Anvendelse av titanmaterialer i oljeboring og produksjon
De siste årene, for å forbedre råoljeutvinningen, redusere produksjonskostnadene for olje- og gassfelt og forlenge utbyggingslevetiden til olje- og gassfelt, er det flere og mer komplekse brønner, som store fortrengningsbrønner, brønner med kort radius og horisontale brønner med sideboring ved å åpne vinduer i gamle brønner. Konvensjonelle borerør har støtt på noen vanskelige problemer når de brukes i disse komplekse brønnene. For eksempel, i horisontale brønner med ultrakort radius, er brønnhullets krumning veldig liten (<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. Høyere styrke og sterkere driftskapasitet
Laboratoriet har bekreftet at når den sykliske spenningen er på 30000psi-40000psi, er utmattelseslevetiden til titan 10 ganger så lang som for vanlig stål. Den elastiske koeffisienten til titanlegeringsrør er omtrent 16,5 msi, som er mer elastisk enn stålborerør og er mer egnet for brønnseksjoner med høy krumning. For tiden er det produsert borerør i titanlegering med god økonomisk effektivitet. Rørkroppen laget av Ti-6Al-4V er støtt i begge ender og sveiset til verktøyskjøter i begge ender. Størrelsen på titanrørkroppen oppfyller API-standarden og lengdeområdet er 2 eller 3 spesifisert i API-standarden. For å redusere produksjonskostnadene er verktøyskjøten laget av stål, skjøtgjengen kjøres inn etter sminke- og sminkespennen, og den ytre diameteren til skjøten sveises med et slitesterkt belte. Borerør av titanlegering brukes også i ultradype brønner og brønner med store forskyvninger. På grunn av den lave tettheten til titanlegering kan den redusere belastningen på den store kroken med 30 %, redusere dreiemomentet med 30-40 %, forbedre strekkmarginen og sikkerhetsfaktoren til boreverktøyet betydelig, og forbedre evnen å håndtere komplekse ulykker.
I daglige omgivelser er levetiden til borerør av titanlegering 10 ganger så lang som for konvensjonelle stålborerør med samme spesifikasjon; i korrosive omgivelser er det 100 ganger så mye som for konvensjonelle stålborerør. I tillegg til borerør, er offshore oljeplattformsøyler, varmevekslere, pumper, ventiler etc. mye brukt i oljeproduksjon og raffineringsfelt. For eksempel bruker oljefeltboreplattformen i Nordsjøen i USA 100 varmevekslere av titan; Heidrum-prosjektet i Norge bruker verdens første høytrykksstigerør i titan.
2. Mer korrosjonsbestandig og lengre levetid
For offshore oljeproduksjonsplattformer er korrosjonen av strukturelle deler forårsaket av biologisk forurensning ganske alvorlig. Det gjør ofte tradisjonelt metallprodusert utstyr "halvdødt", men overflaten av titan har en naturlig dannet, tett, inert, rustbestandig og korrosjonsbestandig oksidfilm, som lett kan motstå korrosjon av sjøvann, svovelsyre, og petrokjemikalier uten ekstra anti-korrosjonsbehandling. Titanlegeringsdeler kan hjelpe oljeboring inn på dypere vann og dypere oljebrønner, inkludert høyere temperaturer og produksjonsmiljøer med alvorlig korrosjon (dvs. høyt salt).
De fleste av Kinas naturgassressurser er svovelholdige gassfelt, som Tarim-bassenget i Xinjiang og Sichuan-bassenget, som er gassfelt med høyt svovelinnhold. Korrosjonsbeskyttelse av rør i olje- og gassfelt med høyt H2S2- og C2O2-innhold og langsiktig drift under høye temperatur- og høytrykksforhold er vanskelige problemer i utviklingen av olje og gass. For tiden har valg av høykvalitets korrosjonsbestandige materialer som rør blitt en dominerende trend. Titanlegeringer brukes i miljøer med høyt svovelinnhold på grunn av deres utmerkede gropbestandighet, spesielt under tøffe arbeidsforhold, hvor Cl- og H2S-innholdet er høyt, og generelt rustfritt stål og til og med nikkelbaserte legeringer er korrodert.
3. Lettere og mer fleksibel å betjene
Selv om titanlegeringsstenger er kraftigere enn stålstenger, er de også lettere, med vekten av samme volum som er nesten halvparten av stål. Derfor kan boremomentet reduseres med nesten 50%, og den tilsvarende belastningen av toppdrevet på bakken er mindre (PS: mindre kraft, dypere og mer stabil boring), og utstyret er ikke så lett å bryte. Derfor er titanstenger sterke og lettere, noe som kan spare mer innsats, drivstoff og utstyr.
I fremtiden er den globale etterspørselen etter titanlegeringsoljerør med høyere styrke og sterkere korrosjonsbestandighet svært presserende. Store innenlandske stålrørprodusenter og forskningsinstitutter utfører aktivt forsknings- og utviklingsarbeid. Det forventes at titan brukt innen oljeboring og transport forventes å bli et stort bruksmarked for titanmaterialer.
