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鈦合金制品應用于油井管沖破行業壁壘

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2016-5-27 16:08:55

當前我國用于石油開采的油井管基本是鎳基合金材料,該材料的制造價格高昂且易腐蝕,使用壽命較短,同時,鎳礦資源較為貧乏,鎳資源的生產與消費仍主要依賴于進口。而我國是資源大國,鈦合金又具有優異的耐蝕性、良好的機械性能、高抗疲勞強度、耐用性等特點,如作為石油開采油井管材將比目前使用的鎳基合金材料壽命長。從長遠來看,大力發展鈦合金油井管代替鎳基合金管有利于進一步降低油田開發成本。

目前我國石油行業存在的問題,鈦合金材料的應用已成為石油行業油井管的發展方向。目前,國內天津鋼管、攀成鋼、寶鋼、北京有色金屬研究總院、寶鈦、忠世高新等單位均在鈦合金油套管的開發上取得一定進展,研發生產的產品已初步下井測試。雖然如此,但鈦合金材料在石油行業油井管應用方面也存在一定問題。宋生印告訴記者:“由于鈦合金本身特性,部分鈦合金材料在一定工況下耐蝕具有局限性,使用時會出現縫隙腐蝕和應力腐蝕開裂問題;國內鈦合金油井管產品材質單一,無法滿足多種工況、多種應用類別的油氣開發材料需求,在強度、功能和耐蝕性上還有提升的空間;在低油價的市場環境下,需要低成本、適用性、符合用戶要求的鈦合金材料選材與開發;油氣行業用油井管對外形尺寸要求較高,由于制備工藝的不同,軋制和擠壓的鈦合金管材在外形尺寸、表面質量等方面還存在不足;目前鈦合金管成品率不高,對鈦合金廢品無法像鋼鐵一樣回收利用,拉高了鈦合金管成本,加工制備技術需進一步完善,提高成品率等問題亟待解決。”

針對目前面臨的問題,宋生印在采訪時從研究院的角度提出了自己的幾點建議:其一,加強服役工況下可用鈦合金材料試驗研究,建立起適合石化行業用鈦合金材料體系和性能數據庫;其二,系統研究關鍵的強度、韌性、耐蝕性等指標,建立起符合鈦合金油井管特性的關鍵性能指標;其三,鈦合金材料的整體管柱力學設計尚未健全,需要進一步的研究和建立相應的管柱設計方法和規范;其四,對鈦合金管產品進行綜合評價,在深入研究的基礎上進行應用推廣和指導,并建立動態跟蹤研究,逐步建立失效預防體系;其五,制定完善的鈦合金油井管標準體系。他強調,最關鍵一點是對鈦合金管材服役環境進行全面適用性評價和全壽命質量安全監督及評估,引入完整性概念進行綜合設計及評價。

中國石油集團石油管工程技術研究院是國內唯一從事石油管及管柱技術研究院,在工作當中和生產企業進行合作,研發生產出的鈦合金制品應用于油井管之前需通過國家石油管材質量檢測中心檢測評價才能下井應用。該研究所從2008年起開始跟蹤研究鈦合金油井管,先后與加拿大鈦管公司、北京有色金屬研究總院、東方高新等多家企業合作,開展了多個鈦合金研究及試驗評價項目,對多種鈦合金進行了全面的理化、實物及抗腐蝕性能、服役性能的試驗并形成鈦合金選材指導。同時也從鈦合金氣密封特殊螺紋開發、鈦合金酸化緩蝕劑開發、鈦合金專用抗粘扣螺紋潤滑脂開發鈦合金表面處理及抗粘扣研究、鈦合金螺紋加工及檢測技術等方面展開了眾多研究。

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