隨著全球淺層油氣資源的逐漸減少，油氣資源勘探開發(fā)不斷向深地深海發(fā)展，高溫高壓油氣田和深海油田的占比不斷提高，部分井深已經(jīng)超過9 km，地層壓力超過140 MPa，地層溫度超過200 ℃ [1] 。自20世紀(jì)50年代末，世界石油鉆采的井深不斷增加，目前世界上鉆采的最深井屬于阿聯(lián)酋阿布扎比國家石油公司（ADNOC）在Upper Zakum油田勘探開采出的人工島UZ-688井，其水平井完鉆井深（斜深）達(dá)15.24 km [2] 。中國2022年原油產(chǎn)量達(dá)2.04×10 8 t，完成了“七年行動計(jì)劃”重要節(jié)點(diǎn)目標(biāo)，其中非常規(guī)油氣藏（如高含H2S、CO2和Cl^-）持續(xù)快速上產(chǎn)。中國油氣開采的探井鉆探深度不斷刷新紀(jì)錄，如2023年5月中石油在新疆塔克拉瑪干沙漠開鉆了設(shè)計(jì)井深11.1km的深地塔科1井，同年7月中石油在四川盆地劍閣縣開鉆了設(shè)計(jì)井深10.52 km的深地川科1井 [3–4] 。

在超深井的高溫高壓服役環(huán)境中，石油管材會受到多相協(xié)同沖刷腐蝕，普通碳鋼材料在沖刷腐蝕下會發(fā)生腐蝕失效甚至是斷裂，不滿足油氣行業(yè)選材要求。比如2009年投產(chǎn)的渤海某油田中兩個(gè)生產(chǎn)平臺，共85口井大部分發(fā)生出砂以及篩管被沖蝕穿孔現(xiàn)象，地上設(shè)備也造成不小的損失 [5] 。鎳基材料雖具有優(yōu)異耐蝕性，但其成本高、難加工和低溫脆化，不利于石油能源行業(yè)的持續(xù)發(fā)展 [6–7] 。

鈦合金具有高強(qiáng)度、低密度、低彈性模量、優(yōu)良的耐蝕性和耐熱性能，可以在降低油管自重的同時(shí)，有效防止大多數(shù)原油介質(zhì)引起的腐蝕（含硫化物、氯化物、H₂S和CO₂ 等） [8–9] 。早在20世紀(jì)80年代，國外學(xué)者Hass等 [10] 就闡述了近海石油鉆井平臺的結(jié)構(gòu)安全和設(shè)備保養(yǎng)等與腐蝕有關(guān)，為此選用鈦合金以解決這一腐蝕問題，由此開始了鈦合金在油氣行業(yè)的應(yīng)用。在“十三五”期間，中國鈦合金油套管、鉆桿等特殊管的應(yīng)用規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。

雖然中國鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對較晚，但擁有豐富的鈦資源，抗風(fēng)險(xiǎn)能力強(qiáng)，目前已形成全球規(guī)模最大，產(chǎn)業(yè)鏈完整的鈦工業(yè)體系。隨著油氣資源勘探開發(fā)不斷向深地深海發(fā)展，鈦合金在油氣行業(yè)有更廣闊的應(yīng)用前景。

本文總結(jié)了鈦合金在油氣行業(yè)的應(yīng)用及研究進(jìn)展，指出鈦合金在油氣行業(yè)應(yīng)用的局限性及改進(jìn)措施，提出中國鈦合金在油氣行業(yè)的下一步發(fā)展建議。

1、 鈦合金在油氣行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢

鈦合金具有低密度、高比強(qiáng)度和優(yōu)異耐蝕性等特點(diǎn)，在中國鈦材儲量豐富，具有極高的戰(zhàn)略價(jià)值。相較于普通碳鋼、鋁合金和鎳基合金等材料，鈦合金在油氣行業(yè)具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在4方面。

（1）減輕管柱自重，降低管柱應(yīng)力。鈦合金的密度（4.5 g/cm³）約為鋼（7.85 g/cm³ ）的60%，鎳合金（8 ~ 9 g/cm³）的50%，可以有效降低石油管柱自重，鈦合金的比強(qiáng)度約為366 (N·m)/kg，其比強(qiáng)度高于超硬鋁合金和高強(qiáng)度合金鋼等其他金屬材料，可制備出輕質(zhì)、比強(qiáng)度高和剛性好的鈦合金鉆井平臺零部件 [11–12] 。據(jù)現(xiàn)場報(bào)道，元壩205-2油氣井已成功將鈦合金油管入井，經(jīng)環(huán)空檢測套管和油管之間無起壓現(xiàn)象，此次為中國首次在超深高含硫油氣井使用鈦合金材料，證明其可取代鎳基合金管材 [13] 。

