mit Glas- und Kohlefasern verstärkte PEEK-Typen erhöhen die strukturelle Festigkeit des Ultrahochleistungsthermoplasts für Komponenten von Öl- und Gasanlagen. Drake bietet halbfertige Werkzeuge und spanend bearbeitete und spritzgegossene Teile in mehreren dieser höherfesten Varianten an. Dazu gehören Victrex 450 CA30 und KetaSpire KT 820 CF30 von Solvay mit 30 % Kohlefasern sowie KetaSpire KT 820 GF30 mit 30 % Glasfasern.
Chemikalien- und Hydrolysebeständigkeit für langfristige Verlässlichkeit
Hervorragende Widerstandsfähigkeit gegen den Abbau aggressiver Chemikalien steht ganz oben auf der Liste der PEEK-Vorteile für Komponenten in Verbindung mit Protokollierungs-, Bohr-, Produktions- und Transferausrüstung.
PEEK zeichnet sich auch durch seine Widerstandsfähigkeit gegenüber langfristiger Einwirkung von nassen Umgebungen, einschließlich heißem Wasser und Dampf, aus, was für viele Öl- und Gasanwendungen von großer Bedeutung ist.
Bei Offshore-Bohrungen ist die ständige Einwirkung von Salzwasser ein weiterer schädlicher Faktor in einer ohnehin schon korrosiven Bohrumgebung. Holzfäller- und Bohrausrüstung kann sich auch über große Entfernungen und unter Wasser erstrecken, was Reparaturen und Ersatz zu einem großen Problem macht. Die Widerstandsfähigkeit von PEEK gegen Hydrolyse und chemische Angriffe machte es zu einem starken Material der Wahl für äußerst zuverlässige Komponenten für Geräte, die in dieser schwierigen Umgebung eingesetzt werden.
Außergewöhnliche Verschleißfestigkeit bei dynamisch tragenden und reibenden Anwendungen
Als teilkristallines Polymer ist PEEK von Natur aus resistent gegen abrasiven Verschleiß. Dies hat zu zahlreichen Spezifikationen für das Ultra-Hochleistungspolymer in Lagern, Buchsen, Anlaufscheiben und Gleitkomponenten geführt.
Eine PEEK-Formulierung mit PTFE, Graphit und Kohlefasern erweitert die Leistung des Standardtyps und bietet eine verbesserte Verschleißfestigkeit für Komponenten von Öl- und Gasanlagen, die einer höheren Reibung und Belastung standhalten müssen. Victrex 450 FC30 mit der Bezeichnung „10-10-10“. PEEK stellt Drake Halbzeuge sowie präzisionsgefertigte und spritzgegossene Teile aus diesem für Lager und Verschleiß geeigneten Thermoplast für Anwendungen her, die stärkeren dynamischen Belastungen ausgesetzt sind.
Hochtemperatur-PEEK XT erweitert den Anwendungsbereich
Das kürzlich in das Produktportfolio von Drake aufgenommene Hochtemperatur-PEEK XT ergänzt die chemische und Hydrolysebeständigkeit von Standard-PEEK um verbesserte thermische, mechanische und elektrische Eigenschaften. Diese neue Entwicklung des Kunststoffs von Solvay erweitert den Anwendungsbereich von PEEK auf Komponenten, die höheren Temperaturen ausgesetzt sind, als dies bei Standardtypen der Fall ist.
Solvay bietet unter der Marke KetaSpire® PEEK XT eine Reihe von schmelzverarbeitbaren ungefüllten und faserverstärkten Typen seines Hochtemperatur-PEEK an. Es weist eine Glasübergangstemperatur von 338° F (170° C) auf, was 36° F (20°C) höher ist als bei Standard-PEEK. Die mit Glasfasern und Kohlefasern verstärkten Hochtemperatur-PEEK-Typen bieten im Vergleich zu den unverstärkten Hochtemperatur-PEEK-Typen ein höheres Maß an struktureller Festigkeit, von der Steckverbinder und andere Öl- und Gasanwendungen profitieren können.
Drake bietet spritzgegossene Teile und kann extrudierte Stäbe, Platten und präzisionsbearbeitete Komponenten aus ungefülltem KetaSpire® PEEK XT-920 NT sowie aus faserverstärkten Typen liefern.
Torlon® PAI: Unerreichte Festigkeit für Komponenten von Öl- und Gasanlagen
Maximale Festigkeit bei Temperaturextremen für strukturelle Integrität
An der 400°F (204°C)-Marke behält Torlon® PAI eine weitaus höhere Festigkeit bei, als andere schmelzverarbeitbare technische Thermoplaste bei Raumtemperatur aufweisen. Tatsächlich beginnt dieses Hochleistungspolymer erst bei 276°C (530°F), seiner Glasübergangstemperatur (Tg), weich zu werden. Selbst nach ständiger Einwirkung hoher Temperaturen behält es noch die nötige Festigkeit, um viele Anwendungen zuverlässig zu bedienen.
Torlon PAI verfügt außerdem über eine bemerkenswerte Schlagzähigkeit bei kryogenen Temperaturen, was seine Vorteile für Anwendungen, die bei der Exploration, beim Bohren, bei der Protokollierung und bei Workover-Operationen einem harten Einsatz ausgesetzt sind, noch verstärkt.
