A titánötvözet innovatív alkalmazás kutatása az olajkút -csövekben szélsőséges geológiai körülmények között
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%). A Tarim Oilfield által képviselt mély olaj- és gázmezők kifejlesztése példátlan teljesítményigényt állított elő az olajkút -csőanyagokra vonatkozóan.
A hagyományos szénacél és a rozsdamentes acél olajkút -csövek szélsőséges munkakörülmények mellett szignifikáns teljesítménykorlátozásoknak vannak kitéve: szignifikáns szilárdsági lebomlás magas hőmérsékleten (körülbelül 40% -os szilárdság csökkenése 400 fokon), és nem elégséges ellenállást a hidrogén -szulfid stressz -korrózióval (az élettartam több mint 50% -kal rövidítve). Ezért a kiváló átfogó teljesítményű titánötvözet anyagok a legígéretesebb alternatív választássá váltak.
A legfrissebb kutatások azt mutatják, hogy az UNS R55400 (TI -6 Al -4 v RU) + titánötvözet, amelyet az Egyesült Államokban fejlesztettek kiAlkalmazási érték:
Mechanical properties: Room temperature tensile strength ≥ 895MPa, 400 ℃ high temperature strength retention rate>85%
Korrózióállóság: Éves korrózió arány<0.02mm in an environment containing 5% H ₂ S
Kúszás ellenállás: 300 fok \/200 mPa esetén a kúszási sebesség kevesebb, mint 1 × 10 ⁻⁷ ⁻ ⁻
Az ötvözet azonban nemesfém elemeket, például 4% ruténiumot tartalmaz, ami akár 120 dollár\/kg anyagköltséget eredményez, ami súlyosan korlátozza annak nagy léptékű alkalmazását. A jelenlegi kulcsfontosságú technológiai áttörések a következők:
Az olcsó típusú titánötvözetek fejlesztése (például ti -38644, 40%-os költségcsökkentéssel)
A por kohászat a nettó formázási technológia közelében (az anyaghasználati arány 90%-ra nőtt)
Több funkcionális kompozit bevonási technológia (a korrózióállóság háromszor nőtt)
Az ipari előrejelzések azt mutatják, hogy a globális titánötvözet -olajkút -csőpiac 2025 és 2030 között átlagosan 18% -os éves növekedési rátát tart fenn. Az iparosodás áttörése érdekében az "anyagkutatási és fejlesztési gyártási folyamatmérnöki alkalmazás" teljes lánc -innovációs rendszerének felépítéséhez szükséges. Javasoljuk, hogy a demonstrációs alkalmazások prioritása legyen a tipikus szélsőséges környezeti olajmezők, például a Tarim és a Szecsuánban, és felgyorsítsák a technológiai iterációt a tényleges munkafeltételek ellenőrzésével.
Ez az anyagi innováció várhatóan megoldja a "szűk keresztmetszet" technikai problémákat, amelyekkel Kína mély olaj- és gázforrás -fejlesztése szembesül, és fontos támogatást nyújt a nemzeti energiabiztonság biztosításához.
