به عنوان تجهیزات ضروری در پروژههای حفاری مدرن، عملکرد و دوام دکلهای حفاری با گردش معکوس گاز{0}}تا حد زیادی به مواد اولیه مورد استفاده بستگی دارد. این مواد باید الزامات متعددی از جمله استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش و وزن سبک را برآورده کنند تا از عملکرد پایدار در محیط های پیچیده زمین شناسی اطمینان حاصل کنند.
اجزای کلیدی دکل های حفاری، مانند لوله حفاری، مته و خطوط لوله گاز، معمولاً از فولاد آلیاژی- با استحکام بالا ساخته می شوند. این نوع فولاد دارای استحکام کششی و مقاومت ضربه ای عالی است که می تواند در برابر گشتاور قابل توجه و بارهای محوری تولید شده در حین حفاری مقاومت کند. به عنوان مثال، لوله مته اغلب از فولادهای ساختاری آلیاژی مانند 40Cr یا 35CrMo ساخته می شود. پس از عملیات حرارتی خاموش کردن و تمپر کردن، خواص مکانیکی کلی آنها به طور قابل توجهی افزایش می یابد و به طور موثر عمر مفید آنها را افزایش می دهد.
متهها اغلب از کاربید سیمانی یا فولاد مقاوم{0}}که با ذرات الماس منبت کاری شدهاند، ساخته میشوند تا با سنگهایی با سختی متفاوت مقابله کنند. متههای کاربید سختی بالا و پایداری حرارتی عالی را ارائه میدهند، لبه تیز را در محیطهای-در دمای بالا و فشار{3} بالا حفظ میکنند و راندمان حفاری را بهبود میبخشند. برخی از پایههای متهها از موادی مانند 42CrMo یا 20CrMnTi استفاده میکنند که برای مقاومت در برابر سایش از طریق کوئنچ سطح یا کربوریزاسیون افزایش یافته است.
خطوط لوله گاز و بدنه سیستم های گردش معکوس بالابر گاز معمولاً از آلیاژ آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ ساخته می شوند. خطوط لوله آلیاژ آلومینیوم سبک وزن و مقاوم در برابر خوردگی هستند و برای انتقال گاز از فواصل طولانی مناسب هستند. با این حال، روکش های فولادی ضد زنگ به دلیل مقاومت عالی در برابر اسید و قلیایی و مقاومت در برابر خوردگی، به طور گسترده در حفاری سازندهای دریایی و اسیدی استفاده می شود. علاوه بر این، اجزای آسیبپذیر مانند مهر و موم و یاتاقانها اغلب از کامپوزیتهای پلیمری یا لاستیکهای ویژه ساخته میشوند تا از مهر و موم محکم و عملکرد روان اطمینان حاصل شود.
به طور خلاصه، انتخاب مواد برای دکل های حفاری با گردش معکوس بالابر گاز مستلزم در نظر گرفتن جامع خواص مکانیکی، سازگاری محیطی و کارایی اقتصادی است. با بهینه سازی ترکیب مواد می توان به عملیات کارآمد و قابل اعتماد دست یافت.
