Le moderne tecniche di trivellazione petrolifera sono in continua evoluzione, con condizioni di lavoro sempre più complesse per pozzi profondi, pozzi ultraprofondi, pozzi direzionali a grande curvatura e giacimenti di gas acido. Sono ora richiesti standard più elevati per la stabilità strutturale, la resistenza alla corrosione, la resistenza alla fatica e la resistenza meccanica complessiva degli strumenti di perforazione e produzione. I difetti strutturali delle tradizionali aste di perforazione in acciaio e degli utensili di perforazione convenzionali in lega sono diventati sempre più evidenti e non sono più adatti ai requisiti di produzione di attrezzature di perforazione di fascia alta. Il titanio e le leghe di titanio, con le loro eccellenti proprietà fisiche e chimiche come leggerezza, elevata resistenza specifica, elevata tenacità, forte resistenza alla corrosione e bassa fatica, sono diventati i materiali di produzione fondamentali per componenti di fascia alta nella trivellazione e produzione petrolifera.
L’industria è da tempo profondamente impegnata nella lavorazione di fascia alta delle leghe di titanio. Ha condotto una ricerca sistematica sulle caratteristiche organizzative, sui meccanismi di lavorazione e sul controllo dei parametri dei materiali di titanio utilizzati specificamente nelle condizioni dei pozzi petroliferi. È stato formato un sistema di processo di produzione maturo e stabile per componenti in titanio di fascia alta. I comuni gradi di lega di titanio utilizzati nei componenti principali dello sfruttamento e della trivellazione dei pozzi petroliferi includono TC4, TC6, TC11, ecc. Questi gradi possono consentire una lavorazione standardizzata e precisa di prodotti come collari di perforazione non magnetici, aste di perforazione non magnetiche, aste di perforazione cave ad alta resistenza e componenti di precisione per l'estrazione di pozzi.
Le caratteristiche prestazionali del materiale centrale per utensili di perforazione in lega di titanio
Rispetto ai tradizionali aste di perforazione in acciaio, aste di perforazione in lega di alluminio e aste di perforazione anti-zolfo, i materiali in lega di titanio presentano eccezionali vantaggi prestazionali fisici e chimici completi. Presentano un'eccellente flessibilità dei materiali, un basso stress strutturale, prestazioni anti-fatica e resistenza alla corrosione estremamente elevate e un peso complessivo inferiore. In ambienti sotterranei complessi con vibrazioni elevate, carichi alternati ed elevata corrosione, le leghe di titanio si deformano uniformemente e hanno una forte stabilità strutturale, evitando efficacemente difetti di processo come fessurazioni, deformazioni, corrosione e fratture per fatica degli utensili di perforazione convenzionali.
Per il complesso ambiente operativo dei giacimenti di gas acido, le leghe di titanio hanno eccellenti capacità anti-corrosione da solforazione, erosione da ioni anti-cloruro e capacità anti-corrosione da stress. La loro durabilità e stabilità strutturale sono di gran lunga superiori ai materiali metallici tradizionali e possono soddisfare i requisiti di servizio affidabile a lungo termine dei componenti di perforazione ed estrazione in condizioni estreme.
Standard speciali di selezione delle leghe di titanio per la trivellazione e l'estrazione petrolifera
Sulla base dei diversi stati di forza, dei requisiti di precisione e delle caratteristiche strutturali delle varie strutture delle attrezzature per l'estrazione del petrolio e per la trivellazione, l'industria ha stabilito una specifica completa per la selezione della lega di titanio.
La lega di titanio GR5 ha una resistenza completa, tenacità e adattabilità alla lavorazione equilibrate e stabili. È il materiale principale per componenti di precisione nell'industria petrolifera, utilizzato principalmente negli accessori delle sonde degli strumenti di registrazione, negli alberi di collegamento delle apparecchiature e nelle strutture di trasmissione di precisione. Le aste in titanio di grandi dimensioni sono utilizzate principalmente negli oleodotti e nei principali componenti strutturali portanti pressione. In base ai parametri di processo dell'apparecchiatura, può essere adattato a varie specifiche del diametro esterno come P97 e -P30. Le lunghezze delle aste sono divise in due standard: entro un metro e sopra un metro, in grado di soddisfare i requisiti di lavorazione personalizzati per diverse strutture.
Punti chiave della tecnologia di lavorazione precisa per componenti cavi di perforazione in lega di titanio
Le aste portanti della pressione utilizzate nelle operazioni di trivellazione petrolifera generalmente adottano il processo di svuotamento delle aste in titanio solido. Lo spessore della parete del prodotto finito è controllato nell'intervallo da 2 mm a 9 mm e sono previsti standard di processo estremamente elevati per coassialità, precisione dimensionale e stabilità meccanica.
