钛合金油井管国内外研究进展

美国和日本最早于20世纪80年代中期开始对钛合金材料在油气开发领域应用适用性进行研究。美国RMITitaniumCompany从20世纪90年代起就系统研究了可用于油气开发领域的钛合金种类及性能,通过实验的方法验证了不同钛合金材料在高温、高压、高腐蚀环境中使用的可行性及性能局限,氢脆的防治办法以及贵金属铂族元素的加入对钛合金耐腐蚀性能的提升,并成功地研制了热旋转-压力穿孔管材轧制工艺开发出钢级超过MPa的钛合金油套管、连续管、海洋钻井隔水管和悬链式立管等产品。   经美国腐蚀工程师协会NACE评定:环境温度在℃以下时产品可完全抵御H2S、CO2和Cl-腐蚀,产品于年起在美国多个区块的油气井、墨西哥湾的Oryx海王星钻井项目和MobileBayField(莫比尔湾油田)热酸性油气井成功应用。   Weatherford子公司GrantPrideco及RTI能源系统公司使用热滚压工艺开发出钛合金钻杆,它不仅具有钢钻杆的强度,还具有合成材料的柔性、较轻的质量以及抗腐蚀性、耐用性,产品于年在美国Kansas州进行了多次短半径水平井钻井应用。   Unocal石油公司将钛管材用于美国SaltonSea区域热盐水型地热带热采井的开发,在℃超高浓度盐水的腐蚀环境中工作,碳钢管的寿命一般短于一年,而钛合金管的设计寿命预期长于15年。   Chevron公司研发的Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-4V-Ru和Ti3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo等钛合金油套管材料,已在墨西哥湾一些高压高温、超高压高温井进行了应用。美国大陆石油公司在HiedrunTLP工程中采用直径约为mm的钛钻井立管,Cooper-Cameron石油工具有限公司采用Ti-6Al-4VELI合金挤压生产直径为mm和mm的立管,并将它们投入Green-Canyon工程,整套装置已经从年5月份开始运行。   新西兰QuestIntegrityNZLLtd公司研究了钛合金在地热资源开发中的腐蚀情况,结果表明钛合金在25~℃高温的地热流体下都具有良好的性能。日本住友金属等公司研究了钛合金管在模拟生产工况条件下的腐蚀行为,均证明钛合金材料用于油气开发领域具有巨大的优势。

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