Titaaniseoksen innovatiivinen sovellustutkimus öljykaivoputkissa äärimmäisissä geologisissa olosuhteissa
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%). Tarim -öljykentän edustamien syvän öljy- ja kaasukentän kehittäminen on esittänyt ennennäkemättömät suorituskykyvaatimukset öljykaivojen materiaaleille.
Perinteiset hiiliteräs- ja ruostumattomasta teräksestä valmistetut öljykaivoputket altistetaan merkittäville suorituskykyrajoituksille äärimmäisissä työoloissa: merkittävä lujuuden heikkeneminen korkeissa lämpötiloissa (noin 40%: n lujuuden lasku 400 asteessa) ja riittämätön vastus rikkivetyjen stressin korroosiolle (yli 50%) lyhentynyt käyttöikä). Siksi titaaniseosmateriaaleista, joilla on erinomainen kattava suorituskyky, on tullut lupaavin vaihtoehtoinen valinta.
Viimeisin tutkimus osoittaa, että UNS R55400 (ti -6 al -4 v ru) + titaaniseos, joka on kehitetty Yhdysvalloissa, esittelee erinomaista tekniikkaaSovellusarvo:
Mechanical properties: Room temperature tensile strength ≥ 895MPa, 400 ℃ high temperature strength retention rate>85%
Korroosionkestävyys: Vuotuinen korroosioaste<0.02mm in an environment containing 5% H ₂ S
Värityksenkestävyys: 300 asteen \/200MPA: n tilassa virumisnopeus on alle 1 × 10 ⁻⁷ S ⁻¹
Seos sisältää kuitenkin jalometallielementtejä, kuten 4-prosenttisesti rutyeniumia, mikä johtaa aineellisiin kustannuksiin jopa 120 dollaria\/kg, mikä rajoittaa vakavasti sen laajamittaista sovellusta. Nykyisiin keskeisiin teknologisiin läpimurtoihin sisältyy:
Matalan kustannuksen tyyppisten titaaniseosten (kuten ti -38644 kehittäminen, kustannusten vähentäminen 40%)
Jauhemetallurgia lähellä nettomuodostustekniikkaa (materiaalien käyttöaste nousi 90%: iin)
Monitoiminnallinen komposiittipinnoitustekniikka (korroosionkestävyys kasvoi 3 kertaa)
Teollisuuden ennusteet osoittavat, että globaalit titaaniseoksen öljykaivojen putkimarkkinat ylläpitävät keskimääräistä vuotuista kasvuvauhtia 18% vuodesta 2025–2030. On suositeltavaa priorisoida demonstraatiosovellukset tyypillisissä äärimmäisissä ympäristööljykenttiissä, kuten Tarim ja Sichuan, ja nopeuttaa teknologista iteraatiota todellisen työolosuhteiden todentamisen avulla.
Tämän aineellisen innovaation odotetaan ratkaisevan "pullonkaulan" tekniset ongelmat, joihin Kiinan syvän öljyn ja kaasuresurssien kehittäminen kohtaavat, ja tarjoavat tärkeätä tukea kansallisen energian turvallisuuden varmistamiselle.
