În dezvoltarea câmpurilor petroliere, pompele, ca echipamente cheie pentru transportul fluidelor, se confruntă cu condiții complexe de funcționare, cum ar fi temperaturi ridicate, presiune ridicată, coroziune și abraziunea nisipului. Proprietățile materialului determină în mod direct fiabilitatea și durata de viață a echipamentului. Prin urmare, selecția rațională a materialelor este crucială pentru îmbunătățirea stabilității operaționale a pompei și a eficienței economice.
Materialele comune pentru corpurile pompelor și componentele de curgere includ oțel carbon, oțel inoxidabil, oțel aliat și materiale compozite ne-metalice. Oțelul carbon, datorită costului său scăzut și prelucrabilității bune, a fost utilizat pe scară largă în transportul timpuriu cu apă curată la presiune joasă-. Cu toate acestea, este predispus la coroziune electrochimică în mediile care conțin hidrogen sulfurat, dioxid de carbon sau saramură, necesitând protecție de acoperire sau căptușeală. Oțelul inoxidabil excelează în rezistența la coroziune, în special oțelurile inoxidabile austenitice (cum ar fi 304 și 316L), care funcționează excelent în medii cu acid slab, alcali slab și apă de mare. Cu toate acestea, rezistența sa la coroziune prin pitting ion de clorură este limitată, necesitând o selecție atentă în condiții de clorură ridicată.
Pentru mediile care conțin nisip-și foarte abrazive, sunt preferate aliajele-rezistente la uzură, cum ar fi fonta cu-crom și fonta tare cu nichel-. Aceste materiale posedă duritate ridicată și rezistență puternică la eroziune, rezistând eficient la impactul și uzura particulelor solide pe rotoare și carcasa pompelor. Cu toate acestea, au o duritate relativ scăzută, sunt dificil de prelucrat și sunt mai scumpe decât oțelul obișnuit. În medii cu coroziune și abraziune puternică, oțelul inoxidabil duplex, oțelul inoxidabil super austenitic sau aliajele pe bază de nichel-(cum ar fi Hastelloy) pot echilibra rezistența la coroziune cu un anumit grad de rezistență la uzură. Deși sunt mai scumpe, pot prelungi semnificativ ciclurile de întreținere și sunt potrivite pentru puțuri critice sau pentru transportul fluidelor de-înaltă valoare.
În ultimii ani, materialele compozite ne-metalice au intrat treptat în domeniul pompelor pentru zăcămintele petroliere, cum ar fi polimerii armați cu fibră de carbon și acoperirile compozite cu matrice ceramică. Aceste materiale au o densitate scăzută și o rezistență puternică la coroziune, oferind avantaje în ceea ce privește designul ușor și cerințele speciale de protecție împotriva coroziunii. Cu toate acestea, limitate de rezistența la presiune și de temperatura nominală, acestea sunt utilizate mai ales în componente auxiliare sau în condiții specifice de funcționare.
Selectarea materialului necesită o evaluare completă a compoziției, temperaturii, presiunii, conținutului de nisip și factorilor economici. De exemplu, oțelul aliat-rezistent la sulf este preferat pentru transportul țițeiului care conține hidrogen sulfurat; apa produsă de-nisip ridicat necesită un accent pe fontă rezistentă la uzură- sau suprapunere din aliaj dur. Prin potrivirea științifică a materialelor și a condițiilor de operare, nu numai că poate fi redusă rata de eșec, dar și costul total al ciclului de viață poate fi optimizat, oferind o garanție solidă pentru dezvoltarea eficientă și sigură a câmpurilor petroliere.