Ricerca innovativa di applicazione della lega di titanio nei tubi del pozzo petrolifero in condizioni geologiche estreme
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%). Lo sviluppo di giacimenti di petrolio e gas profondi rappresentati da Tarim Oilfield ha presentato requisiti di prestazione senza precedenti per i materiali per tubi del pozzo petrolifero.
I tubi tradizionali in acciaio e olio in acciaio inossidabile sono esposti a significativi limiti di prestazioni in condizioni di lavoro estreme: significativa degradazione della resistenza alle alte temperature (circa il 40% di forza di resistenza a 400 gradi) e una resistenza insufficiente alla corrosione da stress da idrogeno solforato (il servizio di vita ridotto di oltre il 50%). Pertanto, i materiali in lega di titanio con eccellenti prestazioni complete sono diventati la scelta alternativa più promettente.
L'ultima ricerca mostra che l'UNS R55400 (TI -6 al -4} V RU) + lega di titanio sviluppata negli Stati Uniti espone un'eccellente ingegneriaValore dell'applicazione:
Mechanical properties: Room temperature tensile strength ≥ 895MPa, 400 ℃ high temperature strength retention rate>85%
Resistenza alla corrosione: tasso di corrosione annuale<0.02mm in an environment containing 5% H ₂ S
Resistenza alla cree di creep: in condizioni di 300 gradi \/200MPa, la velocità di scorrimento è inferiore a 1 × 10 ⁻⁷ S ⁻¹
Tuttavia, la lega contiene elementi metallici preziosi come il rutenio al 4%, con un costo materiale fino a $ 120\/kg, che limita gravemente la sua applicazione su larga scala. Le attuali scoperte tecnologiche chiave includono:
Sviluppo di leghe di titanio a basso costo (come Ti -38644, con una riduzione dei costi del 40%)
Metallurgia delle polveri vicino alla tecnologia di formazione netta (tasso di utilizzo del materiale è aumentato al 90%)
Tecnologia di rivestimento composito multifunzionale (resistenza alla corrosione è aumentata di 3 volte)
Le previsioni del settore mostrano che il mercato globale dei tubi del pozzo di petrolio in lega di titanio manterrà un tasso di crescita medio annuo del 18% dal 2025 al 2030. Per raggiungere una svolta nell'industrializzazione, è necessario costruire un sistema di innovazione a catena completa di "applicazione di ingegneria dei processi di produzione di materiali e di sviluppo dello sviluppo". Si raccomanda di dare la priorità alle applicazioni dimostrative in giacimenti petroliferi tipici ambientali estremi come Tarim e Sichuan e accelerare l'iterazione tecnologica attraverso la verifica delle condizioni di lavoro effettive.
Questa innovazione materiale dovrebbe risolvere i problemi tecnici del "collo di bottiglia" affrontati dallo sviluppo delle risorse petrolifere e del gas della Cina e fornire un importante supporto per garantire la sicurezza dell'energia nazionale.
