陈培亮，李文霞，王居贺

(中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院 新疆 乌鲁木齐 830011)

0 引 言

随着石油工业的发展，深井、超深井和水平井的数量不断增加[1]。与钛合金相比，传统钢制套管与钻杆的比强度低，在复杂钻井/套管服役工况条件下，应力腐蚀开裂、疲劳断裂、刺漏、过载等事故对油气井的安全生产构成了严重威胁[1-2]。钛合金套管与钻杆具有比强度高，耐H2S应力腐蚀，疲劳性能优良等特点，可显著减轻管柱重量与应力集中，提高最大钻井深度、套管下深和抗腐蚀疲劳性，延长套管与钻杆服役寿命，并减少因管柱失效而导致的安全事故[3-5]。目前，大多数工业化应用的钛合金都含有V，Zr，Pd和Ru[6-7]等贵金属元素，但其成本高，可成形性差且成材率低，因此耐蚀钛合金套管与钻杆性能和成本的最佳匹配优选已引起越来越多的关注。

本研究采用热锻或热挤压等热变形工艺制备了一种低成本Ti-Al-X合金，不含贵金属元素，并具有出色的力学性能和耐腐蚀性。本文主要研究Ti-Al-X合金的热变形行为规律，特别是流变行为的显著特征点，以获得更精确和可靠的结果，为工业生产实践提供理论支撑。

1 试验方法

1)材料制备与热处理 通过真空自耗电极电弧熔化、均匀化、锻造/热挤压、固溶/时效处理制备Ti-Al-X合金，其中Al的质量分数为5%。

2)热模拟测试 在Gleeble 1500上进行单轴压缩热模拟试验。试验温度分别为850、900、950和1 000 ℃，应变速率分别为0.001、0.01、0.1和1 s-1。

2 结果与讨论

2.1 高温流变行为

图1为在不同温度/应变速率下获得的Ti-Al-X合金的真应力-应变曲线。……