（2）耐蝕性優(yōu)良，使用壽命長。鈦合金具有優(yōu)異的耐蝕性能，由于其表面自然生成致密的TiO₂薄膜，普通環(huán)境下鈦合金表面氧化膜具有一定的自修復(fù)能力，其服役溫度未超過315 ℃時(shí)仍具有此特性。因此，在大多數(shù)含硫化物原油介質(zhì)下鈦合金表現(xiàn)出極低的腐蝕速率，在一些腐蝕介質(zhì)中具有較低的腐蝕速率（見表1） [14] 。表1中的數(shù)據(jù)來自于中國寶鈦集團(tuán)有限公司馮秋遠(yuǎn)在2023中國鈦谷國際產(chǎn)業(yè)博覽會報(bào)告《寶鈦海洋裝備產(chǎn)品研制及應(yīng)用進(jìn)展》，其中，完全耐腐蝕：腐蝕速率在0.127 mm/a；比較耐腐蝕：腐蝕速率在0.127 ~ 1.27 mm/a；不耐腐蝕：腐蝕速率在1.27 mm/a以上，認(rèn)為不能使用。（3）γ射線吸收率小，提高勘探精確度。在石油勘探和開發(fā)測井中，探測地層的自然γ射線是獲得地層含油數(shù)據(jù)主要手段之一。由于鈦合金是一種非鐵磁材料（TC4鈦合金的磁化率為3.2×10 ^–6 cm³ /g），對自然γ射線吸收率小，避免了測井儀外殼磁化率過大產(chǎn)生的屏蔽效應(yīng)，因此其探測靈敏度提高，提高越多，所獲得的數(shù)據(jù)精確度也就越高，提高了勘探精確度 [15–16] 。

（4）儲量豐富，發(fā)展?jié)摿Υ?。中國鈦資源儲量世界第一，鈦合金產(chǎn)品產(chǎn)量逐年增長。2022年中國生產(chǎn)鈦礦314.4×10⁴ t，同比增長10.1 %；海綿鈦17.5×10⁴t，同比增長25.3%；鈦錠14.5×10⁴ t，同比增長19.5%；鈦白粉386×10⁴ t，同比增長1.8%；鈦加工材15.1×10⁴t，同比增長11%，其中鈦材以板帶卷、棒材和管材為主（見表2）。

2、 鈦合金在油氣行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

鈦合金具有優(yōu)異的綜合特性，在石油鉆采領(lǐng)域獲得了大量應(yīng)用，如鉆桿、隔水管、油管、換熱器和連續(xù)管等，國內(nèi)外研究者對鈦合金在石油鉆采領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了適用性研究。

2.1 鉆桿

非常規(guī)油氣藏具有特殊鉆井要求，要研發(fā)出新型耐蝕鉆桿，一些國內(nèi)外研究者認(rèn)為鈦合金材料可以替換鋼鉆桿。1991年10月，Grant Prideco公司和RTI能源系統(tǒng)公司采用熱滾壓工藝制造出Ti-6Al-4V鈦合金鉆桿，具有輕質(zhì)、撓性和耐蝕性好等特性，在美國Kansas州以短半徑水平井進(jìn)行多次應(yīng)用，并且TorchDrilling服務(wù)有限公司在其彎曲部分首次使用了鋼鈦混合鉆桿 [18–19] 。中國石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院領(lǐng)頭研制了國產(chǎn)105 ksi級鈦合金鉆桿，在西部油田順利完成了井深為7.1 km的三開定向造斜側(cè)鉆任務(wù)并成功出井，側(cè)鉆施工進(jìn)尺從6.638 km提升到6.753 km，實(shí)現(xiàn)了一次重大應(yīng)用的技術(shù)突破 [20] 。以鋼鉆桿作對比組，研究鈦合金鉆桿的降摩減阻、抵抗變形和軸向力傳遞能力及其影響因素，發(fā)現(xiàn)鉆井液密度為1.30g/cm³ 時(shí)，鈦合金鉆桿的接觸力總值（407.4 kN）比鋼鉆桿（499.8 kN）小了34.8%，可以滿足石油天然氣工業(yè)-鈦合金鉆桿的標(biāo)準(zhǔn)（GB/T41343—2022）要求 [21] 。參照NACE MR0175 VII標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的腐蝕方法，對TC4鈦合金進(jìn)行腐蝕處理，并對照API-SPEC中鋼鉆桿管體力學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)，對經(jīng)過腐蝕處理的TC4鈦合金試件進(jìn)行力學(xué)性能評價(jià)，其屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、伸長率、沖擊吸收功和硬度均不低于X級鋼，滿足石油鉆桿的力學(xué)性能要求 [22] 。

