Разработка морской нефти и газа
Нефть – это экономический спасательный круг страны. Подсчитано, что извлекаемые ресурсы нефти составляют 300 миллиардов тонн, из них морские запасы нефти составляют около 130 миллиардов тонн. Разработка морской нефти началась в начале 20 века. Его развитие прошло процесс от шельфа к морю, от мелководья к глубокому морю. Ограниченные техническими условиями и разработкой материалов, на первых порах могут разрабатываться только месторождения нефти и природного газа, простирающиеся непосредственно от побережья до мелководья моря. С 1980-х годов, благодаря энергетическому кризису и технологическому прогрессу, разведка и разработка морской нефти быстро развивались, а добыча морской нефти быстро распространилась на континентальный шельф, постепенно формируя новый сектор морской нефтяной промышленности. Морская буровая платформа является рабочей базой для проведения разведки и добычи нефти и газа на море, что свидетельствует об уровне технологии разработки морской нефти и газа. Морское оборудование для добычи нефти в основном включает в себя нефтедобывающие платформы и вспомогательное оборудование, а вспомогательное оборудование включает в себя охладители сырой нефти, нефтяные стояки, насосы, клапаны, соединения и зажимы. Это оборудование находится в контакте с морской водой и сульфидами, аммиаком, хлором и другими средами в сырой нефти. Поскольку титан обладает превосходной коррозионной стойкостью в этих средах, в начале 1970-х годов Соединенные Штаты использовали титановые опоры морских нефтяных платформ на своих нефтяных месторождениях, а также использовали титан для изготовления кожухотрубных и пластинчатых теплообменников. Титановые кожухотрубные теплообменники используют морскую воду в качестве охлаждающей среды для охлаждения высокотемпературной газонефтяной смеси, добываемой из нефтяной скважины. Титановые пластинчатые теплообменники также используют морскую воду в качестве охлаждающей среды для охлаждения пресной воды, используемой для охлаждения сырой нефти в теплообменниках из углеродистой стали. Соединенные Штаты используют около 100 титановых теплообменников на буровых платформах нефтяных месторождений Северного моря. Титановые детали, заказанные компанией Hunting Oilfield Services в Абердине, Шотландия, Великобритания, считаются первыми в мире титановыми валами райзера высокого давления, использованными в проекте Heidrum компании Continental Petroleum Company (Conoco) в Норвегии.
Титановые буровые трубы из нефтяного титанового сплава имеют длительный срок службы, весят лишь половину нержавеющей стали, но в два раза более гибкие, чем нержавеющая сталь, и имеют срок службы в 10 раз больше, чем у стали. Эти превосходные свойства делают титан материалом для бурения сложных, почти круглых, глубоких нефтяных скважин. Комбинированные буровые инструменты, содержащие титановые бурильные трубы, могут значительно сократить время бурения и снизить общую стоимость бурения. GrantPrideco, RTI Energy Systems и Torch Drilling Services в США впервые использовали титановые бурильные трубы для промышленного применения в 2000 году. Титановые бурильные трубы, производимые и поставляемые GrantPrideco и RTI Energy Systems, также оснащены стальными замковыми соединениями, предоставленными GrantPrideco Anti-Fatigue. . Это соединение легкое по весу, гибкое в использовании и может сделать титановую бурильную трубу прочной и прочной.
Система трубопроводов морской воды является неотъемлемой частью морской добычи нефти. Поскольку титан обладает высокой коррозионной стойкостью к морской воде, а срок его службы в 10 раз превышает срок службы стали, стоимость системы труб из титанового сплава является экономически эффективной по сравнению с системой Cu-Ni. Компания Active Metals из США и компания Precision Tube Technology совместно создали компанию по производству титановых трубок для производства труб из титанового сплава большого диаметра. В этой трубе используется сплав Ti-3Al-2.5V диаметром 650 мм, толщиной стенки 22-25 мм, длиной 350 м и весом { {10}}т. Его планируется использовать для добычи нефти на море. Другая американская компания использовала бесшовную трубу из титанового сплава длиной 15 м, внешним диаметром 600 мм и толщиной стенки 25 мм для изготовления методом экструзии трубы с вертикальным валом длиной почти 500 м, которая использовалась на морской буровой платформе. Говорят, что вес этой трубы с вертикальным валом можно уменьшить вдвое, тем самым значительно снизив стоимость балласта. Кроме того, он также обладает высокой вязкостью разрушения и длительным усталостным сроком службы.
По имеющимся данным, в проекте разработки нефтяного месторождения Северного моря в США количество титана, используемого в судовых плавучих устройствах и стационарных устройствах на морском дне, увеличилось по сравнению с предыдущим периодом. Потребность в титановых материалах для 24 плавучих устройств на борту и 64 стационарных устройств на морском дне составляет: 50-100т для устройств защиты, 50-100т для соединительных устройств, 400-1000т для общего подъемного оборудования. и 1400-4200t для бурильных труб. Коррозия деталей конструкций, вызванная биологическим загрязнением на морских нефтедобывающих платформах, является весьма серьезной. Американская компания использует на производственной платформе длинный кожух из титановых трубок для защиты находящихся на платформе деталей.
