Titano strypai, skirti naftos gręžimui: taikymas ekstremaliose aplinkose
Naftos gręžimo srityje gilūs gręžiniai, itin{0}}gilūs gręžiniai, didelio-sieros gręžiniai ir gilieji-jūros gręžiniai stovi kaip keturios neįveikiamos viršūnės prieš pramonę. Tradicinės gręžimo medžiagos dažnai sugenda tokioje ekstremalioje aplinkoje dėl nepakankamo stiprumo, stiprios korozijos ar magnetinių trukdžių. Tačiau titano strypų atsiradimas prilygsta „geležinio žmogaus“ genų įpurškimui į gręžimo įrangą, iš naujo apibrėžiant gręžimo ekstremaliose aplinkose ribas su trimis pagrindiniais pranašumais: lengvumu, atsparumu korozijai ir ne-magnetinėmis savybėmis.
Lengvas svoris: įveikti sunkumą naudojant lengvą dizainą, atlaisvinant gilių šulinių potencialą
Kai gręžimo gylis viršija 8000 metrų, gręžimo vamzdžio svoris tampa pagrindiniu veiksniu, ribojančiu gręžimo efektyvumą. Tradiciniai plieniniai gręžimo vamzdžiai dėl didelio tankio reikalauja papildomos kelių tonų apkrovos kiekvienam šimtui prailginimo metrų, todėl padidėja gręžimo įrenginio energijos sąnaudos ir spartėja įrangos nusidėvėjimas. Titano strypai, kurių tankis yra tik 57% plieno, gali sumažinti gręžimo vamzdžių svorį daugiau nei 30%, išlaikant tą patį stiprumą. Ši charakteristika suteikia didelių pranašumų gręžiant itin-gilius gręžinius: pavyzdžiui, tam tikro itin gilaus gręžinio projektą, perėjus prie titano lydinio gręžimo vamzdžių, gręžimo įrenginio sukimo momento reikalavimas sumažėjo 40%, kablio apkrova sumažėjo 25%, kasdienis gręžimo našumas sumažėjo 3%, o įrangos gedimo rodiklis sumažėjo 3%. Lengvas dizainas ne tik prailgina gręžimo stygos tarnavimo laiką, bet ir paverčia „10 000 metrų gylio šulinį“ realybe.
Atsparumas korozijai: didelės{0}}sieros uždraustos zonos užkariavimas naudojant „tvirtumą“
Didelės{0}}sieros naftos ir dujų telkiniai yra „mirties slėnis“ gręžimo lauke. Vandenilio sulfidas ir chlorido jonai sudaro labai ėsdinančią aplinką esant aukštai temperatūrai ir slėgiui. Tradicinių nikelio -lydinių vamzdžių eksploatavimo trukmė tokiomis sąlygomis yra mažesnė nei 3 metai, o titano strypai su tankia oksido plėvele gali atlaikyti ekstremalią aplinką, kai vandenilio sulfido dalinis slėgis viršija 10 MPa. Tikrieji matavimo duomenys iš didelio -sieros dujų lauko rodo, kad po 5 metų nepertraukiamo veikimo titano lydinio vamzdžių vidinės sienelės korozijos greitis yra mažesnis nei 0,01 mm per metus, ty tik 1/5 nikelio- lydinių. Dar svarbiau, kad titano strypai pasižymi puikiu atsparumu įtrūkimams dėl įtempių korozijos. Dėl kintamųjų apkrovų ir korozinių terpių jų nuovargio tarnavimo laikas yra daugiau nei 10 kartų ilgesnis nei įprasto plieno, todėl visiškai išsprendžiama trumpalaikių{16}}sieringų šulinių vamzdžių{17}}problema.
Ne{0}}magnetinis: statinis valdymas, skirtas dinaminėms programoms, gilinantis{1}}jūros tyrinėjimas
Gręžiant giliavandenę{0}}jūrą, geomagnetinio lauko trukdžiai yra „paslėptas žudikas“, turintis įtakos matavimo tikslumui gręžimo metu. Tradiciniai plieniniai gręžimo vamzdžiai dėl didelio magnetinio pralaidumo iškraipo geomagnetinius signalus, todėl pokrypio matavimo paklaidos viršija 5 laipsnius. Titano strypai, turintys beveik -vakuuminį magnetinį pralaidumą, išlaiko „nulinę-įmagnetinimo“ būseną net esant stipriam magnetiniam laukui. Pritaikius titano lydinio gręžimo vamzdžius prie tam tikros giluminės-jūros gręžimo platformos, nuolydžio matavimo duomenų tikslumas pagerėjo iki ±0,1 laipsnio, o grąžto padėties nustatymo paklaida sumažėjo 80 %, todėl buvo išvengta nelaimingų atsitikimų dėl gręžinių apleidimo, atsiradusių dėl krypties nukrypimų. Be to, dėl ne-magnetinio pobūdžio nereikia pasikliauti gręžimo įrenginiais, supaprastinama gręžimo stygų struktūra ir sumažinamos operacijos jūroje{12}} sąnaudos.
Ateitis jau čia: titano strypai veda į gręžimo technologijų revoliuciją
Nuo „Mirties jūros“ Taklamakano dykumoje iki „10 000 - metrų bedugnės“ Pietų Kinijos jūroje titano strypai keičia gręžimo įrangos kraštovaizdį trimis pagrindinėmis savybėmis: lengvumu, tvirtumu ir tylumu. Dėl medžiagų apdirbimo technologijos proveržio, titano strypų kaina sumažėjo 60 %, palyginti su tuo, kas buvo prieš dešimt metų, todėl juos ekonomiškai galima pakeisti dideliu mastu-pakeičiant tradicines medžiagas. Ateityje integruojant išmaniuosius gręžimo įrankius ir titano -pagrindo kompozicines medžiagas, titano strypai toliau tobulės, kad būtų atsparūs aukštai temperatūrai ir smūgiams, o tai suteiks tvirtesnę techninę pagalbą gręžiant ekstremaliose aplinkose.
Kai grąžtas prasiskverbia į paskutinį uolienų sluoksnį, kai išsiveržia nafta ir dujos, tyli titano strypo figūra gali būti nepastebėta, tačiau jo išmintis „minkštumu nugalėti jėgą“ leidžia žmonijai eiti toliau ir gręžti giliau ekstremaliose aplinkose. Šis iš pažiūros plonas metalinis strypas suteikia begalines energijos tyrinėjimo galimybes, rašydamas legendinį medžiagų mokslo skyrių.
