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曹春曉院士：海可枯石可爛 ——從石油到航空的愛鈦之心！

時間：2019-04-17 09:52 來源：振威會議點擊：次

1955年10月30日，勘探開發(fā)隊在克拉瑪依發(fā)現(xiàn)噴油油田，這是中國解放后發(fā)現(xiàn)的第一個大油田，現(xiàn)為克拉瑪依市區(qū)東角一座天然瀝青丘——黑油山。當(dāng)時消息一出，全國上下一片沸騰，一位正在上海交大就讀的大四男生聽到這個消息興奮不已，高興地手舞足蹈。

克拉瑪依油田

也許是心底深處為祖國石油行業(yè)的快速發(fā)展感到由衷的自豪；也許是印在骨子里對石油工業(yè)的熱愛。終于，當(dāng)這位意氣風(fēng)發(fā)的少年成長為我國航空工業(yè)鈦合金研究和應(yīng)用的創(chuàng)始人之一后，他于2005年，去到了這個讓他感到深深自豪的地方——克拉瑪依黑油山。

從1956年至今，他已深耕行業(yè)62年之久，他是中國科學(xué)院技術(shù)科學(xué)學(xué)部院士、是中國航空工業(yè)鈦合金研究和應(yīng)用的創(chuàng)始人之一、是“航空報國金獎”得主，他就是——曹春曉。

為了促進中國的石油工業(yè)優(yōu)質(zhì)綠色發(fā)展，構(gòu)筑能源世界的美好未來！曹春曉在第十一屆國際石油天然氣產(chǎn)業(yè)高峰論壇上發(fā)表了題目為“鈦在石油工業(yè)中的應(yīng)用”的演講。

中國科學(xué)院技術(shù)科學(xué)學(xué)部院士曹春曉在第十一屆國際石油天然氣產(chǎn)業(yè)高峰論壇上發(fā)表演講

他提到，隨著勘探開發(fā)不斷向深井、超深井、惡劣腐蝕的環(huán)境和深海發(fā)展，我國油井管服役條件日益復(fù)雜和嚴(yán)酷，導(dǎo)致一些油田在高溫高壓高腐蝕條件下，油井管斷裂事故頻發(fā)。油井管的安全可靠性、使用壽命和經(jīng)濟性對石油工業(yè)關(guān)系極其重大，迫切需要研究開發(fā)和推廣應(yīng)用新材料、新技術(shù)，鈦合金油井管已成為未來重點發(fā)展方向之一。

油井管在石油工業(yè)中占有重要的位置，石油天然氣勘探開發(fā)消耗大量油井管。據(jù)統(tǒng)計，每鉆進一米，約需油井管62kg。近幾年，我國每年消耗油井管在350萬噸上下，耗資幾百億元人民幣。

目前,我國日益成熟的鈦合金加工制備技術(shù)使鈦合金油井管具有較低的制造成本，中國是鈦資源大國，而鎳礦資源較為貧乏，從長遠(yuǎn)來講，大力發(fā)展鈦合金油井管代替鎳基合金管有利于進一步降低油田開發(fā)成本。

會上，他還詳細(xì)介紹了關(guān)于鈦合金在石油工業(yè)中應(yīng)用的八大特性：

一、較低的密度可以顯著降低管柱載荷，特別超深石油井管。

二、較高的強度包括：伸強度、蠕變強度、疲勞強度等

不同材料在不同溫度下的比強度

三、優(yōu)良的耐腐蝕性能，耐海水腐蝕性能優(yōu)良

海水耐蝕性能（mm/a）數(shù)據(jù)的比較表

四、較寬的使用溫度范圍，常規(guī)鈦合金使用溫度從零下269 ℃至零上600 ℃。

五、較大的彈性變形能力，鈦合金的屈服強度高而彈性模量（E）低，因此很適宜做彈簧等零件，更重要的是適用于大位移水平井。

六、較低的膨脹系數(shù)，這一特性使石油裝備更適應(yīng)溫度的變化和減少結(jié)構(gòu)件的內(nèi)應(yīng)力。

七、無磁性，適應(yīng)各種裝備中一些檢測、通訊、控制手段正常使用的要求。

八、較好的加工工藝性能，鈦合金通常具有良好的鑄、鍛、焊、3D打印等工藝性能，這往往是各種工程選材過程中能否勝出的重要因素。

上世紀(jì)80年代國外已經(jīng)開始進行鈦合金管在石油工業(yè)中的研究和運用，中國企業(yè)也在鈦合金材質(zhì)油套管的開發(fā)上取得了一定進展，現(xiàn)產(chǎn)品已初步下井測試。相信在不久的將來，鈦合金在石油裝備產(chǎn)業(yè)會有更多的應(yīng)用，早日在世界性產(chǎn)業(yè)上面獲得新的突破。