2.2 油套管

20世紀(jì)80年代中期，國外已經(jīng)將鈦合金油井管（包括油管和套管）用于高溫高壓含H₂S、CO₂ 和Cl ^– 酸性環(huán)境中，并發(fā)現(xiàn)在鈦合金中添加Mo和Pd制備的Ti-6Al-4V-0.05Pd鈦合金和Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo-0.05Pd鈦合金，在高溫高壓酸性環(huán)境中具有優(yōu)異的抗局部腐蝕和耐高溫性能，均高于高鎳合金（如合金C276） [23] 。中國各大鋼材公司及研究所也在致力于鈦合金油管材料的研究，如中國寶鈦集團(tuán)有限公司、中國船舶集團(tuán)有限公司第七二五研究所和中國有研工程技術(shù)研究院有限公司等，并參與制定了鈦合金油套管的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如SY/T6896.3—2016、SY/T6896.4—2018（見表3）和GB/T26057—2010等。

高文平等 [24] 研究了TC4鈦合金在不同條件的地層水CO₂ 環(huán)境中的均勻腐蝕速率，參考NACESP 0775—2013標(biāo)準(zhǔn)將TC4鈦合金判定為輕微腐蝕，并在720 h試驗(yàn)后，對TC4鈦合金進(jìn)行應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）性能評價(jià)，觀察其表面形貌未發(fā)現(xiàn)垂直于張應(yīng)力方向的微觀裂紋（見圖1），說明TC4鈦合金在苛刻環(huán)境中表現(xiàn)出優(yōu)異的耐蝕性。

圖1 720 h試驗(yàn)后TC4鈦合金四點(diǎn)彎曲SCC試樣的腐蝕形貌[24]

Fig.1 Corrosion morphology of four-point bending SCC specimens of TC4 titanium alloy after 720 h test [24]

2.3 隔水管

深海石油鉆采對設(shè)備性能要求更高，其中鉆井隔水管作為連接海上浮式鉆井平臺和海底進(jìn)口的關(guān)鍵裝置，是全套鉆井設(shè)備中較為薄弱的部分，須克服低溫高壓和海水潮汐對管道的侵蝕等難題 [25–26] 。

目前，美國、俄羅斯和中國已經(jīng)研發(fā)出一些適用于海洋工程的鈦合金材料，如美國北海油田在半潛式平臺使用Ti-6Al-4VELL (Gr23)隔水管，整套鉆井設(shè)備降低了約50%，其服役年限達(dá)到了25 a之久。中國深海石油鉆采進(jìn)入了“深水時(shí)代”，如“深海一號”、寶島21-1和“?；惶枴钡认嗬^投產(chǎn)，完成了深海深層石油勘探開發(fā)的戰(zhàn)略性目標(biāo)。中國寶鈦集團(tuán)有限公司同時(shí)將不銹鋼、Cu-Ni合金、Al合金和工業(yè)純鈦在高速流動的海水（海水溫度27 ℃，流速7.93 m/s，試樣轉(zhuǎn)速為1140 r/min）中進(jìn)行60d耐蝕性試驗(yàn)，結(jié)果表明相比于其他3種金屬材料，鈦及鈦合金具有優(yōu)異的耐孔蝕、耐間隙腐蝕、耐均勻腐蝕和耐晶間腐蝕等性能（見表4）。進(jìn)一步將TA3、TA7、TC4和Ti-4Al-3Mo-1V鈦合金在海洋大氣中試驗(yàn)7d，發(fā)現(xiàn)4種鈦合金均未發(fā)生點(diǎn)蝕。因此，鈦合金隔水管適用于深海石油鉆采，可以避免海水對管道的腐蝕。