За последние несколько лет применение деталей из титановых сплавов при бурении нефтяных скважин и береговой добыче значительно возросло. Детали из титанового сплава позволяют бурить нефтяные скважины в более глубоких водах и нефтяных скважинах, в том числе в условиях более высоких температур и сильно агрессивных (т. е. соленых) производственных сред.
Для таких применений, учитывая комплексные характеристики, подходит и недорогой сплав на основе титанового стержня TC4 (Ti-6Al-4V). Система трубопроводов морской воды является неотъемлемой частью морской добычи нефти. Поскольку титан обладает высокой коррозионной стойкостью к морской воде, а срок его службы в 10 раз превышает срок службы стали, стоимость системы титановых труб является экономически выгодной по сравнению с системой Cu-Ni. Компания Active Metals из США и компания Precision Tube Technology совместно создали технологическую компанию по производству титановых труб для производства труб из титанового сплава большого диаметра. В этой трубе используется сплав ТА18 (Ti-3Al-2.5V) диаметром 650 мм, толщиной стенки 22-25 мм, длиной 350 м и диаметром труба весом 80-90т. Его планируется использовать для добычи нефти на море. Другая американская компания использовала бесшовную трубу из титанового сплава длиной 15 м, внешним диаметром 600 мм и толщиной стенки 25 мм для изготовления методом экструзии трубы с вертикальным валом длиной почти 500 м, которая использовалась на морской буровой платформе. Говорят, что вес этой трубы с вертикальным валом можно уменьшить вдвое, тем самым значительно снизив стоимость балласта. Кроме того, он также обладает высокой вязкостью разрушения и длительным усталостным сроком службы.
Практика доказала, что сплав Ti-6Al-4V (Гр.5_TC4) является лучшим материалом для бурильных труб. При бурении важны предел текучести и усталостная прочность. Таким образом, два сплава Gr.5 с особенно низким содержанием внедренных элементов подходят для более ответственных динамических подъемных устройств. Когда рабочая температура превышает 75-80 градусов, для предотвращения щелевой коррозии или коррозии под напряжением используется рутенийсодержащий сплав Gr29. Обычно используемые компоненты включают подъемные устройства для прибрежного бурения, бурильные трубы, конические нагруженные соединения (TSJ) и смешанные подъемные устройства из титана и стали.
Небольшие титановые детали, такие как титановые насосы, клапаны, соединения, крепеж, приспособления и запасные части, широко используются на платформах нефтедобычи. Титановые сплавы также широко используются в корпусах зарубежных приборов для разведки морской нефти и обнаружения скважин.
Строительство гавани
Титановый материал имеет на своей поверхности оксидную пленку толщиной не более 10нм. Он очень стабилен в агрессивной среде и обладает превосходной коррозионной стойкостью к воздуху, морской воде и морской среде. В настоящее время это сырье, которое может адаптироваться к различным морским средам. Япония энергично развивает океан, например, мост из Хонсю в Сикоку, дорогу, пересекающую Токийский залив, аэропорт Кансай и плавучую нефтебазу. Испытания на воздействие коррозии, проведенные Министерством строительства Японии и Стальным клубом на реке Ой, а также различные испытания на антикоррозионное воздействие, проведенные Министерством транспорта и Ассоциацией стальных трубных свай на пирсе дрейфующего песка Хасаки, также показывают, что титан является подходящий материал. Помимо превосходных антикоррозионных свойств, титан также обладает преимуществами, заключающимися в очень небольшом количестве растворенных ионов в морской воде, и ему не нужно беспокоиться о загрязнении окружающей среды. Япония также построила сверхбольшую плавучую морскую конструкцию с использованием композитных материалов из титана и стали в районах размыва морской воды; при строительстве дороги Tokyo Bay Crossing Road титановые материалы использовались в качестве брызгозащищенных стволов для опор моста, а количество титана, используемого для каждой опоры моста, составляет 0,9 т. К крупным плавучим морским сооружениям, которые уже использовались или планируются, относятся аэропорты, портовые логистические базы, спортивные сооружения и т. д.
Береговая электростанция
Комплексное использование морской воды — один из важных проектов морской техники. Конденсатор береговой электростанции – это устройство, использующее большое количество морской воды. Титан, используемый на береговых электростанциях, в основном используется в конденсаторах. Поскольку в конденсаторе в качестве охлаждающей воды используется морская вода, а морская вода содержит большое количество ила, взвесей, морских организмов и различных агрессивных веществ, ситуация более серьезная в пресной соленой воде, где чередуются морская и речная вода. В традиционных конденсаторах используются трубки из медного сплава, которые часто серьезно повреждаются из-за различных видов коррозии в морской воде. Титан обладает хорошей коррозионной стойкостью в морской воде, особенно в загрязненной морской воде, а его устойчивость к высокоскоростной эрозии и коррозии в морской воде особенно выдающаяся.
Устройство для опреснения морской воды
«Вода – источник жизни». В настоящее время нехватка водных ресурсов стала проблемой, от которой страдает весь мир. Около 25% населения мира не имеет достаточных ресурсов питьевой воды. Реки суши и ресурсы подземных вод в мире далеки от удовлетворения потребностей промышленного развития. Таким образом, в будущем опреснение морской воды станет для людей эффективным способом решения проблемы ресурсов пресной воды.
