戴有涛

(中色科技股份有限公司，河南 洛阳 471039)

随着油气资源的减少，其勘探和钻取已日趋向深井、超深井，深海、复杂地质、地理条件下作业，传统钢质钻探管件暴露出诸多不利因素。铝合金管材与传统钢质管材相比，具有质量轻、比强度大、塑性高、耐蚀性强的明显优势，且适用于大区率定向井和水平井，并可显著提高钻探能力。铝合金钻探管的密度大约是钢质钻探管的1/3，其强度与质量之比是钢质钻探管的1.5～2.0倍，在钻机能力相同的情况下，应用铝合金钻探管能够达到钢质钻探管无法达到的井深，如5000m井深的钢质钻井系统，若采用铝合金钻杆可实现7000m以上的钻井深度；其次，铝合金表面会形成稳定且致密的氧化膜，可有效防止硫化氢和二氧化碳腐蚀；另外，铝合金钻探管弹性模量比钢小，具有较好的抗弯曲性能，更适合曲率大的定向井和水平井。同时由于铝合金管材摩擦阻力小，可有效降低钻井过程中的电能消耗，所以铝合金钻探管也具有一定的成本优势。目前，铝合金石油钻探管在国内具有较大市场空间，且行业需求将在未来较长一段时间内处于快速增长期。

1 铝合金钻探管用铝合金材料及其力学性能要求

国外生产的钻探管用铝合金材料分为高轻度铝合金(D16T)、高强度、耐腐蚀合金(1953T1)和特殊耐热合金( AK4-1T1) 3大材料体系。其中，D16T为铝-铜-镁系铝合金，热处理时效后，该系列合金挤压材室温下的抗拉强度最高可达538MPa；AK4-1T1为铝-铜-镁-铁-镍系耐热铝合金，该系列合金主要耐热相为S(CuMgAl2) 、FeNiAl9相，铁和镍加入量不当，会降低合金的耐热性。……