Bohrausrüstung: neuer robuster Konnektor für zunehmend höhere Temperatur- und Druckumgebungen

Rampart Products entwickelt mit VICTREX™ PAEK-Polymer den HPHT-Konnektor der nächsten Generation, um Ausfallzeiten und Systemkosten zu verringern

Bohrausrüstung: neuer robuster Konnektor für zunehmend höhere Temperatur- und Druckumgebungen

Rampart Products entwickelt mit VICTREX™ PAEK-Polymer den HPHT-Konnektor der nächsten Generation, um Ausfallzeiten und Systemkosten zu verringern

Der US-amerikanische Spezialist für elektrische Steckverbindungen in der Öl- und Gasindustrie, Rampart Products, hat VICTREX HT™ Polymer für einen neuen KTK-Steckverbinder (Kintec*) spezifiziert. Er ermöglicht während des Bohrvorgangs unter HPHT-Bedingungen (hoher Druck und hohe Temperatur) eine effiziente und sichere Strom- und Datenübertragung. Die Zuverlässigkeit solcher mehrpoligen Steckverbindungen für die Bohrausrüstung ist entscheidend, um kostspielige Ausfallzeiten zu reduzieren. Über die Industriestandards hinaus wurden sowohl der Werkstoff als auch der Konnektor unter simulierten Realbedingungen getestet. Bei der Materialauswahl und der Umsetzung im Spritzgussprozess arbeiteten beide Unternehmen eng zusammen, sodass Rampart Products jetzt seinen ersten Steckverbinder mit VICTREX PAEK-Polymer auf den Markt bringen konnte.

Der fortschreitende Abbau der Erdölreserven zwingt die Industrie dazu, Öl an unkonventionellen Orten zu erschließen, an denen die Geräte und Bauteile höheren Temperaturen und Drücken sowie aggressiven, korrosiven Einflüssen ausgesetzt sein können. 

„Die Verwendung von Epoxidharz-Konnektoren stellt Kunden vor eine Reihe möglicher Probleme. Entsprechend haben wir uns auf leistungsstarke Materialien konzentriert, die in der Lage sind, mehrere Anforderungen zu erfüllen. Daher nutzen wir aufgrund seiner hochwertigen Eigenschaften und reproduzierbaren Verarbeitungsmerkmale nun erstmals ein Victrex-Material, VICTREX HT Polymer. Die Unterstützung von Victrex mit Material- und Verarbeitungs-Know-how während der Entwicklungsphase hat uns überzeugt. Wir wollen für zukünftige Anwendungen auch andere Victrex-Hochleistungspolymere in Betracht ziehen, um so gezielt Konnektoren mit den erforderlichen Leistungsmerkmalen auszustatten“, erläutert Ed Beshoory, Geschäftsführer von Rampart Products.

 
Wachsende technische Anforderungen
Der neue Steckverbinder sollte für Temperaturen von über 200 °C und Drücken von 1.380 bar (20.000 psi) ausgelegt sein, außerdem eine zuverlässige elektrische Verbindung ermöglichen und dabei teure Sensoren und Elektronik schützen. Zusätzliche Anforderungen waren Kompatibilität mit den in der Industrie verwendeten Standards für Steckverbindungen, längere Verbindungszyklen und effiziente Montage. Um die Zuverlässigkeit des mit dem Victrex-Material hergestellten Mehrpolsteckers zu beweisen, gewann Rampart Daten aus einem neuartigen Prüfkessel. In ihm kann die Leistungsfähigkeit unter Realbedingungen, also bei gleichzeitig hoher Temperatur und hohem Druck präzise getestet werden. Bei alternativen Prüfstrategien würden Konnektoren lediglich bei hoher Temperatur, gepaart mit minimalem Druck, oder aber bei hohem Druck bei Raumtemperatur getestet werden.

