コバルト合金バルブケージ

油田開発の中期から後期にかけて、油井は砂分を多く含む原油を含む石英砂粒子に遭遇し、機器に衝撃を与えます。また、H₂SやCO₂などの腐食性媒体は部品を継続的に侵食します。ロッド型ポンプユニットの安定した運転は、原油生産量に直接影響を及ぼします。ポンプユニットバルブアセンブリの「中核」であるバルブケージの性能限界は、抽出効率を制約する重大なボトルネックとなっています。

従来のステンレス鋼または一般合金製のバルブケージは、過酷な坑井環境下で摩耗変形、腐食穿孔などの不具合を頻繁に発生させます。平均1～2ヶ月ごとに操業停止と交換が必要となり、操業コストの上昇だけでなく、生産ロスも深刻化しています。コバルト合金は、硬度、耐腐食性、耐高温性、耐衝撃性という4つの主要な利点を備えており、バルブケージ材料のアップグレードに最適な選択肢となっています。

複雑な坑井条件におけるコバルト合金バルブケージの適用上の利点

実際の油田作業では、さまざまな油井条件によって、バルブケージに異なる性能要求が課せられます。

高砂含有量井戸

砂含有量の多い油井では、原油に混入した砂粒子がバルブケージの内壁とボール接触面を継続的に摩耗させます。このような条件下では、従来のステンレス鋼製バルブケージでは、通常1～2ヶ月以内に壁面摩耗によるボールのオーバートラベルが発生し、密閉性が低下し、ポンプ効率が低下します。コバルト合金製バルブケージは、砂粒子の侵食に効果的に耐性があります。ある油田のフィールドデータによると、砂含有量が5%の油井では、コバルト合金製バルブケージの耐用年数は12ヶ月を超え、従来のステンレス鋼製ケージの6倍に相当します。これにより、砂含有量の多い油井における「頻繁なケージ交換」という悩みが完全に解消され、サッキングロッドポンプの継続的かつ安定した運転が保証されます。

非常に腐食性の高い条件

H₂SとCO₂を含む酸性油井では、モネル合金などの従来の耐食材料は単独の腐食剤には耐えることができます。しかし、「腐食＋摩耗」の複合効果により、表面保護膜は砂粒子によって容易に損傷し、腐食速度を加速させます。コバルト合金バルブケージのCr₂O₃不動態膜は緻密で安定しています。

コバルト合金製バルブケージの導入を検討する際、多くの油田企業は初期調達コストを懸念しています。コバルト合金製バルブケージの単価はステンレス鋼製バルブケージの約3～4倍です。しかし、ライフサイクルコストの観点から見ると、コバルト合金製バルブケージは油田のコストを大幅に削減し、効率を向上させることができ、非常に高い経済合理性を示しています。

まず、ポンプの点検周期が長くなるため、運用コストとメンテナンスコストが削減されます。従来のバルブケージは、平均1～2ヶ月ごとに交換のために運転を停止する必要があり、点検ごとに人件費と機器レンタル費が発生していました。コバルト合金製のバルブケージは耐用年数が長く、ポンプの年間点検頻度が低減し、大幅なコスト削減につながります。

コバルト合金バルブケージが油田設備の材質向上を推進

現在、世界の石油・ガス資源の採掘は、深井戸、超深井戸、そして複雑な岩相を持つ貯留層へと徐々に拡大しており、坑井条件はますます複雑化しています。従来の材料ではこれらの要求を満たすことが難しく、バルブケージなどのコア部品の材料アップグレードは避けられない流れとなっています。「将来の採掘シナリオに合わせてカスタマイズされた」高性能材料として、コバルト合金バルブケージは市場需要が急速に高まっています。

コバルト合金バルブケージを選択すると、ロッドポンプユニットに「耐久性のある心臓部」が装備され、より安定した、効率的で経済的な油田生産が保証されます。