Inovativní aplikační výzkum slitiny titanu v ropných vrtů za extrémních geologických podmínek
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%). Vývoj hlubokých ropných a plynových polí zastoupených Tarim Oilfield předložil bezprecedentní požadavky na výkon na ropné studny materiálů.
Tradiční trubky oleje na uhlíkovou ocel a olejové jamky z nerezové oceli jsou vystaveny významným omezením výkonu za extrémních pracovních podmínek: významná degradace pevnosti při vysokých teplotách (přibližně 40% pokles pevnosti při 400 stupňů) a nedostatečná odolnost vůči korozi napětí vodíku (život se zkrátí o více než 50%). Proto se materiály z titanových slitin s vynikajícím komplexním výkonem staly nejslibnější alternativní volbou.
Nejnovější výzkum ukazuje, že UNS R55400 (ti -6 al -4 v ru) + Titanium slitiny vyvinuté ve Spojených státech vykazuje vynikající inženýrstvíHodnota aplikace:
Mechanical properties: Room temperature tensile strength ≥ 895MPa, 400 ℃ high temperature strength retention rate>85%
Odolnost proti korozi: roční míra koroze<0.02mm in an environment containing 5% H ₂ S
Odolnost vůči dotvaru: Za podmínky 300 stupňů \/200MPa je míra tečení menší než 1 × 10 ⁻⁷ S ⁻⁻
Slitina však obsahuje vzácné kovové prvky, jako je 4% ruthenium, což má za následek materiálové náklady až do výše 120 $\/kg, což vážně omezuje jeho rozsáhlou aplikaci. Současné klíčové technologické průlomy zahrnují:
Vývoj nízkonákladových titanových slitin (jako je Ti -38644, se snížením nákladů o 40%)
Prášková metalurgie blízko technologie formování sítě (míra využití materiálu se zvýšila na 90%)
Technologie více funkčních kompozitních povlaků (odolnost proti korozi se zvýšila o třikrát)
Prognózy v oboru ukazují, že globální trh s ropnou v turnajích titanových slitin si bude udržovat průměrnou roční míru růstu 18% od roku 2025 do roku 2030. Aby bylo dosaženo průlomu v industrializaci, je nutné vybudovat kompletní řetězový inovační systém „výrobního výzkumu a vývoje výroby“. Doporučuje se upřednostnit demonstrační aplikace v typických extrémním prostředích ropných polí, jako jsou Tarim a Sichuan, a urychlit technologickou iteraci prostřednictvím skutečného ověření pracovních podmínek.
Očekává se, že tato materiální inovace vyřeší technické problémy „úzkých míst“, kterým čelí čínský rozvoj hlubokých ropy a plynových zdrojů, a poskytne důležitou podporu pro zajištění národní energetické bezpečnosti.