Tests, die über Standardprotokolle wie NORSOK und ISO hinausgehen, erfolgen auch bei Victrex. Auf diese Weise unterstützt das Unternehmen die Industrie dabei, besser zu verstehen, wie sich VICTREX PAEK-Materialien in rauen Umgebungen verhalten. „Wir testen Polymere regelmäßig über einen längeren Zeitraum als vorgegeben und auch unter simulierten Realbedingungen mit höheren Temperaturen und aggressiveren chemischen Umgebungen. Dies liefert bessere Vorhersagen darüber, wie sich der Thermoplast unter verschiedenen Bedingungen verhalten wird, und trägt zur Entwicklung zuverlässiger Anwendungen bei“, sagt Dr. Geoff Small, Energy Market Technology Manager bei Victrex. 

Ausfallzeiten und Systemkosten reduzieren
Im KTK-Steckverbinder-Markt wurde traditionell glasgefülltes Epoxidharz eingesetzt. Bei diesem Duroplast kann es jedoch zu Rissbildung und Absplittern kommen, die den Austausch des Steckverbinders erfordern. Rampart Products berichtete, dass der auf VICTREX HT basierende Verbinder mehr als die zweifache Schlagfestigkeit der Glas-Epoxidharz-Verbinder aufweist und infolge geringerer Rissbildung und geringerem Absplittern eine höhere Zuverlässigkeit in der Anwendung ermöglicht. Steckverbinder aus dem hochleistungsfähigen Thermoplast von Victrex sorgen für mehr Stabilität im Bohrprozess, da sie zuverlässige Energie- und Datenübertragung im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen ermöglichen. Außerdem können Vibrationen im Werkzeug Abrieb an Epoxidharz-Verbindern generieren, was elektrische Kurzschlüsse und kostspielige Ausfallzeiten nach sich ziehen kann.

Neben der Herausforderung, das richtige Material zu finden, ist die effiziente Fertigung ein weiterer entscheidender Nutzen für die Industrie. VICTREX HT Polymer ermöglicht dies, da es sich für die schnelle Fertigung im Spritzgieß-Verfahren eignet. „Bei der Verarbeitung seiner Materialien bietet Victrex fachmännische Unterstützung, so konnten wir die Entwicklungszeit verkürzen, um die Leistungsfähigkeit weiter zu erhöhen“, erklärt Ed Beshoory. Nach Einschätzung von Rampart kann die neue Linie der elektrischen Steckverbinder über den Markt der Ölbohrförderung hinaus in der Unterseeförderung und in medizintechnischen und militärischen Anwendungen eingesetzt werden.

Ausrüstungen für die Ölförderung, insbesondere MWD-Tensorsysteme (Measure While Drilling), erfordern in der Regel 7-14 KTK-Konnektoren. Die elektrischen Anschlüsse aus dem Victrex-Material können auch in LWD-Werkzeugen (Logging While Drilling) und Bohrloch-Akkupaketen verwendet werden.

VICTREX HT Polymere wurden entwickelt, um ausgezeichnete mechanische Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen, Drücken und in aggressiven Chemikalien aufrechtzuerhalten und insgesamt ein Leistungsprofil zu liefern, das über dem von VICTREX 450G™ PEEK-Polymer liegt, einem in der Industrie häufig verwendeten Hochleistungspolymer.

Weitere Informationen zu Rampart Products auf http://www.rampartproducts.com/
und zu Victrex-Lösungen für die Gas- und Erdölindustrie auf https://www.victrex.com/en/energy


* Das Split-Interface-Design wurde ursprünglich im Jahr 1992 von James Wagaman, Chief Engineer von Kintec Inc., entwickelt und für Tensor Inc hergestellt. – http://www.wetechnologies.com/products/hp-ht-downhole/
** PAEK, Polyaryletherketon, eine Familie von Hochleistungsthermoplasten, wie VICTREXTM PEEK
Weitere Informationen zu den in dieser Pressemitteilung genannten Leistungsmerkmalen sind auf Anfrage bei Victrex erhältlich.