Titāna materiālu pielietojums naftas urbšanā un ražošanā
Pēdējos gados, lai uzlabotu jēlnaftas ieguvi, samazinātu naftas un gāzes atradņu ieguves izmaksas un pagarinātu naftas un gāzes atradņu attīstības mūžu, arvien vairāk tiek izveidoti sarežģīti urbumi, piemēram, lielizstrādes akas, īsa rādiusa akas un horizontālās akas ar sānu urbšanu, atverot logus vecās akās. Parastās urbšanas caurules ir saskārušās ar dažām sarežģītām problēmām, ja tās tiek izmantotas šajās sarežģītajās akās. Piemēram, īpaši īsa rādiusa horizontālās akās urbuma izliekums ir ļoti mazs (<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. augstāka izturība un lielāka darbības jauda
Laboratorija ir apstiprinājusi, ka, ja cikliskais spriegums ir 30 000 psi-40000psi, titāna noguruma kalpošanas laiks ir 10 reizes lielāks nekā parastajam tēraudam. Titāna sakausējuma cauruļu elastības koeficients ir aptuveni 16,5 msi, kas ir elastīgāks nekā tērauda urbjmašīnas un ir vairāk piemērots urbumu sekcijām ar augstu izliekumu. Šobrīd ir ražotas titāna sakausējuma urbšanas caurules ar labu ekonomisko efektivitāti. Caurules korpuss, kas izgatavots no Ti-6Al-4V, ir izjaukts abos galos un piemetināts pie instrumentu savienojumiem abos galos. Titāna caurules korpusa izmērs atbilst API standartam, un garuma diapazons ir 2 vai 3, kas norādīts API standartā. Lai samazinātu ražošanas izmaksas, instrumenta savienojums ir izgatavots no tērauda, savienojuma vītne tiek ievilkta pēc grima un dekoratīvās sprādzes, un savienojuma ārējais diametrs ir metināts ar nodilumizturīgu siksnu. Titāna sakausējuma urbšanas caurules tiek izmantotas arī īpaši dziļās akās un liela tilpuma urbumos. Titāna sakausējuma zemā blīvuma dēļ tas var samazināt lielā āķa slodzi par 30%, samazināt griezes momentu par 30-40%, ievērojami uzlabot urbšanas instrumenta stiepes robežu un drošības koeficientu, kā arī uzlabot spēju. risināt sarežģītus negadījumus.
Ikdienas vidē titāna sakausējuma urbšanas cauruļu kalpošanas laiks ir 10 reizes lielāks nekā parastās tērauda urbšanas caurules ar tādu pašu specifikāciju; korozīvā vidē tas ir 100 reizes lielāks nekā parastajām tērauda urbšanas caurulēm. Papildus urbšanas caurulēm naftas ieguves un pārstrādes laukos plaši tiek izmantoti naftas platformu stabi, siltummaiņi, sūkņi, vārsti utt. Piemēram, Ziemeļjūras naftas atradņu urbšanas platformā ASV izmanto 100 titāna siltummaiņus; Heidrum projektā Norvēģijā tiek izmantota pasaulē pirmā titāna augstspiediena stāvvada vārpsta.
2. Vairāk izturīgs pret koroziju un ilgāks kalpošanas laiks
Jūras naftas ieguves platformām bioloģiskā piesārņojuma izraisītā konstrukciju daļu korozija ir diezgan smaga. Tas bieži padara tradicionālās metāla iekārtas "pus mirušas", bet titāna virsmai ir dabiski izveidota, blīva, inerta, rūsas izturīga un pret koroziju izturīga oksīda plēve, kas var viegli izturēt jūras ūdens, sērskābes koroziju, un naftas ķīmijas produkti bez papildu pretkorozijas apstrādes. Titāna sakausējuma daļas var palīdzēt naftas urbšanai iekļūt dziļākos ūdeņos un dziļākos naftas urbumos, tostarp augstākās temperatūrās un ražošanas vidēs ar smagu koroziju (ti, augstu sāls daudzumu).
Lielākā daļa Ķīnas dabasgāzes resursu ir sēru saturoši gāzes atradnes, piemēram, Tarimas baseins Sjiņdzjanā un Sičuaņas baseins, kas ir gāzes atradnes ar augstu sēra saturu. Cauruļu aizsardzība pret koroziju naftas un gāzes atradnēs ar augstu H2S2 un C2O2 saturu un ilgstoša ekspluatācija augstas temperatūras un augsta spiediena apstākļos ir sarežģītas problēmas naftas un gāzes attīstībā. Šobrīd par dominējošu tendenci ir kļuvusi augstas kvalitātes korozijizturīgu materiālu kā cauruļu izvēle. Titāna sakausējumus izmanto vidēs ar augstu sēra saturu, jo tie ir lieliski noturīgi pret punktveida veidošanos, īpaši skarbos darba apstākļos, kur ir augsts Cl un H2S saturs, kā arī parasti nerūsējošais tērauds un pat sakausējumi uz niķeļa bāzes ir korozējuši.
3. Vieglāks un elastīgāks darbam
Lai gan titāna sakausējuma stieņi ir jaudīgāki nekā tērauda stieņi, tie ir arī vieglāki, un tāda paša tilpuma svars ir gandrīz uz pusi mazāks nekā tērauda svars. Tāpēc urbšanas griezes momentu var samazināt par gandrīz 50%, un atbilstošā augšējās piedziņas slodze uz zemi ir mazāka (PS: mazāks spēks, dziļāka un stabilāka urbšana), un iekārtu nav tik viegli salauzt. Tāpēc titāna stieņi ir izturīgi un vieglāki, kas var ietaupīt vairāk pūļu, degvielas un aprīkojuma.
Nākotnē globālais pieprasījums pēc titāna sakausējuma eļļas caurulēm ar lielāku izturību un spēcīgāku izturību pret koroziju ir ļoti steidzams. Lielākie vietējie tērauda cauruļu ražošanas uzņēmumi un pētniecības institūti aktīvi veic pētniecības un attīstības darbu. Paredzams, ka naftas urbšanas un transportēšanas jomā izmantotais titāns kļūs par lielu titāna materiālu pielietojuma tirgu.
