摘要：由于钛合金材料的特殊性,常规碳钢油管螺纹连接结构不能直接应用于钛合金材料。介绍了一种适用于钛合金油管的螺纹结构的开发与评价过程。设计了一种特殊螺纹结构,并进行了API 5C5—2017版四级评价试验。试验结果表明,该螺纹结构完全适用于钛合金材质油管,并具有一定的推广应用价值。

摘要：我国油气开发环境较为恶劣,油井管在井下面临高温高压、硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸等腐蚀环境的作用。钛合金材料以其高强度低密度、低弹性模量、优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,成为油井管和海洋开发工具的热门材料,但其在高温高压气井开采过程中的受力状态和安全可靠性研究尚不足。为此,以我国西部某油田典型高温、高压、高产量气井开采工况为典型参考环境,设计了3种油管柱结构方案,使用有限元模拟方法,计算分析3种方案下的管柱力学情况。分析结果表明,使用钛合金油管可使气井生产中的油管柱载荷减小、安全系数增大,部分时刻管柱内无中和点;使井筒与套管之间轻度接触甚至不接触,可以有效改善生产过程中管柱的振动状态。研究结果为钛合金油管柱在气井中的使用提供了理论依据。

摘要：为了缓解元坝气田完井安全性和经济性的矛盾,介绍了元坝气田在选材过程中开展的国产镍基合金油套管、电镀钨合金衬管和钛合金油管等不同材料的性能评价以及现场的应用情况。研究认为,通过适用性设计及系统试验评价,形成不同深度镍基合金材质的优化组合,并大规模应用国产材料,是超深高含硫气藏实现安全经济完井的一项重要途径。电镀钨合金管抗腐蚀性能优异,需对镀层厚度优化设计并优选上扣管钳钳牙,对于不作为油气泄漏屏障的衬管可满足使用要求。钛合金油管抗腐蚀性能优异,力学和整管性能满足标准对同钢级碳钢油管性能的要求,气密封性能优异,质量约为镍基合金的60%,在降低完井成本的同时可提高管柱的安全系数,有望替代传统的镍基合金油管。研究结果可为超深高含硫气藏完井管材的选用提供参考。

摘要：针对钛合金油管在高温还原性酸盐酸环境中适用性,分别开展了160℃不同浓度盐酸、不同温度的20%盐酸+有机酸、不同温度酸化用胶凝酸的三种不同环境下的失重试验,利用SEM、EDS等工具分析了腐蚀形貌和腐蚀产物,研究了钛合金油管在高温还原性酸盐酸环境中腐蚀/性能及适用性。结果显示,在160℃高温的7%~20%HCl溶液、90~160℃的20%HCl+5%C2H4O2溶液及酸化用胶凝酸鲜酸中,随着盐酸浓度的增加、试验温度的升高,腐蚀速率不断增大,甚至管材发生溶解;添加适当比例的Na2MoO4类缓蚀剂,可在120℃及以下温度的20%HCl+5%C2H4O2溶液、酸化用胶凝酸鲜酸溶液中有效降低钛合金管材腐蚀速率,可实现腐蚀速率降低98%以上,而160℃下未能有效起保护作用。因此,建议今后研发适应钛合金120℃以上温度的新型高温抗酸化缓蚀剂。