Pièces en carbure de tungstène pour l'industrie pétrolière et gazière et les outils pétroliers

Les équipements pétroliers et gaziers s'usent là où un fluide chargé de sable s'écoule rapidement au contact d'une arête dure : les pièces internes d'une duse, la bille et le siège d'une pompe de fond, les paliers d'un moteur à boue, les buses d'un trépan. Le carbure de tungstène est utilisé à ces points d'usure parce qu'il résiste à l'érosion et à l'abrasion bien mieux qu'un acier trempé, et qu'il est plus tenace que la plupart des céramiques techniques lorsque la pièce subit aussi des impacts.

Nous fournissons des pièces en carbure de tungstène pour outils de forage pétrolier fabriquées selon votre plan, en nuances à liant cobalt ou à liant nickel choisies pour les conditions du puits.

Où le carbure est utilisé et comment il se dégrade

Vannes de duse et régulation du débit

Les duses encaissent toute la perte de charge du puits. Les tiges, pointes d'aiguille, sièges, cages et buses de duse fixes sont fabriqués en carbure parce que le sable à grande vitesse coupe rapidement les pièces internes en acier. Les dommages typiques sont une érosion par lavage du trajet d'écoulement et un rainurage du bord de siège, ce qui modifie le débit pour lequel la duse a été réglée et affaiblit son obturation.

Pompes à tiges : billes et sièges de clapet

Les clapets fixe et mobile d'une pompe à tiges s'ouvrent et se ferment à chaque course. Les billes et sièges en carbure maintiennent une étanchéité serrée plus longtemps dans un fluide sablonneux, gazeux ou corrosif ; lorsqu'ils s'usent ou se piquent, le clapet fuit et la pompe perd en rendement. Les dimensions des billes et sièges pour pompes à tiges sont normalisées dans l'API Spec 11AX, si bien que la plupart des commandes sont spécifiées par taille et matériau.

Moteurs de fond et pompes submersibles : paliers et manchons

Les moteurs à boue et les pompes électriques submersibles (ESP) fonctionnent avec de la boue de forage ou du fluide de production comme lubrifiant, et ce fluide transporte des solides. Les manchons, paliers radiaux et douilles en carbure de tungstène pour l'industrie pétrolière et gazière résistent à l'usure abrasive qui détruit les matériaux de palier plus tendres et laisse les arbres se mettre à vibrer.

Buses de trépan

Les buses des trépans PDC et à molettes dirigent la boue à grande vitesse pour nettoyer les éléments de coupe et le fond du trou. Les buses en carbure conservent leur alésage et la forme de leur sortie face à l'érosion du jet de boue ; une buse usée modifie l'hydraulique du trépan.

Pompes et garnitures mécaniques en surface

Les pompes de transfert, d'injection et de pipeline utilisent des faces d'étanchéité, manchons d'arbre et douilles de gorge en carbure. Lorsque le fluide pompé transporte des solides abrasifs, les garnitures fonctionnent généralement face dure contre face dure — carbure contre carbure ou contre carbure de silicium — car les particules piégées entre les faces usent rapidement une face plus tendre.

Choisir la nuance : érosion, impact et corrosion

Érosion et abrasion — une teneur en liant plus faible et un grain plus fin confèrent une dureté plus élevée et une meilleure résistance à l'érosion par le sable. Ces nuances conviennent aux pièces internes de duse, aux buses de duse, aux buses et aux surfaces de palier.
Impact — les pièces frappées par des débris ou les unes contre les autres, comme une bille qui retombe sur son siège à chaque course ou des pièces internes de duse en écoulement à bouchons, nécessitent une ténacité accrue. Une teneur en liant plus élevée et un grain plus grossier échangent une partie de la résistance à l'usure contre la résistance à l'écaillage et à la fissuration.
Corrosion — dans l'eau de production et la saumure, en service acide avec H₂S, et dans les fluides contenant du CO₂ ou des acides, le liant cobalt peut être attaqué et les grains de carbure se déchaussent. Les nuances à liant nickel y résistent mieux et constituent le choix habituel pour les services corrosifs.

Nos nuances standard à liant cobalt et à liant nickel, avec teneur en liant, densité, dureté et résistance à la rupture par flexion, sont répertoriées sur notre page Nuances. Pour un devis, nous indiquons la nuance que nous proposons pour votre pièce et envoyons sa fiche technique.

Si votre spécification fait référence à une norme de service acide telle que NACE MR0175 / ISO 15156, dites-le-nous lorsque vous demandez un devis et nous confirmerons ce que couvre la documentation de la nuance proposée.

Pièces que nous fournissons pour le pétrole et le gaz

Sièges de vanne, billes et pièces internes — billes et sièges de vanne, buses de duse, tiges et composants internes
Douilles et manchons — paliers radiaux, manchons d'arbre et douilles pour outils de fond de trou et pompes
Buses — buses de trépan et buses pour flux abrasif
Bagues d'étanchéité et faces d'étanchéité — faces de garnitures mécaniques et contre-bagues pour pompes de surface

Pour un devis rapide, envoyez

Le plan, ou le numéro de pièce et la norme qu'il suit (par exemple une taille de bille et siège API 11AX)
Le service : teneur en fluide, sable ou solides si connue, pressions partielles de H₂S et CO₂ ou chlorures, température et pression différentielle
Le mode de défaillance de la pièce actuelle — érosion, écaillage, fissuration ou corrosion — et sa matière actuelle
La quantité, et les documents dont vous avez besoin avec l'expédition (par exemple un certificat EN 10204 3.1)

Envoyez votre plan

Questions des acheteurs

Dois-je choisir un liant cobalt ou un liant nickel pour les pièces de champ pétrolier ?

Choisissez en fonction de ce qui attaque la pièce. Lorsque le dommage est principalement dû à l'érosion par le sable dans un fluide doux, une nuance à liant cobalt offre la dureté la plus élevée. En service acide avec H₂S, dans les fluides contenant du CO₂, et dans les saumures lourdes, le liant cobalt peut être lessivé, et une nuance à liant nickel dure plus longtemps. Indiquez-nous le fluide et nous vous proposons la nuance.

Fournissez-vous des billes et sièges de vanne en carbure pour pompes à tiges ?

Oui. Les billes et sièges sont fabriqués à la taille que vous spécifiez, y compris les tailles de l'API Spec 11AX, en nuances à liant cobalt ou nickel. Si votre spécification d'achat exige des pièces avec monogramme API, dites-le-nous avant que nous établissions le devis.

Pouvez-vous fabriquer des pièces internes de duse et des buses de duse selon notre plan ?

Oui. Envoyez le plan avec la taille de l'alésage, les tolérances et l'état de surface, et indiquez-nous le service. L'érosion le long du trajet d'écoulement et l'impact sur le bord du siège sollicitent la nuance de manière différente, ce sont donc les conditions d'écoulement qui déterminent la nuance.

Pourquoi utiliser du carbure de tungstène au lieu d'acier trempé ou de céramique ?

Le carbure de tungstène est beaucoup plus dur que l'acier trempé, il résiste donc beaucoup plus longtemps à l'érosion par le sable, et il est plus tenace que la plupart des céramiques techniques, il est donc moins susceptible de s'écailler ou de se fissurer lorsque la pièce subit un impact ou un choc thermique.

Quels documents pouvez-vous fournir avec les pièces ?

Indiquez-le-nous dans votre demande. Un certificat de contrôle EN 10204 3.1 indiquant les valeurs mesurées pour votre lot est la demande habituelle ; les documents sont confirmés dans le devis, et la fiche technique de la nuance est envoyée avec celui-ci.