Pesquisa de aplicação inovadora de liga de titânio em tubos de poço de petróleo sob condições geológicas extremas
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%). O desenvolvimento de campos profundos de petróleo e gás representados por Tarim Oilfield apresentou requisitos de desempenho sem precedentes para materiais de tubulação de poço de petróleo.
Os tubos tradicionais para o aço carbono e o aço inoxidável são expostos a limitações significativas de desempenho em condições extremas de trabalho: degradação significativa da força em altas temperaturas (cerca de 40% diminuição da força em 400 graus) e resistência insuficiente à corrosão do tensão de sulfeto de hidrogênio (vida útil do serviço reduzida em mais de 50%). Portanto, os materiais de liga de titânio com excelente desempenho abrangente se tornaram a escolha alternativa mais promissora.
A pesquisa mais recente mostra que o UNS R55400 (Ti -6 al -4 v ru) + liga de titânio desenvolvida nos Estados Unidos exibe excelente engenhariaValor do aplicativo:
Mechanical properties: Room temperature tensile strength ≥ 895MPa, 400 ℃ high temperature strength retention rate>85%
Resistência à corrosão: taxa anual de corrosão<0.02mm in an environment containing 5% H ₂ S
Resistência à fluência: Sob a condição de 300 graus \/200mpa, a taxa de fluência é menor que 1 × 10 ⁻⁷ s ⁻ decidt
No entanto, a liga contém elementos metálicos preciosos, como 4% de rutênio, resultando em um custo material de até US $ 120\/kg, o que limita severamente sua aplicação em larga escala. Os principais avanços tecnológicos atuais incluem:
Desenvolvimento de ligas de titânio do tipo de baixo custo (como Ti -38644, com uma redução de custo de 40%)
Metalurgia em pó perto da tecnologia de formação líquida (a taxa de utilização de materiais aumentou para 90%)
Tecnologia de revestimento composto multi -funcional (a resistência à corrosão aumentou 3 vezes)
As previsões da indústria mostram que o mercado global de poços de petróleo de liga de titânio manterá uma taxa média anual de crescimento de 18% de 2025 a 2030. Para obter um avanço na industrialização, é necessário construir um sistema completo de inovação em cadeia de "Aplicação de engenharia de processos de pesquisa de pesquisa e desenvolvimento de materiais". Recomenda -se priorizar aplicações de demonstração em campos típicos de petróleo de ambiente extremo, como Tarim e Sichuan, e acelerar a iteração tecnológica através da verificação real da condição de trabalho.
Espera -se que essa inovação material resolva os problemas técnicos do "gargalo" enfrentados pelo desenvolvimento de recursos de petróleo e gás profundo da China e forneçam apoio importante para garantir a segurança energética nacional.