2.4 連續(xù)管

因連續(xù)管裝備具有可帶壓作業(yè)、可靠性和柔韌性等特征，連續(xù)管技術(shù)成為油氣田勘探開發(fā)中必不可少的提質(zhì)增效技術(shù)，也是近幾年國際石油能源工程的重要課題 [27] 。20世紀(jì)60年代，國外開始將連續(xù)管應(yīng)用于油氣能源方面，美國RMI公司利用新的管材軋制技術(shù)（熱旋轉(zhuǎn)-壓力穿孔），成功研制了長度為1.83～3.05 km的鈦合金連續(xù)管（見圖2），經(jīng)美國腐蝕工程師協(xié)會NACE認(rèn)定它對于H₂S、CO₂ 和Cl^-的抗腐蝕能力超過C276鎳基合金 [28] ?！笆奈濉币?guī)劃以來，中國石油集團(tuán)工程材料研究院有限公司聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)秀科研院所和企業(yè)積極落實(shí)“石油開采用超長鈦合金連續(xù)管開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目，以高質(zhì)量項(xiàng)目推動高質(zhì)量發(fā)展，為中國苛刻環(huán)境油氣井資源開采提供強(qiáng)力保障。有研工程技術(shù)研究院有限公司通過搭建平臺、設(shè)備調(diào)研及關(guān)鍵工藝技術(shù)攻關(guān)，在2022年首次完成200 m鈦合金連續(xù)油管試產(chǎn)。河北華通線纜集團(tuán)股份有限公司自主研發(fā)了一種鈦連續(xù)油管生產(chǎn)方法，針對世界鈦連續(xù)管日益增長的優(yōu)勢，通過改革設(shè)備技術(shù)和控制工藝路線，成功系列化、自動化不間斷地制造出高品質(zhì)鈦連續(xù)管產(chǎn)品，而且能滿足工況的強(qiáng)度和腐蝕要求 [29] 。

圖2 RMI公司生產(chǎn)的Φ25 mm鈦合金連續(xù)管[28]

Fig.2 Titanium alloy continuous tube with Φ25 mm from RMI [28]

2.5 換熱器

在油氣田勘探開采過程中，冬季外輸時(shí)因溫度低原油會在管壁上凝固結(jié)蠟，增加石油開采過程中的流阻和熱損失，降低最終的出油率和安全性 [30–31] 。

因此，溫度低或者是原油輸送距離較遠(yuǎn)的井場，需要采用換熱器對其進(jìn)行加熱。在20世紀(jì)70年代初，美國就在北海油田鉆采中使用了鈦合金列管式和板式換熱器（約100個(gè)），可以避免發(fā)生原油集輸過程中常出現(xiàn)原油結(jié)蠟、集輸管道阻塞和原油產(chǎn)生率低等問題 [32] 。為解決在中東高硫原油開采中出現(xiàn)的常頂系統(tǒng)換熱器低溫腐蝕問題，中國石油化工股份有限公司鎮(zhèn)海煉化分公司 [33] 分別選用了普通管殼式（U型）換熱器（板束材質(zhì)為10號碳鋼）、全焊接板式換熱器（板束材質(zhì)為SMO254超級奧氏體不銹鋼）和纏繞管式換熱器（板束材質(zhì)為鈦材），實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)與前2種換熱器相比，鈦材纏繞管式換熱器具有使用壽命長、傳熱效率高和耐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn)。胡文亨等 [34] 設(shè)計(jì)了一組鈦合金螺旋盤管原油換熱器，能提高鈦合金換熱器的承壓能力和傳熱性能，相應(yīng)傳熱和流阻測試試驗(yàn)表明，管程雷諾系數(shù)取2000 ~ 2500和流速為1.0 ~ 1.3 m/s時(shí)，換熱器的傳導(dǎo)系數(shù)較大，產(chǎn)生的流阻較?。?0 ~ 75 kPa），不會對原油運(yùn)輸產(chǎn)生影響。

2.6 油氣行業(yè)其他應(yīng)用

中國寶鈦集團(tuán)有限公司與鋼鐵工業(yè)綜合研究所、中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第十一研究所已合作開展采用鈦合金替代銅合金制造海洋管路系統(tǒng)，運(yùn)行近3年經(jīng)評價(jià)檢測未發(fā)現(xiàn)裂紋、孔洞及腐蝕情況產(chǎn)生，這是中國鈦合金海水管路的首次綜合性應(yīng)用，對提升材料及裝備技術(shù)具有重大意義 [35] 。此外，鈦合金在石油儲罐、鉆機(jī)和集輸管線等油氣田領(lǐng)域也有所應(yīng)用 [36–37] 。

