目を引く「10,000-メートルのチタン合金コイルチューブ」の看板の横にある3-メートルの高さのチューブリールの周りには、一団の来場者が集まり、巻き付けられたチタン合金パイプを触ったり叩いたりしながら、ブースのスタッフにプロセス技術とその応用シーンについて質問していた。これは最近北京順義で開催された第24回中国国際石油・石油化学技術設備展示会での光景だった。
展示会期間中、来場者は「10,000-メートルチタン合金コイルチューブ」の技術と工程を視察し、学んだ。梁春麗撮影
「このチタン合金管のロールは、当社が国内の多くの研究機関や企業と共同で開発したものだ。研究開発チームはチタン合金コイルチューブの製造加工プラットフォームを構築し、インテリジェントな全自動アダプティブプレートコイルチューブの精密成形、超長時間高効率深溶融安定溶接などのコアプロセス設備を独自に開発した。製造プロセス全体がコンピューターで正確に制御され、超長尺チタン合金溶接部の安定成形の問題を解決した」と広東富偉徳溶接有限公司の葉雄岳ゼネラルマネージャーは科技日報のインタビューで語った。
中浅層石油ガス探査開発の継続的な改善に伴い、石油ガス発見の難易度は高まり、深層石油ガスと要求の厳しいエネルギー井の探査開発はますます注目されています。チタン合金連続油井管は、軽量、高耐食性、高疲労寿命などの利点があり、鋼連続油井管の代替品として使用でき、深層、深海などの過酷な環境で動作します。しかし、関連する材料と準備プロセスは長い間外国によってブロックされていました。
2022年、広東省富偉徳溶接有限公司は、中国石油工程材料研究所、中国科学技術研究院、宝鶏チタン有限公司、新疆湘潤新材料技術有限公司などの部門と共同で、「超長チタン合金連続油管開発と産業化研究」プロジェクトを申請し、国家の特別支援を受けました。
「研究開発チームは材料を選択し、一連の技術的困難を克服し、チタン合金連続油管を製造するための完全なプロセス技術を形成しました。溶接プロセスでは、超長溶接部が安定して形成され、溶接ワイヤの面取りや充填が不要で、片面溶接と両面成形を実現でき、溶接効率が大幅に向上しました。」と中国科学技術研究院のチタン合金専門家であるHui Songxiao氏は紹介しました。
「連続油管の深さ制限は、油管の重量や加工車両のパワーなどの要因によって影響を受けます。」 慧松暁氏は、鋼製連続油管を7,1メートルの深さまで下げた後、パイプの重量により加工車両のパワーが油管の操作能力を満たせなくなると紹介しました。 それより長いと、鋼管の重量でパイプが破損する可能性があります。 チタン合金の密度は鋼の60％に過ぎません。 理論上、連続油管の深さ制限を7,4メートルから12,6メートル以上に延長できます。
慧松暁氏は、鋼製連続油管の深さ制限もさらに延長できるが、鋼材の強度要求は比較的高いと付け加えた。それに応じて、鋼帯生産と連続管成形の技術的難易度も高くなる。強度が高すぎると、鋼管の可塑性と靭性が大幅に低下し、連続油管の疲労寿命に深刻な影響を与える。軽量チタン合金材料は、これらの問題を回避できる。
24時間から72時間、100時間、150時間、200時間、300時間...研究開発チームは、溶接安定性に影響を与える多くのパラメータについて理論分析、実験検証、最適化の反復を繰り返し、チタン合金連続管の安定した溶接時間を継続的に延長しました。現在までに、連続溶接時間は500時間を超え、超長（12、000メートル）チタン合金連続管の生産と製造を実現しました。さらに、研究開発チームは、8 MPaの内圧と35 MPaの内圧下でチタン合金連続油管の疲労テストを実施しました。データによると、その疲労寿命は鋼製連続油管よりもはるかに高いことがわかりました。「現在、中国では8、000〜10、000メートルの超深井戸が探査されていますが、当面は適切な連続油管はありません。」 葉雄岳氏は、2023年10月に広東省中山市で超長チタン合金連続油井産業化プロジェクトの建設が開始され、大量の超長チタン合金連続油井が我が国の10,21メートルの深さの油井での石油・ガス掘削・生産に役立つと期待されていることを紹介した。
