钛合金在石油化工行业的应用

钛合金在石油化工行业的应用

           钛金属自被发现以来，化工领域一直是用量最大的。近12年，国内化工领域消耗的钛，每年都超过1.5万吨。

        可别小看全钛合金钻杆，这杆子。

　　TA的比强度，是不锈钢的3.5倍，铝合金的1.3倍，镁合金的1.6倍，同样的轻重，能承受更大的冲击和压力。
 

　　TA的抗拉强度，也是其他合金小伙伴的1.5-2倍，往地底下钻的时候更安全、更耐用，特别适合西北油田超深井、短半径井等复杂井况条件下的钻井作业。

近年来，为提高原油采收率，降低油气田开采成本，延长油气田开发寿命，复杂结构井越来越多，如大位移井、短半径井、老井开窗侧钻水平井。常规钻杆在这些复杂结构井应用时遇到了一些难以解决的问题。如在超短半径水平井中，井眼曲率很小（<18m），这使得常规钻杆产生很大的交变应力。交变应力引起钻杆疲劳断裂的情况时有发生，给油田带来重大损失。为解决这些问题，国外开始从新材料上着手，研制钛合金钻杆、铝合金钻杆、复合钻杆等代替常规钻杆。
 

　　实验室证实，当周期应力处于30000psi-40000psi时，钛的疲劳寿命是普通钢材的10倍，钛合金管材的弹性系数约为16.5msi，弹性比钢制钻杆要好，更适于高曲率井段。目前已经生产出经济性较好的钛合金钻杆，材料为Ti-6Al-4V的管体经两端镦粗后、在两端对焊工具接头组成，钛管体尺寸满足API标准、长度范围为API标准规定的范围2或3。为降低制造成本，工具接头采用钢制，接头螺纹经过上卸扣磨合，接头外径敷焊耐磨带。钛合金钻杆在超深井、大位移井中也有应用。由于钛合金密度低，可降低大钩载荷30%，降低扭矩30-40%，显著提高钻具的拉力余量与安全系数，提高处理事故复杂能力。
 

　　在日常环境下，钛合金钻杆的使用寿命，是同规格常规钢钻杆的10倍；腐蚀环境下，是常规钢钻杆的100倍。

　　除了钻杆，海上石油平台支柱、换热器、泵、阀等等，采油和炼油领域都应用广泛。

 

　　海上石油开采平台，生物污染引起的结构件腐蚀是相当厉害的。经常会让传统金属制造的设备“半死不活”……

　　但是，钛的表面有一层自然形成的，致密的、惰性、抗锈、抗腐蚀的氧化膜，不需要额外做防腐处理，就能轻轻松松抵抗海水、硫酸、石油化工品的腐蚀。

　　钛合金部件，可以帮助石油钻探进入更深的水域和更深的油井，包括更高的温度和腐蚀严重（即多盐）的生产环境。
 

　　有了钛，钻井平台只管探索，啥都不怕！

 

　　虽然，钛合金杆子比钢杆子更厉害

　　但是，钛合金杆子还更轻，同体积的重量几乎只有钢的一半……

　　因为钛杆子更轻，所以钻探的扭矩减少近50％，地面上顶驱的负荷对应的就更小（PS：更小的力，钻得更深更稳），设备就没那么容易坏。

　　所以，钛杆子强有力，而且更轻，就可以更省力、更省油、更省设备。

　

　　化工钛，钛靠谱！




 

来源：搜钛网

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