石油用鈦合金管材料的性能特點及發展

發布時間：2020-10-08 22:55:52 瀏覽次數：

1、鈦合金材料的性能特點

鈦合金因其優異的耐蝕性，良好的機械性能，具有較高的經濟性成為石油工業特殊工況油氣田的備選材料，從上世紀80年代國外就已開始進行鈦合金管在石化行業的研究與應用，常用的鈦合金管主要有鈦合金桿、鈦合金油管、鈦合金套管、隔水管等。中國石油集團公司石油管工程技術研究院根據鈦合金材料的獨特的物理力學性能，開展了系統研究，克服了部分鈦合金材料在一定工況下會有耐蝕的局限性以及腐蝕電位高、熱傳導系數低、難加工等問題，對多種鈦合金進行了全面的理化、實物及抗腐蝕性能、服役性能的實驗研究，解決鈦合金用作油井管的關鍵問題，成功開發出了鈦合金油管、套管及鉆桿，通過下井試驗表明鈦合金油井管滿足深井超深井技術要求，為下一步推廣應用奠定了基礎。最后，他呼吁業界同仁共同努力，早日把鈦合金管廣泛應用于我國石油工業的各個主要環節，以滿足國家石油安全的重大國策。

鈦合金管

油井管在石油工業中占有重要的位置，石油天然氣勘探開發消耗大量油井管。據國際權威統計，每鉆進一米，約需油井管62kg，2012年我國消耗油井管350萬噸（三桶油和延長石油公司），耗資幾百億元人民幣。油井管在石油工業中的地位，最主要的是其質量、性能對石油工業的發展關系重大。油井管服役工況條件惡劣。通常要承受幾百甚至上千個大氣壓的內壓或外壓（塔里木油田最高壓力可達120MPa），幾百噸的拉伸載荷，還有高溫及嚴酷的腐蝕介質的作用。油井管損壞有時會導致油氣井報廢。我國西部油田一口油氣井的成本約幾千萬元甚至上幾億元人民幣。油井管的安全可靠性、使用壽命和經濟性對石油工業關系極其重大。據國際鉆井承包商協會（IADC）統計，每起鉆柱斷裂事故平均直接損失為10.6萬美元。

2、石油用鈦合金管的發展

石油管工程技術研究院從2008年起開始跟蹤研究鈦合金油井管，開展了多個鈦合金研究及試驗評價項目，研究主要集中在以下方面：

1、鈦合金選材指導與評價：鈦合金油管材料通過了美國腐蝕工程師協會NACE TM0177-2005標準規定的抗SSC檢測，表現出良好的抗SSC性能。

2、鈦管關鍵指標研究：對多種鈦合金進行了全面的理化、實物及抗腐蝕性能、服役性能的試驗。

3、鈦合金氣密封特殊螺紋開發：與加拿大C-Fer中心合作，進行了油套管特殊螺紋接頭氣密封機理研究，為鈦合金材料量身開發了氣密封特殊螺紋接頭，取得知識產權。

4、鈦合金酸化緩蝕劑開發：針對鈦合金酸化腐蝕問題，開發出適用于鈦合金鹽酸酸化緩蝕劑TG-205，該緩蝕劑能夠滿足鹽酸酸化的要求。