Nýsköpunarrannsóknir á títanblöndu í olíubrunnpípum við miklar jarðfræðilegar aðstæður
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%). Þróun djúps olíu- og gassviðs sem Tarim Oilfield hefur táknað hefur sett fram áður óþekktar frammistöðuþörf fyrir olíuhola pípuefni.
Hefðbundin kolefnisstál og ryðfríu stáli olíuholur eru útsettar fyrir verulegum afköstum takmörkunum við miklar vinnuaðstæður: veruleg niðurbrot styrksins við hátt hitastig (um 40% lækkun á styrkleika við 400 gráðu) og ófullnægjandi ónæmi gegn tæringu á streitu á brennisteini (þjónustulíf styttist með meira en 50%). Þess vegna hafa títan álefni með framúrskarandi alhliða frammistöðu orðið efnilegasta valkosturinn.
Nýjustu rannsóknirnar sýna að UNS R55400 (Ti -6 al -4 v ru) + Titanium ál þróað í Bandaríkjunum sýnir framúrskarandi verkfræðiUmsóknargildi:
Mechanical properties: Room temperature tensile strength ≥ 895MPa, 400 ℃ high temperature strength retention rate>85%
Tæringarþol: Árlegur tæringarhlutfall<0.02mm in an environment containing 5% H ₂ S
Skriðþol: Undir ástandi 300 gráðu \/200MPa er skriðhraðinn minna en 1 × 10 ⁻⁷ S ⁻¹
Samt sem áður inniheldur álfelgurinn góðmálmþætti eins og 4% ruthenium, sem leiðir til efniskostnaðar allt að $ 120\/kg, sem takmarkar verulega stórfellda notkun þess. Núverandi lykil tæknileg bylting er meðal annars:
Þróun lágmarkskostnaðar - tegund títan málmblöndur (eins og Ti -38644, með kostnaðarlækkun um 40%)
Púður málmvinnsla nálægt nettó myndunartækni (efnisnýtingarhlutfall jókst í 90%)
Multictional Composite Coating Technology (tæringarþol jókst um 3 sinnum)
Spár iðnaðarins sýna að Global Titanium Alloy Oil Well Pipe markaðurinn mun viðhalda meðaltali 18% árlega frá 2025 til 2030. Til að ná bylting í iðnvæðingu er nauðsynlegt að byggja upp fullt keðju nýsköpunarkerfi „efnisrannsókna- og þróunarframleiðsluverkfræðiforrit“. Mælt er með því að forgangsraða sýningarumsóknum í dæmigerðum öfgafullum umhverfi olíusviðum eins og Tarim og Sichuan og flýta fyrir tæknilegri endurtekningu með raunverulegri staðfestingu á ástandi.
Búist er við að þessi efnisleg nýsköpun leysi tæknileg vandamál „flöskuháls“ sem frammi fyrir djúpri olíu- og gasauppbyggingu Kína og veitir mikilvægan stuðning til að tryggja orkuöryggi þjóðarinnar.
