أبحاث التطبيق المبتكرة لسبائك التيتانيوم في أنابيب بئر النفط في ظل الظروف الجيولوجية القصوى
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 ٪). وضع تطوير حقول النفط والغاز العميقة التي يمثلها حقل زيت تاريم متطلبات أداء غير مسبوقة لمواد أنابيب البئر النفطية.
تتعرض أنابيب بئر الكربون التقليدية من الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ لقيود كبيرة في الأداء في ظل ظروف العمل الشديدة: تدهور كبير في القوة في درجات حرارة عالية (حوالي 40 ٪ انخفاض في القوة عند 400 درجة) ، وعدم وجود مقاومة كافية لتآكل كبريتيد الهيدروجين (تم اختصار عمر الخدمة بأكثر من 50 ٪). لذلك ، أصبحت مواد سبيكة التيتانيوم ذات الأداء الشامل الممتاز الخيار البديل الواعد.
يظهر أحدث الأبحاث أن UNS R55400 (ti -6 al -4 v ru) + سبيكة التيتانيوم التي تم تطويرها في الولايات المتحدة تعرض هندسة ممتازةقيمة التطبيق:
Mechanical properties: Room temperature tensile strength ≥ 895MPa, 400 ℃ high temperature strength retention rate>85%
مقاومة التآكل: معدل التآكل السنوي<0.02mm in an environment containing 5% H ₂ S
مقاومة الزحف: تحت حالة 300 درجة \/200 ميجا باسكال ، يكون معدل الزحف أقل من 1 × 10 ⁻⁷ s ⁻ ⁻
ومع ذلك ، تحتوي السبائك على عناصر معدنية ثمينة مثل الروثينيوم بنسبة 4 ٪ ، مما يؤدي إلى تكلفة مادية تصل إلى 120 دولارًا\/كجم ، مما يحد بشدة من تطبيقه على نطاق واسع. تشمل الاختراقات التكنولوجية الرئيسية الحالية:
تطوير سبائك التيتانيوم منخفض التكلفة (مثل ti -38644 ، مع تخفيض التكلفة بنسبة 40 ٪)
مسحوق المعادن بالقرب من تقنية تشكيل صافي (ارتفع معدل استخدام المواد إلى 90 ٪)
تقنية طلاء مركبة متعددة الوظيفية (زادت مقاومة التآكل بمقدار 3 مرات)
تُظهر توقعات الصناعة أن سوق أنابيب Well Well Global Global Alloy سيحافظ على متوسط معدل نمو سنوي قدره 18 ٪ من 2025 إلى 2030. لتحقيق تقدم في التصنيع ، من الضروري بناء نظام ابتكار السلسلة الكامل للتطبيق الهندسي لتصنيع المواد والمواد ". يوصى بإعطاء الأولوية لتطبيقات العرض التوضيحي في حقول زيت البيئة المتطرفة النموذجية مثل Tarim و Sichuan ، وتسريع التكرار التكنولوجي من خلال التحقق من حالة العمل الفعلية.
من المتوقع أن يحل هذا الابتكار المادي المشكلات الفنية "عنق الزجاجة" التي تواجهها تطوير موارد النفط والغاز في الصين ، وتوفر دعمًا مهمًا لضمان أمن الطاقة الوطني.
