石油化学産業におけるチタン合金の応用

発見以来、金属チタンは化学産業で最も多く使用されてきました。 過去 12 年間、国内の化学産業は毎年 15,{2}} トン以上のチタンを消費してきました。
チタン安心001：チタンは強度が高く、加工性も優れています
オールチタン合金ドリルパイプ、このドリルパイプを侮ってはいけません。
TAの比強度はステンレス鋼の3.5倍、アルミニウム合金の1.3倍、マグネシウム合金の1.6倍です。 同じ重量であれば、より大きな衝撃や圧力に耐えることができます。
TA の引張強さは、他の合金パートナーの 1.5-2 倍です。 地下掘削時の安全性と耐久性が向上しました。 北西部油田の超深井戸や半径の短い坑井など、複雑な坑井条件での掘削作業に特に適しています。
強さ

チタン合金 Ti-6Al-4V
ステンレス鋼18-8
アルミニウム合金
引張強さ/MPa
960
608
470
降伏強さ/MPa
892
255
294
近年、原油回収率を向上させ、油ガス田の生産コストを削減し、油ガス田の開発寿命を延ばすために、延長リーチ坑井、短半径坑井、延長坑井など、ますます複雑な構造の坑井が開発されています。リーチ井戸など。窓付きの側道水平井戸のある古い井戸。 従来のドリルパイプは、これらの複雑な坑井構造で使用する場合、いくつかの困難に直面します。 たとえば、超短半径の水平坑井では、坑井の曲率は非常に小さくなります (<18m), which results in large alternating stresses in conventional drill pipes. Fatigue fractures of drill pipes caused by alternating stress often occur, causing heavy losses to oil fields. In order to solve these problems, foreign countries have begun to use new materials to develop titanium alloy drill pipes, aluminum alloy drill pipes, composite drill pipes, etc. to replace traditional drill pipes.
研究室は、繰返し応力が 30,{1}}psi から 40,000psi の間の場合、チタンの疲労寿命は通常の鋼の 10 倍であることを確認しました。 チタン合金チューブの弾性係数は約16.5msiです。 鋼製ドリルパイプよりも弾性が優れており、曲率の大きな井戸断面に適しています。 。 現在、経済性に優れたチタン合金ドリルパイプが生産されています。 Ti-6Al-4V 管本体は、両端の据え込みと両端の突合せ溶接継手で構成されます。 チタンチューブ本体の寸法は API 規格および長さの範囲に準拠しています。 API 標準のスコープ 2 または 3 を指定します。 製造コストを削減するために、ドリルツールジョイントはスチール製で、ジョイントのネジ山は上部シャックルに貫通され、ジョイントの外径は耐摩耗性テープで溶接されています。 チタン合金ドリルパイプは、超深井戸や長距離井戸でも使用されます。 チタン合金の密度が低いため、フック荷重を 30% 削減し、トルクを 30-40% 削減し、穴あけ工具の引抜き力マージンと安全率を大幅に向上させ、取り扱い能力を向上させます。複雑な事故。
日常環境において、チタン合金ドリルパイプの耐用年数は、同じ仕様の従来の鋼製ドリルパイプの 10 倍です。 腐食環境では、耐用年数は従来のスチール製ドリルパイプの 100 倍です。
ドリルパイプに加えて、海洋石油プラットフォームの柱、熱交換器、ポンプ、バルブなども石油の生産と精製に広く使用されています。 たとえば、米国の北海石油掘削プラットフォームでは 100 個のチタン熱交換器が使用されています。 ノルウェーのハイドラム プロジェクトでは、世界初のチタン製高圧ライザー シャフトを使用しています。

チタン信頼性002: チタンは耐食性が高く、長寿命です。
海洋石油探査プラットフォームでは、生物汚染による構造部品の腐食が非常に深刻です。 従来の金属で作られたデバイスは、半分機能しないことがよくあります。 しかし、チタンの表面には、自然に形成された緻密で不活性、防錆性、耐食性に優れた酸化膜が形成されています。 追加の防腐処理をしなくても海水に容易に耐えます。 、硫酸、石油化学腐食。 チタン合金コンポーネントは、高温や重度の腐食性 (つまり、塩分の多い) 生産環境を含む、より深い海やより深い井戸に到達する石油掘削に役立ちます。
チタンを使用しているため、リグは恐れることなく探索できます。
我が国の天然ガス資源のほとんどは、新疆のタリムや四川盆地のような高硫黄ガス田などの硫黄ガス田である。 H2S2 と C2O2 の含有量が高い油田およびガス田のパイプラインの防食と、高温高圧条件下での長期使用は、石油およびガス開発における困難な問題です。 現在、パイプラインには高品質の耐食性材料を選択することが主流となっています。 チタン合金は、耐孔食性に優れているため、硫黄含有量が高い環境、特に Cl および H2S 含有量が高い過酷な作業条件で使用されます。 一般に、ステンレス鋼やニッケルベースの合金でも腐食します。
Titanium Reliable 003: チタン・より軽く、より柔軟な操作性
チタン合金棒は鋼棒よりも強力ですが、チタン合金棒は軽量でもあり、重量は鋼棒のほぼ半分です。チタン合金棒は軽いため、穴あけトルクはほぼ50％減少します。上部の地面ドライブにかかる負荷は大きく、小さい (PS: 力が小さく、より深く、より安定した穴あけ) ため、装置はそれほど簡単には壊れません。 したがって、チタンロッドは強くて軽量であり、より多くの労力、燃料、設備を節約できます。