Иновативни изследвания на приложенията на титановата сплав при тръби за маслени кладенци при екстремни геоложки условия
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%). Разработването на дълбоки нефтени и газови находища, представени от Tarim Oilfield, изложи безпрецедентни изисквания за производителност на материалите за тръби на нефтените кладенци.
Традиционната въглеродна стомана и маслените тръби от неръждаема стомана са изложени на значителни ограничения на работата при екстремни условия на труд: значително разграждане на якостта при високи температури (около 40% намаляване на якостта при 400 градуса) и недостатъчна устойчивост на корозия на серогенния сулфид (експлоатационният живот, съкратен с повече от 50%). Следователно, титанови сплав с отлична цялостна ефективност се превърнаха в най -обещаващия алтернативен избор.
Последното изследване показва, че UNS R55400 (Ti -6 al -4 V Ru) + титаниев сплав, разработена в Съединените щати, показва отлично инженерствоСтойност на приложението:
Mechanical properties: Room temperature tensile strength ≥ 895MPa, 400 ℃ high temperature strength retention rate>85%
Корозионна устойчивост: Годишна степен на корозия<0.02mm in an environment containing 5% H ₂ S
Устойчивост на пълзене: При условие 300 градуса /200MPa скоростта на пълзене е по -малка от 1 × 10 ⁻⁷ s ⁻⁻
Въпреки това, сплавта съдържа благородни метални елементи като 4% рутениев, което води до материална цена до 120 долара/кг, което силно ограничава мащабното му приложение. Настоящите ключови технологични пробиви включват:
Разработване на нискотарифни титанови сплави (като Ti -38644, с намаляване на разходите от 40%)
Прахова металургия в близост до нетна технология за формиране (скоростта на използване на материали се увеличава до 90%)
Много функционална композитна технология на покритие (устойчивост на корозия се увеличава с 3 пъти)
Прогнозите на индустрията показват, че пазарът на тръби за маслени кладенци с глобална сплав от титаниеви сплави ще поддържа среден годишен темп на растеж от 18% от 2025 до 2030 г. За да се постигне пробив в индустриализацията, е необходимо да се изгради пълна верижна иновационна система на „Приложение за производство на процеси за производство на материали и разработки“. Препоръчва се да се приоритизират демонстрационните приложения в типични маслени полета за екстремна околна среда като Тарим и Съчуан и да се ускори технологичната итерация чрез действителна проверка на работното състояние.
Очаква се тази материална иновация да разреши техническите проблеми с "Buttleneck", пред които е изправено развитието на дълбоките нефтени и газови ресурси в Китай, и да осигури важна подкрепа за осигуряване на национална енергийна сигурност.
