随着“供给侧改革”、“一带一路”和“中国制造2025”等国家重大战略的实施和推进，石油化工等工程项目也逐步提上日程，以轻质、耐高温、耐腐蚀为发展方向的材料将成为热点，势必会带动钛及钛合金产品的需求。记者在2016年钛年会上见到了中国石油集团石油管工程技术研究院研究员宋生印，并针对钛合金材料在石油行业油井管应用方面等问题对他进行了采访。

  美国能源部公布的数据显示，近30年来，全球石油天然气井深平均增加了一倍以上，并且继续呈快速增长的趋势。根据我国几大石油公司的“十三五”规划预测，2015～2017年期间，油井管年平均需求量约为350万吨，随着需求量的不断扩大，石油天然气井深勘探开发也不断向深井、超深井、恶劣腐蚀环境和深海发展，这对油井管服役条件的要求也越来越高。同时，在我国“十三五”期间，川渝地区将成为中石油和中石化的主要战区，中海油的开采也将逐渐向深海推进，而目前川渝地区油管套管腐蚀严重，严重影响生产。因此，一种耐腐蚀、使用寿命长，且能满足特殊服役条件的高性能的新材料已成为我国乃至全世界在石油开采领域的迫切需求。

  当前我国用于石油开采的油井管基本是镍基合金材料，该材料的制造价格高昂且易腐蚀，使用寿命较短，同时，镍矿资源较为贫乏，镍资源的生产与消费仍主要依赖于进口。而我国是钛资源大国，钛合金又具有优异的耐蚀性、良好的机械性能、高抗疲劳强度、耐用性等特点，如作为石油开采油井管材将比目前使用的镍基合金材料寿命长。从长远来看，大力发展钛合金油井管代替镍基合金管有利于进一步降低油田开发成本。

  对此，宋生印向记者举例说：“四川地区三高气井H2S含量最高达493g/m3，最深7000m，最大地层压力131MPa，最高温度175℃，严酷环境急需高性能耐蚀管材。而普通的碳钢、低合金钢等材质的油井管由于受到机械性能和耐蚀性能的限制，已经不能满足这些特殊环境的要求，则必须采用高耐腐蚀合金石油管材。针对这些区域苛刻的耐腐蚀要求，目前主要还是采用镍基合金油井管（如G3合金油管），但镍基合金管加工制备工艺复杂且价格昂贵，从一定程度上限制了适用范围。如采用钛合金取代传统的钢铁材料甚至镍基合金制备油井管，可显着提高油气井的使用寿命，保障油气开采与生产的安全可靠性。”

  可见，面对目前我国石油行业存在的问题，钛合金材料的应用已成为石油行业油井管的发展方向。目前，国内天津钢管、攀成钢、宝钢、北京有色金属研究总院、宝钛、忠世高新等单位均在钛合金材质油套管的开发上取得一定进展，研发生产的产品已初步下井测试。

  虽然如此，但钛合金材料在石油行业油井管应用方面也存在一定问题。宋生印告诉记者：“由于钛合金本身特性，部分钛合金材料在一定工况下耐蚀具有局限性，使用时会出现缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂问题；国内钛合金油井管产品材质单一，无法满足多种工况、多种应用类别的油气开发材料需求，在强度、功能和耐蚀性上还有提升的空间；在低油价的市场环境下，需要低成本、适用性、符合用户要求的钛合金材料选材与开发；油气行业用油井管对外形尺寸要求较高，由于制备工艺的不同，轧制和挤压的钛合金管材在外形尺寸、表面质量等方面还存在不足；目前钛合金管成品率不高，对钛合金废品无法像钢铁一样回收利用，拉高了钛合金管成本，加工制备技术需进一步完善，提高成品率等问题亟待解决。”

  针对目前面临的问题，宋生印在采访时从研究院的角度提出了自己的几点建议：其一，加强服役工况下可用钛合金材料试验研究，建立起适合石化行业用钛合金材料体系和性能数据库；其二，系统研究关键的强度、韧性、耐蚀性等指标，建立起符合钛合金油井管特性的关键性能指标；其三，钛合金材料的整体管柱力学设计尚未健全，需要进一步的研究和建立相应的管柱设计方法和规范；其四，对钛合金管产品进行综合评价，在深入研究的基础上进行应用推广和指导，并建立动态跟踪研究，逐步建立失效预防体系；其五，制定完善的钛合金油井管标准体系。他强调，最关键一点是对钛合金管材服役环境进行全面适用性评价和全寿命质量安全监督及评估，引入完整性概念进行综合设计及评价。

  中国石油集团石油管工程技术研究院是国内唯一从事石油管及管柱技术研究院，在工作当中和生产企业进行合作，研发生产出的钛合金制品应用于油井管之前需通过国家石油管材质量检测中心检测评价才能下井应用。该研究所从2008年起开始跟踪研究钛合金油井管，先后与加拿大钛管公司、北京有色金属研究总院、东方高新等多家企业合作，开展了多个钛合金研究及试验评价项目，对多种钛合金进行了全面的理化、实物及抗腐蚀性能、服役性能的试验并形成钛合金选材指导。同时也从钛合金气密封特殊螺纹开发、钛合金酸化缓蚀剂开发、钛合金专用抗粘扣螺纹润滑脂开发钛合金表面处理及抗粘扣研究、钛合金螺纹加工及检测技术等方面展开了众多研究。

  宋生印对记者说：“国家对钛合金油井管的发展非常重视，科技部对此设置钛合金油井管应用技术研究相关课题。但钛合金在油井管中的应用推广单靠国家支持是无法实现的，还需生产企业加强与管研院合作，共同努力把钛合金产品应用于石油领域。”

  钛合金在石油行业油井管方面应用有广阔的发展空间，在一定程度上可代替传统材料。但钛合金材料的发展仍需要国家、企业、民众的支持和信任，通过完善加工备制技术、加强上下游企业的联系与合作，共同推动钛合金在油井管中的应用，使钛合金真正走入石油领域，为我国的石油领域的发展开创一个新的天地。