Innovativ applikationsforskning av titanlegering i oljebrunnar under extrema geologiska förhållanden
As China's conventional oil and gas resources become increasingly depleted, oil extraction is gradually shifting towards extreme geological environments such as ultra deep layers (>4000 meters), high temperatures (>150 ℃), high pressures (>70 MPa), and high sulfur (H ₂ S concentration>5%). Utvecklingen av djupa olje- och gasfält representerade av Tarim Oilfield har lagt fram enastående prestandakrav för oljebrunnsmaterial.
Traditionella kolstål och rostfritt stål -oljebrunnar utsätts för betydande prestationsbegränsningar under extrema arbetsförhållanden: betydande styrka nedbrytning vid höga temperaturer (cirka 40% minskning i styrka vid 400 grader) och otillräcklig resistens mot vätesulfidkorrosion (livslängden förkortas av mer än 50%). Därför har titanlegeringsmaterial med utmärkt omfattande prestanda blivit det mest lovande alternativa valet.
Den senaste forskningen visar att UNS R55400 (Ti -6 Al -4 V RU) + titanlegering utvecklad i USA visar utmärkt teknikapplikationsvärde:
Mechanical properties: Room temperature tensile strength ≥ 895MPa, 400 ℃ high temperature strength retention rate>85%
Korrosionsmotstånd: Årlig korrosionshastighet<0.02mm in an environment containing 5% H ₂ S
Krypmotstånd: Under villkoret 300 grader \/200MPA är krypfrekvensen mindre än 1 × 10 ⁻⁷ S ⁻
Legeringen innehåller emellertid ädelmetallelement såsom 4% rutenium, vilket resulterar i en materialkostnad på upp till $ 120\/kg, vilket kraftigt begränsar dess storskaliga tillämpning. De nuvarande viktiga tekniska genombrotten inkluderar:
Utveckling av titanlegeringar av låg kostnadstyp (såsom ti -38644, med en kostnadsminskning på 40%)
Pulvermetallurgi nära nätformningsteknik (materialanvändningshastighet ökade till 90%)
Multifunktionell kompositbeläggningsteknik (korrosionsmotstånd ökade med 3 gånger)
Branschprognoser visar att den globala marknaden för titanlegering Oil Well Pipe kommer att upprätthålla en genomsnittlig årlig tillväxttakt på 18% från 2025 till 2030. För att uppnå ett genombrott i industrialiseringen är det nödvändigt att bygga ett fullständigt kedjeinnovationssystem för "Material Research and Development Process Engineering Application". Det rekommenderas att prioritera demonstrationsapplikationer i typiska extrema miljöområden som TARIM och Sichuan och påskynda teknisk iteration genom verklig verifiering av arbetstillstånd.
Denna materiella innovation förväntas lösa de "flaskhalsiga" tekniska problemen som Kinas djup olje- och gasresursutveckling möter och ge viktigt stöd för att säkerställa nationell energisäkerhet.
