Aplicació de materials de titani a la perforació i producció de petroli
En els darrers anys, per tal de millorar la recuperació del cru, reduir els costos de producció dels camps de petroli i gas i allargar la vida útil dels jaciments de petroli i gas, hi ha cada cop més pous complexos, com ara pous de gran desplaçament, pous de radi curt i pous horitzontals amb perforació lateral obrint finestres en pous antics. Les canonades de perforació convencionals han trobat alguns problemes difícils quan s'utilitzen en aquests pous complexos. Per exemple, en pous horitzontals de radi ultra curt, la curvatura del pou és molt petita (<18m), which causes conventional drill pipes to produce large alternating stress. Alternating stress causes drill pipe fatigue fractures from time to time, causing significant losses to oil fields. To solve these problems, foreign countries have begun to start with new materials and develop titanium alloy drill pipes, aluminum alloy drill pipes, composite drill pipes, etc. to replace conventional drill pipes.
1. Major força i capacitat operativa més forta
El laboratori ha confirmat que quan la tensió cíclica és de 30.000 psi-40000psi, la vida a fatiga del titani és 10 vegades la de l'acer normal. El coeficient elàstic de les canonades d'aliatge de titani és d'uns 16,5 msi, que és més elàstic que les canonades de perforació d'acer i és més adequat per a seccions de pous d'alta curvatura. Actualment, s'han produït tubs de perforació d'aliatge de titani amb una bona eficiència econòmica. El cos de la canonada fet de Ti-6Al{-4V està alterat als dos extrems i soldat a les juntes d'eines als dos extrems. La mida del cos del tub de titani compleix l'estàndard API i el rang de longitud és de 2 o 3 especificats a l'estàndard API. Per tal de reduir el cost de fabricació, l'articulació de l'eina està feta d'acer, la rosca de l'articulació s'introdueix després de la sivella de maquillatge i de desgast, i el diàmetre exterior de la junta es solda amb un cinturó resistent al desgast. Els tubs de perforació d'aliatge de titani també s'utilitzen en pous ultra profunds i pous de gran desplaçament. A causa de la baixa densitat de l'aliatge de titani, pot reduir la càrrega del ganxo gran en un 30%, reduir el parell en un 30-40%, millorar significativament el marge de tensió i el factor de seguretat de l'eina de perforació i millorar la capacitat. per gestionar accidents complexos.
En l'entorn diari, la vida útil del tub de perforació d'aliatge de titani és 10 vegades superior a la del tub de perforació d'acer convencional de la mateixa especificació; en entorns corrosius, és 100 vegades superior al de la canonada de perforació d'acer convencional. A més de les canonades de perforació, els pilars de la plataforma petroliera offshore, els intercanviadors de calor, les bombes, les vàlvules, etc. s'utilitzen àmpliament en els camps de producció i refinació de petroli. Per exemple, la plataforma de perforació del jaciment petrolier del Mar del Nord als Estats Units utilitza 100 intercanviadors de calor de titani; el projecte Heidrum de Noruega utilitza el primer eix d'elevació d'alta pressió de titani del món.
2.Més resistent a la corrosió i una vida útil més llarga
Per a les plataformes de producció de petroli a alta mar, la corrosió de les peces estructurals causada per la contaminació biològica és força severa. Sovint fa que els equips metàl·lics tradicionals estiguin "mig morts", però la superfície del titani té una pel·lícula d'òxid formada de forma natural, densa, inert, resistent a l'òxid i resistent a la corrosió, que pot resistir fàcilment la corrosió de l'aigua de mar, l'àcid sulfúric, i petroquímics sense tractament anticorrosió addicional. Les peces d'aliatge de titani poden ajudar la perforació de petroli a entrar en aigües més profundes i pous de petroli més profunds, incloent temperatures més altes i entorns de producció amb corrosió severa (és a dir, alta sal).
La majoria dels recursos de gas natural de la Xina són jaciments de gas que contenen sofre, com ara la conca de Tarim a Xinjiang i la conca de Sichuan, que són jaciments de gas amb alt contingut de sofre. La protecció contra la corrosió de canonades en camps de petroli i gas amb alt contingut en H2S2 i C2O2 i el servei a llarg termini en condicions d'alta temperatura i alta pressió són problemes difícils en el desenvolupament de petroli i gas. Actualment, la selecció de materials resistents a la corrosió d'alta qualitat com a canonades s'ha convertit en una tendència dominant. Els aliatges de titani s'utilitzen en entorns d'alt contingut en sofre a causa de la seva excel·lent resistència a la picada, especialment en condicions de treball dures, on el contingut de Cl i H2S és elevat, i l'acer inoxidable general i fins i tot els aliatges a base de níquel es corroeixen.
3. Més lleuger i més flexible d'operar
Tot i que les varetes d'aliatge de titani són més potents que les d'acer, també són més lleugeres, ja que el pes del mateix volum és gairebé la meitat del de l'acer. Per tant, el parell de perforació es pot reduir gairebé un 50% i la càrrega corresponent de la unitat superior a terra és més petita (PS: força més petita, perforació més profunda i més estable), i l'equip no és tan fàcil de trencar. Per tant, les barres de titani són fortes i lleugeres, cosa que pot estalviar més esforç, combustible i equipament.
En el futur, és molt urgent la demanda global de tubs d'oli d'aliatge de titani amb major resistència i resistència a la corrosió. Les principals empreses nacionals de fabricació de tubs d'acer i instituts d'investigació estan duent a terme activament treballs d'investigació i desenvolupament. S'espera que el titani utilitzat en el camp de la perforació i el transport de petroli es converteixi en un gran mercat d'aplicació per als materials de titani.