Mit Glas- und Kohlefasern verstärkte Torlon PAI-Formulierungen erhöhen die inhärent hohe Festigkeit des ungefüllten PAI-Typs und sind ideal für Anwendungen, die stärkeren physikalischen Belastungen ausgesetzt sind. Bei der Fertigstellung von Bohrlöchern wird beispielsweise das zu 30 % glasverstärkte Torlon 5030 PAI für starre, robuste, bohrbare Zementklappen verwendet.
Drake hat auch Torlon PAI Seamless Tube® in einer Vielzahl von OD/ID-Kombinationen entwickelt. Diese einzigartige, nahtlose, maschinell bearbeitbare Form ohne Schweiß- oder Stricklinien hat eine extrem hohe Ringfestigkeit unter Druck an den Innen- oder Außenwänden. Durch die Röhren-Konfiguration entfallen auch der Zeit- und Kostenaufwand für das Entkernen von Stäben zur Herstellung von röhrenförmigen und runden Teilen.
Korrosionsbeständigkeit für Ventile, Pumpen und andere Anwendungen im Bohrloch
Dimensionsstabilität und Isolationseigenschaften für elektrische Gerätekomponenten
Torlon PAI Lager- und Verschleißtypen für eine lange Lebensdauer bei dynamischer Belastung
Das hochfeste Ryton® R-4 PPS (Polyphenylensulfid) mit 40%iger Glasfaserverstärkung erfüllt zahlreiche Spezifikationen für Öl- und Gasausrüstungen für einen extrem steifen Thermoplast, der seine strukturelle Festigkeit bei Temperaturen von über 400°F (204°C) beibehalten kann. Das vielseitige Material enthält auch keine bekannten Lösungsmittel unter 392°F (200°C).
Die inhärenten dielektrischen Eigenschaften von Ryton PPS gehören ebenfalls zu den besten im Bereich der Ultra-Hochleistungspolymere. Dies ist ein Grund für die Auswahl des Materials für Steckverbinder und Isolatoren, die in Öl- und Gasmess- und Bohrausrüstungen verwendet werden.
Halbzeuge und spanend bearbeitete und spritzgegossene Teile aus Ryton R-4 PPS von Drake sorgen für strukturell starke und formstabile Bohrgestängeführungen und Komponenten von Zentrifugal- und Hubpumpen, die heißen, aggressiven Chemikalien ausgesetzt sind. Seine elektrischen und thermischen Isolationseigenschaften machen Ryton R-4 PPS auch zu einer häufigen Wahl für elektrische Anschlüsse und Isolatoren.
Um die Nachfrage der Kunden nach diesem vielseitigen Material für spanend bearbeitete Teile zu befriedigen, entwickelte das FE-Team von Drake die Technologie zur Extrusion von Ryton R-4 PPS mit gleichbleibend hoher Qualität in einer ganzen Reihe von Abmessungen für Stäbe und Platten. Kunststoffe werden mit jeder Lieferung von Drakes Ryton R-4 PPS Formen und Teilen geliefert, die jetzt für zahlreiche Produktions- und Prototypanforderungen verwendet werden.
PEK, PEKK und PEKEKK: Optionen für Hochtemperatur-Polyketone
Drake Plastics bietet auch extrudierte Halbzeuge auf Kundenwunsch sowie spritzgegossene Teile aus hochtemperaturbeständigen Polyetherketon-Polymeren mit den Bezeichnungen PEK, PEKK und PEKEKK an. Beide weisen thermische Eigenschaften auf, die mit denen von Hochtemperatur-PEEK XT vergleichbar sind. Das 2:1-Verhältnis von Ether (E) zu Keton (K) in KetaSpire XT, einem echten PEEK-Polymer, verschafft ihm jedoch einen Vorteil bei der chemischen Beständigkeit.
Ein gängiger Anwendungsbereich für diese höher temperaturbeständigen Polymere sind Isolierungen in Bohrlochanschlüssen, wie z.B. in ESPs oder elektrischen Tauchpumpen, die in Bohrlochumgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck eingesetzt werden. Ihre Festigkeit und Steifigkeit bei höheren Temperaturen verhindert eine Verformung durch hydrostatischen Druck in dünnwandigen Schottwanddichtungskomponenten.
Ultem PEI (Polyetherimid) kombiniert beeindruckende elektrische Eigenschaften, Festigkeit und Flexibilität mit Beständigkeit gegen Säuren und Kohlenwasserstoffe und hervorragender hydrolytischer Stabilität. Seine thermischen Eigenschaften umfassen eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 419°F / 215°C.
Da es sich um einen amorphen Thermoplasten handelt, wird er für strukturelle und elektrische Anwendungen spezifiziert und nicht für Lager- und Verschleißkomponenten, die von Drakes Produktpalette kristalliner und teilkristalliner Hochleistungspolymere bedient werden.
Drake Plastics bietet nicht nur Stäbe und Platten aus verschiedenen Ultem PEI-Güten auf Kundenwunsch an, sondern extrudiert auch Ultem 2300 Seamless Tube® aus hochfestem, mit 30% Glas verstärktem PEI. Die einzigartige nahtlose Konfiguration, die in zahlreichen OD/ID-Kombinationen ab Lager lieferbar ist, bietet eine überragende Festigkeit und Stabilität in Umfangsrichtung unter hohem internen oder externen Druck.
Ultem 2300 PEI Seamless Tube® eliminiert auch die überflüssige Bearbeitungszeit und den Materialverlust, die mit dem Ausbohren der Stangenmitte für Komponenten der Öl- und Gasindustrie wie Isolatoren, Buchsen und Druckscheiben mit kreisförmiger Konfiguration verbunden sind.