3、 鈦合金存在的問題及改進(jìn)措施

3.1 鈦合金在油氣行業(yè)應(yīng)用的局限性

鈦合金優(yōu)異的耐蝕性來源于其表面氧化膜保護(hù)，但其厚度僅為幾個(gè)納米，因此，在有磨損時(shí)極易發(fā)生腐蝕，導(dǎo)致其耐沖蝕性能較差。Liu等 [38] 報(bào)道了鈦合金鉆桿失效案例，在腐蝕環(huán)境和應(yīng)力作用的惡劣工況下，其表面存在的微裂紋向內(nèi)擴(kuò)展導(dǎo)致失效（見圖3）。張興堂等 [39] 報(bào)道了中石化西南石油局中江氣田由于壓裂砂多、地層壓力高、氣體流速大和攜砂能力強(qiáng)，導(dǎo)致設(shè)備在高速氣流攜砂的不斷沖擊下造成嚴(yán)重的沖蝕問題，嚴(yán)重影響了設(shè)備運(yùn)行，對油氣田的安全生產(chǎn)帶來極大隱患。趙國仙等 [40]發(fā)現(xiàn)TC4鈦合金在苛刻油田環(huán)境中發(fā)生嚴(yán)重腐蝕，表現(xiàn)為溫度的升高會造成TC4鈦合金表面的鈍化膜保護(hù)能力逐漸減弱，使得TC4鈦合金在甲烷完井液中的耐蝕性能逐漸下降。

圖3 鈦合金鉆桿斷裂的掃描電鏡照片和局部放大圖[38]

Fig.3 SEM and localized enlargements of fractured titanium alloy drill pipe [38]

3.2 表面處理

對于鈦合金中存在的缺陷，如耐磨性低、易氧化和抗沖蝕性能差等，利用相關(guān)的表面工程技術(shù)可以在改善表面性能的同時(shí)，保持鈦合金的整體力學(xué)性能以及低密度、高比強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，如表面涂覆 [41–42] 、表面改性 [43–44] 和表面強(qiáng)化 [45–46] 。Yang等 [47]用激光熔覆在合金表面制備了TiCN/Ti涂層進(jìn)行表面改性，結(jié)果顯示熔覆區(qū)由TiCN枝晶、TiO₂ 和Ti構(gòu)成，TiCN/Ti涂層的平均硬度為基體的3 ~ 6倍，無論接觸載荷多大，與Ti基體的磨損質(zhì)量損失相比，TiCN/Ti膜層的磨損重量損失都較?。ㄒ妶D4）。

圖4 磨損質(zhì)量損失與接觸載荷的關(guān)系[47]

Fig.4 Wear mass loss as a function of contact load [47]

Zhang等 [48] 研究了添加劑次磷酸鈣對TC4表面制備陶瓷膜層的生長行為的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)次磷酸鈣添加劑對膜層生長過程有顯著影響，在火花階段，電壓增加使膜層厚度增加。適量的次磷酸鈣可以提高孔隙率和內(nèi)層的致密性，但大量次磷酸鈣會削弱內(nèi)層的性能。Wang等 [49] 對鈦合金進(jìn)行噴丸處理后，在500 ℃下注入氮離子5 h，發(fā)現(xiàn)噴丸處理后鈦合金晶粒中形成高密度位錯(cuò)，降低晶粒內(nèi)的應(yīng)力集中，同時(shí)在TA15鈦合金中注入氮離子生成氮化鈦相使表面和內(nèi)部生成較大的殘余應(yīng)力，從而能有效改善TA15鈦合金的疲勞性能和熱穩(wěn)定性。

3.3 新型鈦合金

現(xiàn)有相關(guān)研究表明，在鈦合金中添加Mo、Cr、Ta、Ni和Nb等易鈍化合金元素，可以降低鈦合金的陽極活性，并提高鈦合金的鈍化能力，滿足石油開采用鈦合金油管的選材要求。日本住友金屬工業(yè)公司研制出含有0.3 %和0.05 %鈀的的新型鈦合金，該合金在200 ℃以上和pH<2的環(huán)境中也不會產(chǎn)生裂隙腐蝕，同時(shí)在5%鹽水中也具有良好的耐蝕性，該合金的成本比一般鈀系鈦合金低30% ~ 40% [50] 。西北有色金屬研究院研制出一種中強(qiáng)、高韌、可焊、易加工耐蝕鈦合金Ti-500，發(fā)現(xiàn)Fe含量在0.05% ~0.20%范圍時(shí)，Ti-500合金具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力，溶液中添加Ru3+ 、Cr6+ 、Ce4+ 離子能顯著提高合金的耐蝕性 [51] 。中國有研科技集團(tuán)有限公司添加1%的W元素和4%的Mo元素研制出的Ti-18合金，在常溫和高溫下均具有優(yōu)異力學(xué)性能，同時(shí)具有良好的熱穩(wěn)定性 [52] 。

