石油、天然氣勘探與開(kāi)發(fā)可分為陸地開(kāi)采與近海開(kāi)采，在地殼中蘊藏的石油與天然氣，大致陸地占60%，近海占40%，開(kāi)采近海如渤海、南海等海底地殼中的油、氣也有著(zhù)重要意義。

在鈦合金未工業(yè)化與較大規模的應用前，常用的測井儀外殼是用45鋼、40Cr鋼、30 MoVNb鋼制造的，但是它們都滿(mǎn)足不了現代技術(shù)測井的需要，現代高技術(shù)油氣勘探和開(kāi)發(fā)要求測井儀金屬外殼既能承受＞98 MPa的壓力，又要耐地下原油和各種介質(zhì)的腐蝕，而且在測井中，還要對自然γ射線(xiàn)吸收率小，在磁性測井中，還不應對地磁場(chǎng)產(chǎn)生屏蔽效應。從這些性能要求看來(lái)，鈦合金是制備測井儀外殼的好材料。

上世紀80年代中期中國石油管理局從法國斯侖貝謝公司和美國德萊賽公司引進(jìn)了6套用Ti﹣6Al﹣4V鈦合金外殼的綜合測井儀，但是國產(chǎn)測井儀外殼那時(shí)還沒(méi)有用鈦合金制備的。Ti﹣6Al﹣4V是一種綜合性能好的成熟的性?xún)r(jià)俱佳的合金，但自此以后，寶雞有色金屬加工廠(chǎng)（現在的寶鈦集團有限公司）等對此合金擠壓管材的方方面面作了詳細的研究。

測井儀外殼為厚壁長(cháng)圓筒體，所受的力為外壓力，能承受的壓力越高，則可深入地層更深的部位測井，Ti﹣6Al﹣4V鈦合金擠壓管和40Cr鋼管的耐壓試驗結果見(jiàn)表1 （楊曉明、熊正中等的數據）。由表中的數據可見(jiàn)，Ti﹣6Al﹣4V合金擠壓管在室溫112.7 MPa和高溫117.6 MPa壓力下沒(méi)有發(fā)生失穩破壞，而40 Cr鋼管在常溫80.4 MPa壓力時(shí)即失穩破壞。試驗證明，40 Cr鋼管的臨界破壞壓力為78.4 MPa～80.4 MPa。測井儀外殼受的外壓力≥臨界破壞壓力時(shí)產(chǎn)生的失穩破壞為壓扁或折皺，會(huì )破壞殼體內的測量系統，因此測井儀外殼臨界破壞壓力高低對測井儀的安全與正常工作起著(zhù)十分重要的作用。Ti﹣6Al﹣4V鈦合金及40 Cr鋼管的力學(xué)性能和臨界破壞壓力見(jiàn)表2、3。

中國從法國引進(jìn)的綜合深井儀鈦合金外殼max使用壓力為137.2 MPa，允許使用溫度150℃～175℃。按以上表3所列數據，只要選擇合適直徑與壁厚的Ti﹣6Al﹣4V鈦合金制造測井儀外殼，完全可以達到斯侖貝謝公司的允許max耐壓值。中國早已能全盤(pán)擠壓性能優(yōu)秀的各種直經(jīng)與壁厚的鈦合金管材，寶鈦集團等生產(chǎn)的管材不但能滿(mǎn)足國內的需求，而且還出口到國外。國產(chǎn)Ti﹣6Al﹣4V合金在175℃的耐壓值遠大于120 MPa，可完全滿(mǎn)足國內高技術(shù)測井要求；在常用的測井儀殼體尺寸范圍內，Ti﹣6Al﹣4V合金的理論max臨界破壞壓力已達248 MPa，以其制造的測井儀殼體完全能承受＞137 MPa的壓力。

在石油勘探和開(kāi)發(fā)測井中，探測地層的自然γ射線(xiàn)并對其進(jìn)行能譜分析是獲得地層含油數據主要手段之一，測并儀金屬外殼對自然γ射線(xiàn)吸收率越小，則探測靈敏度越高，獲得的分析數據也越可靠。Ti﹣6Al﹣4V合金和40 Cr鋼管對Co60和Cs137 γ射線(xiàn)的試驗見(jiàn)表4。

測井儀的工作條件非常嚴酷，要求外殼材料具有很高的抗腐蝕性能，研究表明，Ti﹣6Al﹣4V合金在原油介質(zhì)中與在含硫化物、氯化物介質(zhì)中都有很強的抗蝕性，腐蝕速率＜0.017 mm/a，因此，用Ti﹣6Al﹣4V合金制造的測井儀外殼，可以在相當長(cháng)的時(shí)間內避免因腐蝕使殼體減薄而造成臨界破壞壓力下降進(jìn)而產(chǎn)生的失穩破壞。

在石油勘探和開(kāi)發(fā)測井中，還要測量一些磁物理量，測井儀外殼磁化率也會(huì )對測井產(chǎn)生影響，磁化率過(guò)大，則會(huì )使殼體產(chǎn)生屏蔽效應，影響磁性測量?jì)x的正常工作，所以要求金屬外殼的磁化率越小越好。因此，鈦合金是制造磁性測井儀外殼的最佳材料，Ti﹣6Al﹣4V合金的磁化率X＝3.2×10﹣6 cm3/g，是一種非鐵磁材料，同時(shí)鈦合金還有良好的加工成形性能。