So với cần khoan thép truyền thống, cần khoan hợp kim titan có 5 ưu điểm chính: nhẹ, chống ăn mòn, tuổi thọ cao, tính linh hoạt cao và đặc tính không{0}}từ tính. Với cùng thông số kỹ thuật, trọng lượng của cần khoan hợp kim titan bằng 57% so với cần khoan thép thông thường. Điều này có nghĩa là các dụng cụ khoan sử dụng thanh khoan hợp kim titan sẽ nhẹ hơn và hoạt động khoan có thể sử dụng-các giàn khoan cấp thấp hơn, điều này có thể tiết kiệm đáng kể chi phí giàn khoan hàng ngày và do đó giảm chi phí khoan.
Các tiêu chuẩn dành cho cần khoan chủ yếu bao gồm GB/T 29166-2021 'Thanh khoan thép cho ngành dầu khí và khí đốt tự nhiên', GB/T 20659-2017 'Thanh khoan hợp kim nhôm cho ngành dầu khí và khí đốt tự nhiên', SY/T 6509-2023 'Thanh khoan vuông' và SY/T 7826-2024 'Thanh đôi Thanh khoan', nhưng các tiêu chuẩn này không bao gồm các vật liệu hợp kim titan.
Viện Vật liệu Kỹ thuật đã thành lập nhóm phát triển các tiêu chuẩn thanh khoan hợp kim titan. Dựa trên nghiên cứu khoa học sâu rộng, thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm xác minh hiện trường, nhóm đã phát triển các điều khoản kỹ thuật trong tiêu chuẩn, bao gồm các chỉ số kỹ thuật chính, thông số, công thức, yêu cầu hiệu suất, phương pháp thử nghiệm và quy tắc kiểm tra, đồng thời xác minh chúng trong quy trình sản xuất và các ứng dụng thử nghiệm tại hiện trường. Về chỉ số hiệu suất của vật liệu hợp kim titan, các phân tích và tính toán đã được tiến hành đối với các hợp kim titan như TC4, TA15 và TA8. Dựa trên một lượng lớn dữ liệu thực nghiệm, các chỉ số hiệu suất của thanh khoan hợp kim titan đã được đề xuất, bao gồm cường độ chảy, độ bền kéo, độ cứng và độ bền va đập. Các chỉ số hoạt động này đã được xác nhận tính khả thi và hợp lý thông qua sản xuất công nghiệp. Liên quan đến các phương pháp thử nghiệm đối với vật liệu thanh khoan hợp kim titan, các phương pháp thử nghiệm chính được xây dựng theo các điều kiện và yêu cầu trong nước và sau đó đã được xác minh. Đối với các phương pháp đo, kiểm tra và đánh dấu thanh khoan hợp kim titan, các điều khoản tương ứng đã được thiết lập và xác minh. Về việc vận chuyển và bảo quản thanh khoan hợp kim titan, các điều khoản thích hợp đã được xây dựng và phân tích dựa trên đặc tính của thanh khoan hợp kim titan. GB/T 41343-2022 "Thanh khoan hợp kim titan cho ngành dầu khí và khí đốt tự nhiên" đã được phát hành và triển khai.
Với sự phát triển của-các nguồn tài nguyên dầu khí có tính axit cao và hoạt động mở rộng các giếng cực sâu trên 8.000 mét, lấy Mỏ dầu Tarim của PetroChina và Mỏ dầu Tây Bắc của Sinopec làm ví dụ, độ sâu giếng trung bình đã vượt quá 8.000 mét và dầu và khí đốt có chứa hydro sunfua. Rủi ro an toàn của cần khoan thép đã tăng lên đáng kể và chi phí khoan hàng ngày của giàn khoan 9.000 mét gấp 1,5 lần so với giàn khoan 7.000 mét. Do đó, có một thách thức nghiêm trọng đối với việc vừa giảm trọng lượng của dây khoan vừa giảm chi phí sản xuất đồng thời nâng cao hiệu quả. Ngoài ra, việc phát triển thứ cấp các khu vực giếng cũ tại Mỏ dầu Daqing của PetroChina đòi hỏi phải sử dụng phương pháp khoan ngang và khoan cửa sổ trong các giếng cũ để tối đa hóa việc sử dụng các nguồn tài nguyên hiện có và tiết kiệm chi phí phát triển, điều này cũng tạo ra nhu cầu đáng kể về cần khoan hợp kim titan. Việc thiết lập các tiêu chuẩn cho thanh khoan hợp kim titan mang lại lợi ích kinh tế to lớn vì nó đảm bảo chất lượng của thanh khoan hợp kim titan, cải thiện độ an toàn, thúc đẩy ứng dụng và giảm chi phí phát triển dầu khí.
