鈦合金具有高強(qiáng)度、低密度、優(yōu)良的耐蝕性和良好的韌性，因而使其成為海洋鉆探系統(tǒng)用設(shè)備如立管、鉆管及錐形應(yīng)力接頭等的最好選擇。在更多情況下，鈦和鋼的復(fù)合應(yīng)用對海上鉆探系統(tǒng)成本的降低和效益的提高具有很大的貢獻(xiàn)。


　　在過去幾年中，鈦合金構(gòu)件在海上石油鉆探系統(tǒng)上的應(yīng)用顯著增加。鈦合金使得鉆井設(shè)備可以進(jìn)入更深的水里和井里，包括溫度更高和更具腐蝕性的環(huán)境中。以Ti-6Al-4V為基的鈦合金，具有物理、機(jī)械和腐蝕等最佳的綜合性能，對于海上鉆探構(gòu)件而言具有更大的吸引力。這些特點主要包括：
　　1、高的壓縮和拉伸強(qiáng)度；
　　2、低密度與高強(qiáng)度結(jié)合，可使構(gòu)件更輕； 
　　3、良好的韌性和低的彈性模量，意味著彎曲應(yīng)力較低，彎曲疲勞壽命高；
　　4、在空氣及海水中具有高的疲勞壽命；
　　5、能耐高達(dá)300℃的含鹽與酸性的油井流體的腐蝕；
　　6、在300℃下，基體及焊縫耐海水腐蝕；
　　7、優(yōu)越的抗沖刷腐蝕性能；⑧良好的塑性和斷裂韌性以及高的耐久性和損傷容限。
　　為了得到海洋開發(fā)系統(tǒng)不同應(yīng)用部件的最佳性能，在Ti-6Al—4V合金的基礎(chǔ)上進(jìn)行了成分調(diào)整。如Grade 5合金(Ti-6Al-4V)最適合于做鉆管。這是由于鉆管對屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度的要求較高，而其它兩種低間隙元素合金，如Grade 29，Grade 23則適合于對斷裂韌性要求較高的立管。當(dāng)構(gòu)件的服役溫度超過75℃～80℃時，為了防止間隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕的發(fā)生或為了滿足NACEMR-01-75標(biāo)準(zhǔn)的要求，通常要選擇更加耐蝕的含釕的Grade 29合金(Ti—6Al—4V—Ru，ELI，≤0．13％)，這些合金均可用傳統(tǒng)的焊接方法焊接。
　　Ti—6Al—4V基合金在海上鉆探系統(tǒng)應(yīng)用的主要有以下幾種構(gòu)件。
　　(1)海上鉆井立管鉆井立管使用鈦合金，除了減重外，還具有較好的損傷容限、易于用傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行檢查等優(yōu)點。首次在海上大量使用鈦合金鉆井立管的是北海油田。在其高壓立管中使用了30根599 mm(內(nèi)徑)X25 mm(壁厚)X14.6m(長)的Grade 23合金管材。采用鈦合金立管的優(yōu)點有
　　1)可將立管的牽引力從9.8 MN降至3.7 MN，因此，減小了張緊輪的尺寸；
　　2)可減少立管底部的活動連接，從而使其在鉆井平臺結(jié)構(gòu)中易于手工操作；
　　3)減少了平臺系統(tǒng)承載的質(zhì)量；
　　4)不需要使用表面涂層。盡管鈦合金立管的成本較不銹鋼的要高，但使用后其整個系統(tǒng)的成本卻比原來降低了40％。
　　雖然鈦在立管上的使用取得很大成功，但全鈦立管的市場卻非常有限。由于經(jīng)濟(jì)原因，實際上多使用的將會是不銹鋼／鈦或復(fù)合材料／鈦的立管。
　　(2)鉆管 在短距離鉆井中(曲率半徑在18m以內(nèi))，傳統(tǒng)的不銹鋼管過早地出現(xiàn)轉(zhuǎn)動疲勞和物理磨損，因而RTI開發(fā)了由Grade5合金與標(biāo)準(zhǔn)Cr-Mo鋼接頭連接而成的鉆管。這樣設(shè)計避免了工具卡死和磨損并保證了其韌性和疲勞壽命。1999年，美國已用外徑為73 mm的鈦合金管成功地鉆成了10口曲率半徑18m的油井。近來，又用外徑為63.5 mm的鈦合金鉆管鉆成了曲率半徑為12m～15m的油井。另外，鈦合金的無磁性也是吸引人之處，使得油井勘探不受磁性的影響。在長距離鉆井中，采用鋼管，其鉆井深度在垂直方向只到6.1km，水平方向為7.1km-9.1 km，而采用鈦管材后，其垂直方向可達(dá)9.1km。大直徑鈦管的使用，使得鉆具吊起所需的力減少了約30％，扭矩減少了30％～40％，并克服了液壓傳動裝置的限制。
　　(3)鈦錐形應(yīng)力接頭 金屬錐形應(yīng)力接頭相對于橡膠／銅等柔性接頭而言，設(shè)計緊湊，易于檢查，氣密性好，可在高溫下使用等，鈦的錐形應(yīng)力接頭，其長度只有鋼的1／3，成本與鋼的相差無幾，甚至更低。RTI已設(shè)計和制造了Grade 23和Grade 29合金應(yīng)力接頭，并安裝在墨西哥灣和北海的鉆井平臺上，由于相對較低的成本和成功應(yīng)用實例，鈦制應(yīng)力接頭市場呈現(xiàn)出持續(xù)增長的勢頭。