鈦合金在石油化工行業的應用
鈦合金在石油化工行業的應用
鈦金屬自被發現以來，化工領域一直是用量最大的。近12年，國內化工領域消耗的鈦，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、短半徑井等復雜井況條件下的鉆井作業。
近年來，為提高原油采收率，降低油氣田開采成本，延長油氣田開發壽命，復雜結構井越來越多，如大位移井、短半徑井、老井開窗側鉆水平井。常規鉆桿在這些復雜結構井應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），這使得常規鉆桿產生很大的交變應力。交變應力引起鉆桿疲勞斷裂的情況時有發生，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、復合鉆桿等代替常規鉆桿。
實驗室證實，當周期應力處于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。目前已經生產出經濟性較好的鈦合金鉆桿，材料為Ti-6Al-4V的管體經兩端鐓粗后、在兩端對焊工具接頭組成，鈦管體尺寸滿足API標準、長度范圍為API標準規定的范圍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，提高處理事故復雜能力。
在日常環境下，鈦合金鉆桿的使用壽命，是同規格常規鋼鉆桿的10倍；腐蝕環境下，是常規鋼鉆桿的100倍。
除了鉆桿，海上石油平臺支柱、換熱器、泵、閥等等，采油和煉油領域都應用廣泛。
海上石油開采平臺，生物污染引起的結構件腐蝕是相當厲害的。經常會讓傳統金屬制造的設備“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重（即多鹽）的生產環境。
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％，地面上頂驅的負荷對應的就更小（PS：更小的力，鉆得更深更穩），設備就沒那么容易壞。
所以，鈦桿子強有力，而且更輕，就可以更省力、更省油、更省設備。
化工鈦，鈦靠譜！
來源：搜鈦網
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