3.4 緩蝕劑

可以通過添加緩蝕劑進(jìn)一步提高鈦合金的耐蝕性，以期鈦合金能在更嚴(yán)苛的石油勘探開采環(huán)境中應(yīng)用。Groysman等 [53] 在模擬腐蝕液（pH=3.2）中，對6種不銹鋼、鎳鉬合金、鈦和黃銅進(jìn)行新型綠色緩蝕劑測試，以減緩原油蒸餾裝置頂部的腐蝕，緩蝕劑由多酚（TA）、有機(jī)緩蝕劑（胺的混合物）和異丙醇（IPA）的混合物組成，其濃度為10×10 ^?6 ～90×10 ^?6 時(shí)達(dá)到最低緩蝕劑效率，結(jié)果表明碳鋼和黃銅的腐蝕速率較高，各合金的腐蝕測試結(jié)果見圖5，其中UNS R53400（0.3% Mo + 0.8% Ni）鈦合金空氣冷卻器和熱交換器管道已在煉油廠成功使用了18 a。李玲杰等 [54] 通過腐蝕電位與鈦合金表面成膜關(guān)聯(lián)耦合機(jī)制開發(fā)了一種鈦合金高溫酸化緩蝕劑，評價(jià)了該緩蝕劑在鹽酸溶液中的緩蝕效果，結(jié)果顯示在20%鹽酸、90 ~ 120 ℃條件下和在15%鹽酸、140～160 ℃條件下，鈦合金腐蝕速率均得到有效抑制。

圖5 各種合金在模型溶液B中的腐蝕速率[53]

Fig.5 Corrosion rates of various alloys in model solution B [53]

4、 結(jié)論與展望

鈦合金在油氣行業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢顯著，鈦合金鉆桿、油套管、隔水管、連續(xù)管和換熱器等裝備已在油氣行業(yè)獲得應(yīng)用和適應(yīng)性研究。鈦合金在油氣行業(yè)應(yīng)用也存在沖蝕性能較差等局限性，可以通過對鈦合金進(jìn)行表面處理、開發(fā)新型鈦合金和緩蝕劑來進(jìn)一步提高鈦合金性能。隨著油氣資源勘探開發(fā)不斷向深地深海發(fā)展，鈦合金由于一系列的優(yōu)良特性而在油氣行業(yè)有著更廣闊的應(yīng)用前景。

綜合國內(nèi)外鈦合金在油氣行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀，對于中國鈦合金在油氣行業(yè)的下一步發(fā)展提出4條建議。

（1）鈦合金在油氣行業(yè)具有較大的增長潛力，但是獲得三大石油公司、生產(chǎn)企業(yè)和研究院所的重視程度不夠，需要多方共同協(xié)作，對油氣行業(yè)用鈦合金進(jìn)行系統(tǒng)性研究，制定相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加大鈦合金在油氣行業(yè)的推廣應(yīng)用。

（2）油氣勘探開發(fā)不斷向深地深海發(fā)展，對于鈦合金油氣裝備材料的力學(xué)性能、耐蝕性和成型工藝提出特殊要求，需要加強(qiáng)鈦合金在特定工況環(huán)境下材料性能評估和失效機(jī)理研究。

（3）中國國內(nèi)尚無使用于深海的高端鈦合金產(chǎn)品，相關(guān)材料主要依賴進(jìn)口，亟須自主研發(fā)。鈦合金連續(xù)油管和鉆桿生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)還未被突破，需要深入研究生產(chǎn)出綜合性能更好的連續(xù)管和鉆桿。

（4）鈦合金在油氣行業(yè)應(yīng)用還有一定的局限性，需要加大鈦合金在深地深海環(huán)境下的使役行為研究，如通過成分設(shè)計(jì)研究新型鈦合金，開發(fā)適用于高溫高壓和高腐蝕環(huán)境的新型表面處理技術(shù)和緩蝕劑，提高鈦合金在油氣行業(yè)使用的安全性和可靠性。

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