TC4钛棒在石油测井仪器与特殊钻具领域的应用优势
发布日期:2020-2-29 7:17:23
石油钻采工具选用优质钛及钛合金材料,科辉钛业具有多年的钛材加工经验,对钛及钛合金有深入的研究。钛合金测井仪器材质TC4,TC11,TC6等,可加工钛合金无磁钻铤、无磁钻挺、钛合金无磁钻杆,钛合金钻杆等。随着现代石油工业的发展,油井钻井对钻井技术提出了越来越高的要求,特别是一些特殊工艺井的钻井,一些常规的钻井工具、设备已无法满足钻井的要求。国内外为满足特殊工艺井的钻井要求,开发了一系列的钻井工具、设备,其中钛合金钻杆就是近年来发展起来的一个新品种。钛合金钻杆与常规的钢钻杆相比具有更大的柔性,具有结构应力小、耐疲劳、耐腐蚀、质量轻的特点,在高曲率井眼的钻井应用中具有良好的适应性。详细介绍了国外钛合金钻杆的研究、设计、进展以及现场使用情况。
近年来,随着酸性气田的勘探开发及特殊钻井工艺的应用,钻具失效事故时有发生,对钻具的安全性能提出了新要求。对国内外的抗硫钻杆、铝合金钻杆、钛合金钻杆等高性能钻杆的性能和特点进行了综合分析和评价,为复杂环境和服役工况下的钻具选用提供参考。针对这些高性能钻杆的性价比,提出了我国自主研发高性能钻杆的建议。
为满足曲率半径小于183m的老井侧钻作业的需要,研制了可靠性好,使用寿命长的钛合金钻杆。这种钻杆的杆体选用Ti一6A1一4V合金制造,接头用钢材制造,杆体与接头采用快速热配装方法实施螺纹连接。杆体表面采用喷丸硬化工艺处理,杆端实施加厚处理。生产出的长914m的73mm 18节钛合金钻杆与925mmFR 26钻杆接头配接,已用于美国科罗多拉州的一口曲率半径为18m的油井的钻井作业为了解决钢钻杆在短半径水平井钻井时出现早期疲劳、磨损和物理损伤而降低使用寿命及可靠性问题, 美国Grant Prideco公司与RTI能源系统公司研制成钛合金钻杆.这种钻杆具有很高的强度、挠性和耐用性,而且质量轻、耐腐蚀。钻重入短半径水平井及短半径分支侧向井时,要求钻杆在通过短半径弯曲旋转处时不致因高周期应力而早期失效。钛合金钻杆能满足这项要求,它不会在钻穿弯曲井段时产生高扭矩和阻力。钛合金与钢相比具有以下优点:
(1)耐腐蚀疲劳;
(2)比钢更耐腐蚀和磨蚀;
(3)钛的弹性模数为117x105MPa, 而钢则为207x105MPa, 钛的刚性为钢的57%;
(4) 钛的屈服强度为827MPa, 其强度质量比为钢为满足特殊工艺井的钻井要求,开发了新型钛合金钻杆和铝合金钻杆。由于钻杆在钻进中易出现断裂和刺穿等失效事故,为确保新型钻杆在钻进过程中的结构安全性,对新型钛合金和铝合金钻杆分别进行了有限元分析。计算分析表明:钛合金钻杆的工作安全性较高,可用于深井、大位移井、水平井、大斜度井钻井施工;铝合金钻杆结构安全性较低,可通过增加壁厚来提高其结构安全性。更多还原近年来,随着酸性气田的勘探开发及特殊钻井工艺的应用,钻具失效事故时有发生,对钻具的安全性能提出了新要求.对国内外的抗硫钻杆、铝合金钻杆、钛合金钻杆等高性能钻杆的性能和特点进行了综合分析和评价,为复杂环境和服役工况下的钻具选用提供参考。针对这些高性能钻杆的性价比,提出了我国自主研发高性能钻杆的建议。
在造斜井眼曲率半径小于183m的老井侧钻作业中,需要使用可靠性好服役寿命长的钻杆.常规用于短半径钻井作业的钢、铝合金和复合材料钻杆,通常会由于疲劳伤害、磨损和物理伤害等而缩短寿害;
(5) 钛的屈服强度高达8232MPa,其强度-质量比是S一135钢的154倍。现场要求钻杆应当能够在1524m曲率半径或更小曲率半径的条件下安全进行钻井作业,并且具有超过50万次造斜循环的服役寿命。钛所具备的低弹性模量使其成为理想的钻杆材料。实验室试验已经证实, 在循环弯曲应力为206270MPa的条件下,钛的疲劳寿命值比钢高10倍。虽然钛的价格明显高于钢,但是长疲劳寿命和优良的工作特性,使其比钢更加经济实用。
TC4钛棒在石油测井仪器上主要用于探头部位与连接轴,大的主要用在石油管道,一般根据不同的生产需要基本上常用的规格分为外径P97、-P30的TC4棒材,长度有1米以下、1米以上不同的长度,然后从中间进行掏空,一般掏空后的壁厚为2-9毫米不等,根据客户具体的要求来定,此材料要求同心度要好!强度要能够保证,韧性要好,一般强度保证在>970兆帕,报价时直径小的棒子在直径上要加10毫米的余量上去,因为棒子小的话不好直接做掏空加工的,所以加工时先要从外围进行机加,再从内进行掏空,所以必须加余量上去。然后棒子掏空的费用最低要在2500元/米,如果客户再要求两头内螺纹的话这个费用基本上不怎么高,棒材的单价报高一点可以了!