鈦合金在石油化工行業(yè)的應(yīng)用

鈦合金在石油化工行業(yè)的應(yīng)用

           鈦金屬自被發(fā)現(xiàn)以來，化工領(lǐng)域一直是用量最大的。近12年，國內(nèi)化工領(lǐng)域消耗的鈦，每年都超過1.5萬噸。

        可別小看全鈦合金鉆桿，這桿子。

　　TA的比強度，是不銹鋼的3.5倍，鋁合金的1.3倍，鎂合金的1.6倍，同樣的輕重，能承受更大的沖擊和壓力。
 

　　TA的抗拉強度，也是其他合金小伙伴的1.5-2倍，往地底下鉆的時候更安全、更耐用，特別適合西北油田超深井、短半徑井等復(fù)雜井況條件下的鉆井作業(yè)。

近年來，為提高原油采收率，降低油氣田開采成本，延長油氣田開發(fā)壽命，復(fù)雜結(jié)構(gòu)井越來越多，如大位移井、短半徑井、老井開窗側(cè)鉆水平井。常規(guī)鉆桿在這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)井應(yīng)用時遇到了一些難以解決的問題。如在超短半徑水平井中，井眼曲率很小（<18m），這使得常規(guī)鉆桿產(chǎn)生很大的交變應(yīng)力。交變應(yīng)力引起鉆桿疲勞斷裂的情況時有發(fā)生，給油田帶來重大損失。為解決這些問題，國外開始從新材料上著手，研制鈦合金鉆桿、鋁合金鉆桿、復(fù)合鉆桿等代替常規(guī)鉆桿。
 

　　實驗室證實，當(dāng)周期應(yīng)力處于30000psi-40000psi時，鈦的疲勞壽命是普通鋼材的10倍，鈦合金管材的彈性系數(shù)約為16.5msi，彈性比鋼制鉆桿要好，更適于高曲率井段。目前已經(jīng)生產(chǎn)出經(jīng)濟性較好的鈦合金鉆桿，材料為Ti-6Al-4V的管體經(jīng)兩端鐓粗后、在兩端對焊工具接頭組成，鈦管體尺寸滿足API標(biāo)準(zhǔn)、長度范圍為API標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍2或3。為降低制造成本，工具接頭采用鋼制，接頭螺紋經(jīng)過上卸扣磨合，接頭外徑敷焊耐磨帶。鈦合金鉆桿在超深井、大位移井中也有應(yīng)用。由于鈦合金密度低，可降低大鉤載荷30%，降低扭矩30-40%，顯著提高鉆具的拉力余量與安全系數(shù)，提高處理事故復(fù)雜能力。
 

　　在日常環(huán)境下，鈦合金鉆桿的使用壽命，是同規(guī)格常規(guī)鋼鉆桿的10倍；腐蝕環(huán)境下，是常規(guī)鋼鉆桿的100倍。

　　除了鉆桿，海上石油平臺支柱、換熱器、泵、閥等等，采油和煉油領(lǐng)域都應(yīng)用廣泛。

 

　　海上石油開采平臺，生物污染引起的結(jié)構(gòu)件腐蝕是相當(dāng)厲害的。經(jīng)常會讓傳統(tǒng)金屬制造的設(shè)備“半死不活”……

　　但是，鈦的表面有一層自然形成的，致密的、惰性、抗銹、抗腐蝕的氧化膜，不需要額外做防腐處理，就能輕輕松松抵抗海水、硫酸、石油化工品的腐蝕。

　　鈦合金部件，可以幫助石油鉆探進入更深的水域和更深的油井，包括更高的溫度和腐蝕嚴(yán)重（即多鹽）的生產(chǎn)環(huán)境。
 

　　有了鈦，鉆井平臺只管探索，啥都不怕！

 

　　雖然，鈦合金桿子比鋼桿子更厲害

　　但是，鈦合金桿子還更輕，同體積的重量幾乎只有鋼的一半……

　　因為鈦桿子更輕，所以鉆探的扭矩減少近50％，地面上頂驅(qū)的負(fù)荷對應(yīng)的就更小（PS：更小的力，鉆得更深更穩(wěn)），設(shè)備就沒那么容易壞。

　　所以，鈦桿子強有力，而且更輕，就可以更省力、更省油、更省設(shè)備。

　

　　化工鈦，鈦靠譜！




 

來源：搜鈦網(wǎng)

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