钛合金油井管材的特点及优势

   1) 大幅度减轻油井管总质量，降低开采机构负荷

相比于碳钢、镍基合金等传统油井管材料， 钛的密度（ 约为 4.5g/cm3 ) 约为碳钢材料的 57％、镍的 50％， 钛合金具有更为出色的力学特性，钛合金比强度约为镍基合金的 1.7 倍、普通碳钢管的 1.6 倍。钛合金有利于减轻油井管柱载荷，降低结构件重量，减小开采设备功率，从而增大深油井管柱的安全系数，提高装备的安全性。

2) 优良的耐腐蚀性能    钛合金表面形成的致密氧化薄膜会阻碍基体与外界环境的进一步反应， 在不同腐蚀介质的环境中均表现出优异的耐腐蚀性能， 几种金属材料在流动海水中的冲蚀腐蚀速率见下表，结果表明钛合金在流动海水中几乎不发生腐蚀。

3) 焊接性能优异、高温高压环境下适应性好     钛合金具有优良的焊接性能， 目前常采用钨极氩弧焊、等离子弧焊、激光焊等焊接方法对钛合金油井管进行焊接，焊缝拉伸强度高，通常可达到管体强度的 90％。钛的线膨胀系数为 10. 2×10－6 K－1，弹性模量约比钢小 43％，钛合金油井管的热膨胀内应力更低，对高温高压油气井的适应性更强。此外，钛合金油井管材无磁性，可配套常规录井、测井工具，便于井下使用。

4) 资源丰富， 综合经济性好    镍矿资源作为我国一种极为重要的军工材料，国内储量较少，过度依赖镍基合金油井管材与国防军工、油气资源战略发展相悖。我国钛矿资源丰富，一项美国地质调查局统计表明，2018 年全球钛铁矿储量约为 88000 万吨，其中中国钛铁矿储量约占全球储量的 26.14％。钛合金管材比常规碳钢管材疲劳寿命高（ 腐蚀环境下其服役寿命甚至高达百倍) ，同等规格钛管材的质量比镍基合金管材轻 40％，大大降低了维护成本，因此大力发展钛合金油井管不仅符合我国油气资源战略，还具有很高的经济性。

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