Penelitian Aplikasi Inovatif Paduan Titanium dalam Pipa Sumur Minyak Dalam Kondisi Geologi Ekstrim
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%). Pengembangan ladang minyak dan gas yang dalam yang diwakili oleh Tarim Oilfield telah mengajukan persyaratan kinerja yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk bahan pipa sumur minyak.
Baja karbon tradisional dan pipa oli stainless steel terpapar pada keterbatasan kinerja yang signifikan dalam kondisi kerja ekstrem: degradasi kekuatan yang signifikan pada suhu tinggi (sekitar 40% penurunan kekuatan pada 400 derajat), dan resistensi yang tidak memadai terhadap korosi stres hidrogen sulfida (umur layanan diperpendek lebih dari 50%). Oleh karena itu, bahan paduan titanium dengan kinerja komprehensif yang sangat baik telah menjadi pilihan alternatif yang paling menjanjikan.
Penelitian terbaru menunjukkan bahwa UNS R55400 (ti -6 al -4 v ru) + paduan titanium yang dikembangkan di Amerika Serikat menunjukkan teknik yang sangat baikNilai aplikasi:
Mechanical properties: Room temperature tensile strength ≥ 895MPa, 400 ℃ high temperature strength retention rate>85%
Resistensi Korosi: Tingkat Korosi Tahunan<0.02mm in an environment containing 5% H ₂ S
Creep Resistance: Dalam kondisi 300 derajat \/200MPa, laju creep kurang dari 1 × 10 ⁻⁷ S ⁻¹
Namun, paduan ini mengandung elemen logam mulia seperti ruthenium 4%, menghasilkan biaya material hingga $ 120\/kg, yang sangat membatasi aplikasi skala besarnya. Terobosan teknologi utama saat ini meliputi:
Pengembangan paduan titanium berbiaya rendah (seperti ti -38644, dengan pengurangan biaya 40%)
Metalurgi bubuk di dekat teknologi pembentukan jaring (tingkat pemanfaatan material meningkat menjadi 90%)
Teknologi pelapisan komposit multi fungsional (resistensi korosi meningkat 3 kali)
Prakiraan industri menunjukkan bahwa pasar Pipa Sumur Minyak Titanium Global akan mempertahankan tingkat pertumbuhan tahunan rata -rata 18% dari tahun 2025 hingga 2030. Untuk mencapai terobosan dalam industrialisasi, perlu untuk membangun sistem inovasi rantai penuh "penelitian material dan pengembangan aplikasi rekayasa proses pembuatan". Disarankan untuk memprioritaskan aplikasi demonstrasi di bidang minyak ekstrem yang khas seperti Tarim dan Sichuan, dan mempercepat iterasi teknologi melalui verifikasi kondisi kerja aktual.
Inovasi material ini diharapkan untuk menyelesaikan masalah teknis "bottleneck" yang dihadapi oleh pengembangan sumber daya minyak dan gas China, dan memberikan dukungan penting untuk memastikan keamanan energi nasional.
