Öljyn ja kaasun etsinnässä ja kehittämisessä porauslaitteet kestävät pitkäkestoista{0}}suurta kuormitusta, voimakkaita iskuja, kulumista ja korroosiota. Materiaalien valinta vaikuttaa suoraan laitteen luotettavuuteen, käyttöikään ja käyttöturvallisuuteen. Koska käyttöympäristö kattaa syvät, korkean -lämpötilojen, korkean -paineen, rikkivetyä tai hiilidioksidia sisältävät syövyttävät aineet ja hankaavia kiinteitä aineita, kuten hiekkaa ja mutaa, sopivasta materiaalin valinnasta tulee poralaitteiden valmistuksen ja huollon tekninen ydin.
Porauslaitteiden tärkeimmät rakenneosat, kuten nostopuomi, jalusta ja vinssin kotelo, käyttävät tyypillisesti korkea-luja-seostettu rakenneteräs, kuten Q345-sarja tai ASTM A572. Nämä teräkset säilyttävät hyvän sitkeyden ja hitsattavuuden samalla kun niillä on korkea myötöraja ja väsymiskestävyys, minkä ansiosta ne kestävät toistuvia nosto- ja iskukuormia. Äärimmäisissä kuormitusolosuhteissa, kuten erittäin -syvissä kaivoissa tai offshore-alustalla, karkaistu seostettu rakenneteräs tai paineastiateräs valitaan edelleen parantamaan yleisiä mekaanisia ominaisuuksia ja vakautta.
Pyörimisen ja iskujen avainkomponenttien, kuten poraputkien, porakaulusten ja nostoketjujen, tulee olla lujia, lujasti ja erinomaisesti kestäviä. Yleisesti käytettyjä materiaaleja ovat kromi-molybdeeniseosteräkset (kuten 4145H ja 4340), jotka karkaisun ja pintakarkaisun jälkeen parantavat merkittävästi vääntö- ja taivutuslujuutta ja viivästyttävät halkeaman syntymistä syklisessä kuormituksessa. Poraputkien liitoksilla on usein toistuvista kytkennöistä ja purkamisesta johtuen myös oltava hyvä liiman kulumisen ja korroosionkestävyys, ja ne on usein käsitelty fosfataatiolla, kuparipinnoituksella tai erikoispinnoitteilla.
Mutakiertojärjestelmien pumppurungot, venttiilien istukat, männät ja putkistot, jotka kohtaavat nopean{0}}hiekka-pitoisen mudan eroosion ja kemiallisen korroosion, käyttävät usein runsas-kromivalurautaa, nikkeli-kovaa valurautaa tai duplex-ruostumatonta terästä. Korkea-kromivalurauta, jolla on erinomainen kulutuskestävyys, on laajalti käytössä sylinterien vuorauksissa ja juoksupyörissä, kun taas ruostumaton duplex-teräs tasapainottaa korroosionkestävyyttä ja lujuutta kloridi-pitoisissa tai happamissa väliaineissa. Korkeapaineisen mutapumpun kampiakseliin ja kiertokankeen valitaan taottu teräs pintavahvisteella varmistaakseen, että iskunkestävyys ja väsymiskestävyys vastaavat pitkän -käytön vaatimuksia.
Blowout esto (BOP) -kokoonpano, joka on turvallisuustakuun ydin, vaatii sen kotelon ja portin materiaalin täyttävän korkean lujuuden ja rikkivedyn jännityskorroosion kestävyyden vaatimukset. Korkealaatuista-seosterästä käytetään yleisesti, ja se käy läpi tiukat lämpökäsittelyt ja -tuhoamattomat testit sen varmistamiseksi, ettei se murtu tai vuoda äärimmäisessä paineessa. Tiivisteet valmistetaan enimmäkseen fluorikumista, polyuretaanista tai modifioidusta polytetrafluorietyleenistä (PTFE), jotta ne mukautuvat laajaan lämpötila-alueeseen ja erilaisiin porausnesteiden kemiallisiin ympäristöihin.
Materiaalin valinta edellyttää kokonaisvaltaista mekaanisten ominaisuuksien, korroosionkestävyyden, kulutuskestävyyden, työstettävyyden ja taloudellisuuden arviointia, ja se on sovitettava käyttöympäristöön ja odotettuun käyttöikään. Vikatila-analyysin käyttöönotto suunnittelu- ja huoltovaiheessa sekä materiaalipäivitykset tai pinnan vahvistaminen korkean-rasitusherkän osien osalta voi vähentää tehokkaasti äkillisten vikojen riskiä. Tieteellinen materiaalinvalintastrategia ei ainoastaan paranna porauslaitteiden toimintavarmuutta, vaan antaa myös vankan takuun monimutkaisten öljy- ja kaasuvarojen turvalliselle ja tehokkaalle kehittämiselle.