1. Tecnologia di controllo delle indennità di elaborazione
Le aste in titanio di piccolo diametro non possono completare direttamente il processo di scavo del foro profondo. Durante la lavorazione è necessario riservare un margine di lavorazione del diametro esterno di 10 mm. Innanzitutto, il cerchio esterno dell'asta viene lavorato finemente per la sagomatura e la correzione della coassialità, quindi viene eseguita la lavorazione di foratura profonda ad alta precisione. Dalla fonte del processo, è possibile evitare completamente difetti quali eccentricità, deviazione delle pareti e spessore irregolare delle pareti, garantendo la stabilità strutturale del componente durante il funzionamento ad alta velocità.
2. Standard di controllo delle prestazioni meccaniche
I prodotti scavati lavorati devono controllare rigorosamente gli indicatori meccanici completi. La resistenza alla trazione del prodotto finito deve essere mantenuta stabilmente al di sopra di 970 MPa e deve essere mantenuta una riserva di tenacità sufficiente per evitare fratture fragili e fessurazioni causate dai carichi alternati nel pozzo. La temperatura di taglio e lo stress da deformazione residuo durante la lavorazione sono rigorosamente controllati durante tutto il processo per evitare che le prestazioni del materiale si deteriorino a causa dell'indurimento della lavorazione.
3. Requisiti di elaborazione della struttura di precisione
I componenti a forma cava hanno severi requisiti di coassialità, rotondità e uniformità dello spessore delle pareti. Sono gli indicatori chiave del processo per garantire il buon funzionamento delle attrezzature di perforazione. In base ai requisiti della struttura di assemblaggio, le strutture con filettatura interna ad alta precisione possono essere lavorate con precisione per garantire l'accuratezza dell'assemblaggio e la resistenza del bloccaggio strutturale.
Difficoltà della tecnologia di elaborazione e analisi dei costi
La lavorazione dei componenti cavi di perforazione in lega di titanio è caratterizzata da un processo complesso, elevata precisione durante la tornitura e rigorosi standard di controllo dei rottami. La tecnologia di elaborazione complessiva è molto impegnativa. Lo svuotamento standard delle aste di perforazione in lega di titanio nel settore richiede un costo di lavorazione di formatura di base non inferiore a 2.500 yuan al metro. I componenti personalizzati con filettature interne precise hanno una tecnologia di lavorazione ancora più complessa e un valore di lavorazione del prodotto più elevato.
L’importanza di aggiornare la tecnologia di lavorazione delle leghe di petrolio e titanio
Attualmente, i componenti di alta qualità per la perforazione e l'estrazione del petrolio si stanno evolvendo verso precisione, elevata durata ed elevata sicurezza. I materiali tradizionali e le tecniche di lavorazione estese non sono più compatibili con gli standard per la produzione di attrezzature di perforazione di fascia alta. Standardizzando la selezione dei materiali, perfezionando la formatura delle cavità, implementando un controllo sistematico di precisione ed eseguendo test prestazionali standardizzati, è possibile migliorare significativamente la consistenza dimensionale, l'affidabilità strutturale e la stabilità di servizio dei componenti di perforazione petrolifera ed estrazione del titanio. Ciò migliorerà continuamente anche il sistema tecnologico di lavorazione nazionale per i materiali di titanio specifici del petrolio.
Le leghe di titanio, grazie alle loro eccellenti proprietà meccaniche e resistenza alla corrosione, sono altamente adatte per i rigorosi standard di produzione dei moderni componenti di trivellazione ed estrazione petrolifera di fascia alta. Attraverso la selezione scientifica dei materiali, la meticolosa lavorazione dei fori profondi e il controllo rigoroso della precisione e degli indicatori meccanici, è possibile produrre in modo affidabile componenti in lega di titanio ad alta resistenza, altamente concentrici e altamente stabili per la trivellazione e l'estrazione petrolifera. Ciò promuove il continuo aggiornamento della tecnologia di lavorazione profonda dei materiali di titanio per la trivellazione e l’estrazione petrolifera verso la standardizzazione, la precisione e l’alta qualità.
Baoji Yibaite New Materials Technology Co., Ltd. è un produttore professionale di tubi in titanio nella China Titanium Valley
Indirizzo: Impianto n.10, Strada n.3 Phoenix, Zona di sviluppo high-tech, città di Baoji, provincia di Shaanxi, Cina.
Indirizzo e-mail:nancy@yibaite.com.cn,stevenwei@yibaite.com.cn
Tel: 0086-18291761837, 0086-18992799610