तेल और गैस की खोज और विकास के दौरान, ड्रिलिंग उपकरण लंबे समय तक उच्च भार, मजबूत प्रभाव, टूट-फूट और जंग को सहन करते हैं। सामग्रियों का चुनाव सीधे उपकरण की विश्वसनीयता, जीवनकाल और परिचालन सुरक्षा को प्रभावित करता है। चूँकि ऑपरेटिंग वातावरण में गहरे, उच्च तापमान, उच्च दबाव वाले वातावरण, हाइड्रोजन सल्फाइड या कार्बन डाइऑक्साइड युक्त संक्षारक मीडिया और रेत और मिट्टी जैसे अपघर्षक ठोस पदार्थ शामिल होते हैं, इसलिए उपयुक्त सामग्री का चयन ड्रिलिंग उपकरण निर्माण और रखरखाव का एक मुख्य तकनीकी पहलू बन जाता है।
ड्रिलिंग उपकरण के मुख्य संरचनात्मक घटक, जैसे कि डेरिक, बेस और विंच हाउसिंग, आमतौर पर उच्च - शक्ति कम {{1} } मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील का उपयोग करते हैं, जैसे कि Q345 श्रृंखला या एएसटीएम A572। ये स्टील्स उच्च उपज शक्ति और थकान प्रतिरोध रखते हुए अच्छी कठोरता और वेल्डेबिलिटी बनाए रखते हैं, जिससे वे बार-बार उठाने और प्रभाव भार का सामना करने में सक्षम होते हैं। अत्यधिक भार की स्थिति जैसे कि अत्यधिक गहरे कुओं या अपतटीय प्लेटफार्मों में, समग्र यांत्रिक गुणों और स्थिरता में सुधार के लिए टेम्पर्ड मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील या दबाव पोत स्टील का चयन किया जाता है।
रोटेशन और प्रभाव के अधीन प्रमुख घटकों, जैसे ड्रिल पाइप, ड्रिल कॉलर और उत्थापन श्रृंखला में उच्च शक्ति, उच्च कठोरता और उत्कृष्ट थकान प्रतिरोध होना चाहिए। आम तौर पर उपयोग की जाने वाली सामग्रियों में क्रोमियम - मोलिब्डेनम मिश्र धातु स्टील्स (जैसे 4145 एच और 4340) शामिल हैं, जो तड़के और सतह को सख्त करने के बाद, चक्रीय लोडिंग के तहत दरार की शुरुआत में देरी करते हुए मरोड़ और झुकने की ताकत में काफी सुधार करते हैं। बार-बार जुड़ने और अलग होने के कारण ड्रिल पाइप जोड़ों में चिपकने वाले घिसाव और संक्षारण के लिए अच्छा प्रतिरोध होना चाहिए, जिसे अक्सर फॉस्फेटिंग, कॉपर प्लेटिंग या विशेष कोटिंग के साथ इलाज किया जाता है।
मिट्टी परिसंचरण प्रणालियों में पंप बॉडी, वाल्व सीटें, पिस्टन और पाइपलाइन, उच्च गति, रेत युक्त कीचड़ के क्षरण और रासायनिक संक्षारण का सामना करते हुए, अक्सर उच्च {{2} क्रोमियम कच्चा लोहा, निकल {{3} कठोर कच्चा लोहा, या डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील का उपयोग करते हैं। उच्च क्रोमियम कच्चा लोहा, अपने उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध के साथ, सिलेंडर लाइनर और इम्पेलर्स में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जबकि डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील क्लोराइड युक्त या अम्लीय मीडिया में संक्षारण प्रतिरोध और ताकत को संतुलित करने में लाभ प्रदर्शित करता है। उच्च दबाव मड पंप के क्रैंकशाफ्ट और कनेक्टिंग रॉड के लिए, सतह को मजबूत करने वाले जाली स्टील का चयन किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि प्रभाव प्रतिरोध और थकान प्रतिरोध दीर्घकालिक संचालन की आवश्यकताओं को पूरा करता है।
सुरक्षा आश्वासन के मूल के रूप में ब्लोआउट प्रिवेंटर (बीओपी) असेंबली को हाइड्रोजन सल्फाइड तनाव संक्षारण के लिए उच्च शक्ति और प्रतिरोध की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए इसके आवास और गेट सामग्री की आवश्यकता होती है। आमतौर पर उच्च गुणवत्ता वाले मिश्र धातु इस्पात का उपयोग किया जाता है, और इसे कठोर ताप उपचार और गैर विनाशकारी परीक्षण से गुजरना पड़ता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह अत्यधिक दबाव में फ्रैक्चर या लीक न हो। व्यापक तापमान रेंज और विभिन्न ड्रिलिंग द्रव रासायनिक वातावरण के अनुकूल होने के लिए सील ज्यादातर फ्लोरोरबर, पॉलीयूरेथेन, या संशोधित पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (पीटीएफई) से बने होते हैं।
सामग्री के चयन के लिए यांत्रिक गुणों, संक्षारण प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध, मशीनेबिलिटी और अर्थव्यवस्था के व्यापक मूल्यांकन की आवश्यकता होती है, और इसे सेवा वातावरण और अपेक्षित जीवनकाल के साथ मेल खाना चाहिए। डिज़ाइन और रखरखाव चरणों के दौरान विफलता मोड विश्लेषण का परिचय देना, और उच्च तनाव, कमजोर भागों के लिए सामग्री उन्नयन या सतह को मजबूत करना, अचानक विफलताओं के जोखिम को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है। एक वैज्ञानिक सामग्री चयन रणनीति न केवल ड्रिलिंग उपकरण की परिचालन विश्वसनीयता में सुधार करती है बल्कि जटिल तेल और गैस संसाधनों के सुरक्षित और कुशल विकास के लिए एक ठोस गारंटी भी प्रदान करती है।