Em comparação com as hastes de perfuração de aço tradicionais, as hastes de perfuração em liga de titânio têm cinco vantagens principais: leveza, resistência à corrosão, longa vida útil, alta flexibilidade e propriedades não{0}}magnéticas. Para as mesmas especificações, o peso de uma haste de perfuração em liga de titânio é 57% maior que o de uma haste de perfuração de aço convencional. Isso significa que as ferramentas de perfuração que usam hastes de perfuração de liga de titânio são mais leves e as operações de perfuração podem usar equipamentos de perfuração de menor-classe, o que pode economizar muito nos custos diários da plataforma e, assim, reduzir as despesas de perfuração.
Os padrões para hastes de perfuração incluem principalmente GB/T 29166-2021 'Hastes de perfuração de aço para a indústria de petróleo e gás natural', GB/T 20659-2017 'Hastes de perfuração de liga de alumínio para a indústria de petróleo e gás natural', SY/T 6509-2023 'Hastes de perfuração quadradas' e SY/T 7826-2024 'Hastes de perfuração de parede dupla', mas esses padrões não cobrem materiais de liga de titânio.
O Instituto de Materiais de Engenharia estabeleceu uma equipe para o desenvolvimento de padrões para hastes de perfuração em liga de titânio. Com base em extensas pesquisas científicas, testes de laboratório e testes de verificação de campo, a equipe desenvolveu cláusulas técnicas na norma, incluindo principais indicadores técnicos, parâmetros, fórmulas, requisitos de desempenho, métodos de teste e regras de inspeção, e os verificou no processo de produção e nas aplicações de testes de campo. Em relação aos índices de desempenho dos materiais de liga de titânio, foram realizadas análises e cálculos para ligas de titânio como TC4, TA15 e TA8. Com base em uma grande quantidade de dados experimentais, foram propostos indicadores de desempenho para hastes de perfuração de liga de titânio, incluindo resistência ao escoamento, resistência à tração, dureza e resistência ao impacto. Estes indicadores de desempenho foram validados quanto à viabilidade e razoabilidade através da produção industrial. No que diz respeito aos métodos de teste para materiais de haste de perfuração de liga de titânio, os principais métodos de teste foram formulados de acordo com as condições e requisitos nacionais e foram posteriormente verificados. Para os métodos de medição, inspeção e marcação de hastes de perfuração em liga de titânio, foram estabelecidas e verificadas cláusulas correspondentes. Em relação ao transporte e armazenamento de hastes de perfuração em liga de titânio, cláusulas apropriadas foram formuladas e analisadas com base nas características das hastes de perfuração em liga de titânio. GB/T 41343-2022 "Rodas de perfuração de liga de titânio para a indústria de petróleo e gás natural" foi lançada e implementada.
Com o desenvolvimento de recursos de petróleo e gás de alta{0}}acidez na China e a extensa operação de poços ultra{1}}profundos superiores a 8.000 metros, tomando como exemplo o campo petrolífero Tarim, da PetroChina, e o campo petrolífero Northwest, da Sinopec, a profundidade média do poço ultrapassou 8.000 metros, e o petróleo e o gás contêm sulfeto de hidrogênio. O risco de segurança das hastes de perfuração de aço aumentou significativamente, e o custo diário de perfuração de uma plataforma de 9.000 metros é 1,5 vezes maior que o de uma plataforma de 7.000 metros. Portanto, existe um grande desafio tanto para reduzir o peso da coluna de perfuração quanto para diminuir os custos de produção e, ao mesmo tempo, melhorar a eficiência. Além disso, o desenvolvimento secundário de antigas áreas de poços no campo petrolífero Daqing da PetroChina requer o uso de desvio e perfuração de janela em poços antigos para maximizar a utilização dos recursos existentes e economizar custos de desenvolvimento, o que também cria uma demanda significativa por hastes de perfuração de liga de titânio. O estabelecimento de padrões para hastes de perfuração em liga de titânio é de grande benefício econômico, pois garante o nível de qualidade das hastes de perfuração em liga de titânio, melhora sua segurança, promove sua aplicação e reduz os custos de desenvolvimento de petróleo e gás.
