2013年不同材質鉆桿產品市場推廣分析

       一、鋁合金鉆桿實際推廣相對容易

       鋁合金鉆桿在國外已得到成熟應用

       從應用角度來看，鋁合金鉆桿在全球范圍內已實現大范圍應用。鋁合金變斷面管材的生產工藝于1960年開始研制，但真正大規模用于鉆探工業，還是70年代的事。1958年前蘇聯冶金機械科學研究所開始對B95、д16鋁合金鉆探管進行試驗，1963年研制出首批用于石油鉆探的鋁合金變斷面管材，并于1970年在莫斯科全蘇輕金屬研究院古比雪夫冶金工廠和卡明斯克冶金工廠分別建成了幾條專門生產鋁合金鉆探管的生產線。

       與此同時，美國雷諾公司、法國彼西涅公司以及德國和日本等國也開發了不同規格和用途的鋁合金鉆探管。目前世界上的鋁探管生產工藝成熟、設備先進、技術水平相當高，生產效率和經濟效益都很好，但由于技術復雜并需要大型擠壓機，所以僅分布在俄、美、法、德、日等少數幾個國家。

       在俄羅斯采用鋁合金鉆探管的項目逐年增加，目前已達到總掘進數的50%以上，在美國更達到了60%以上。由于在油氣井鉆進中使用鋁合金鉆桿的高效率，在特別地質條件下的應用良好，以及與顧客和鉆井企業的經常接觸導致ADP生產的擴大。通過分析計算每米鉆桿柱的費用以后，就可以發現使用鋁合金鉆桿的優勢。相關研究表明，在目前的價位上，輕合金鉆桿與鋼質鉆桿相比具有很強的競爭力。

       二、其他新型鉆桿在實際應用中均存在一定限制

       1、復合材料鉆桿

       復合材料鉆桿是通過在卷筒上纏繞碳纖維，然后應用一種環氧基復合材料覆蓋并密封而成。復合材料鉆桿具有許多潛在的優勢，包括質量輕、高的強度質量比、超高的抗腐蝕能力以及增強的抗疲勞能力。

       但與此同時，為達到一定結構強度要求，復合材料鉆桿壁厚要大于普通鋼鉆桿；若減小內徑則會增大壓力損失，若增大外徑，則會增加環空循環當量密度，這會引起密度窗口鉆井井控問題。根據設計參數，復合鉆桿的壁厚可能要達到常規鋼鉆桿壁厚的2倍，其不適用于超長位移的大位移井和超深井的鉆井施工。此外，目前復合材料鉆桿價格為普通鋼鉆桿的3倍左右，這會增加投資，但是其整體綜合成本還是要優于普通鋼鉆桿。

       2、超高強度鉆桿。

       超高強度鋼鉆桿是為實現超深井鉆井而研制的，輕質、薄壁的超高強度鋼鉆桿可用于解決大位移井、超深井和深水鉆井的鉆井難題。但由于高強度鋼在低溫下具有脆性且很難在抗沖擊韌性和抗拉強度間達到平衡，鋼的延展性和剛性之比降低已成為阻礙高強度鋼鉆桿應用的一個重要難題。同時，在酸性油氣井等特殊環境性難以適用。

       3、鈦合金鉆桿

       與常規鋼鉆桿相比較，鈦合金鉆桿性能優勢明顯。（1）鈦合金密度為4.1×103kg/m3，鋼密度為7.8×103kg/m3，鈦比鋼輕43%；（2）鈦合金彈性模量為119GPa，鋼彈性模量為210GPa，鈦合金是鋼的57%；（3）鈦合金具有更好的耐腐蝕及抗侵蝕的能力；（4）鈦合金具有高抗疲勞特性，在空氣和鉆井液環境中其疲勞性能幾乎相同；（5）鈦合金鉆桿屈服強度為840MPa，約等于S-135鋼鉆桿強度重量比值的1.54倍。

       用于超短半徑鉆井的鈦合金鉆桿已經研制成功。在超短半徑鉆井、超深井和深水鉆井應用中，鈦合金鉆桿具有明顯的優勢。但鈦合金材料對疲勞缺口相當敏感，當長時間處于應力條件下時，其磨損速率極快。同時，鈦合金鉆桿的成本大約是常規鋼鉆桿的7-10倍，難以實現大規模使用。

       4、抗硫鉆桿

       抗硫鉆桿是國內目前接觸最多、應用最廣的一種高性能鉆具，主要用于酸性氣田。其在國內得到了大量的應用，從95SS鋼級的鉆桿直到105SS鋼級的鉆桿。由于材料強度的提高，必然會導致材料硬度的提高，而材料硬度的提高，對腐蝕環境的敏感性增強，發生腐蝕和應力腐蝕的風險性越高。因此，抗硫鉆桿材料的強度受到了很大的限制。