“鋌”進地下萬米 刷新“中國深度”
“鋌”進地下萬米 刷新“中國深度”

文章來源:中國兵器工業(yè)集團有限公司 發(fā)布時間:2025-02-28
日前,我國首口超萬米科探井——深地塔科1井在新疆塔里木盆地完鉆,鉆探深度10910米,成為亞洲第一、世界第二垂深井。該項目所用的螺旋鉆鋌、加重鉆桿、方鉆桿、短鉆桿等鉆具產(chǎn)品均來自兵器工業(yè)集團一機集團風雷鉆具公司。
地上,紅白相間、20多層樓高的鉆機矗立;地下,1130多根鉆桿連接而成的“珠峰”,鉆穿12套地層,開辟出一條通往地球深部的萬米通道。
近600個日夜,風雷鉆具公司的鉆探產(chǎn)品伴隨著深地塔科1井,刷新了超深層油氣勘探領(lǐng)域的“中國深度”。
一深帶萬難
一難,在于地層巖性變化復雜。深地塔科1井鉆穿12套不同巖性、不同壓力系統(tǒng)的巖層,地質(zhì)構(gòu)造復雜多變,每一次地層巖性變化,都要更換與之相適應的鉆頭,調(diào)整鉆井液的各項配比。靠近地表的中淺層,一顆鉆頭日進尺最高能達600米;而在萬米以深,鉆頭平均日進尺不超30米就會磨損得近乎光滑。
二難,在于井下超高溫超高壓。隨著地層深度增加,溫度、壓力也隨之增加。深地塔科1井的井下最高溫度220攝氏度,最高壓力145兆帕、相當于指甲蓋大小的面積承受超過1.4噸的重量,常規(guī)鉆井工具、材料難以適應如此苛刻的工況環(huán)境,極易損壞或失效。
三難,在于鉆桿超大扭矩。深地塔科1井的地表井眼,直徑超57厘米。井眼向下,1130多根鉆桿首尾連接,最細的鉆桿僅有杯口粗細,在高溫高壓條件下,如面條般柔軟,斷裂風險高。超大扭矩的鉆桿在地表轉(zhuǎn)10圈,地下鉆頭可能轉(zhuǎn)不了1圈。
創(chuàng)新引領(lǐng),讓萬米地層“鉆得開”“夠得到”“用得好”
挺進萬米深地,面臨多項世界級難題和極限挑戰(zhàn)。為保障深地塔科1井鉆得成、鉆得好,風雷鉆具公司聯(lián)合多家高等院校集智攻關(guān)。
化學成分改良升級,讓萬米地層“鉆得開”。針對塔科1井在鉆至萬米深度后將面對復雜多變的地質(zhì)環(huán)境和極端的使用條件,風雷鉆具公司憑借其深厚的行業(yè)經(jīng)驗和科研實力,研發(fā)出了一種迭代升級的4330V鉆鋌材料,其高強高韌的特性能承受極高的鉆探壓力和復雜的地質(zhì)應力,確保了鉆具在長時間、高強度的使用環(huán)境下依然保持穩(wěn)定的性能。
夾雜物變性技術(shù),讓萬米地層“夠得著”。為破除非金屬夾雜對材料高周疲勞性能的禁錮,風雷鉆具公司采用先進的“渣精煉控制夾雜物技術(shù)”,有效控制了鋼中的硫和總氧含量,同時引入了夾雜物變性處理技術(shù),使鋼中的氧化鋁夾雜得到了充分的變性,以硫化物包圍氧化物,極大地提升鋼材的各向同性。
熱處理工藝改進,讓萬米勘探“用得好”。鉆鋌類產(chǎn)品屬于厚壁管,由于厚壁管管料淬火時淬火液進入內(nèi)壁易開裂,已成為國際難題。風雷鉆具公司通過正向設(shè)計研究,突破了雙扇柱狀噴淋技術(shù),使其成為提高鉆鋌類產(chǎn)品綜合機械性能的基石。為了確保鉆鋌管料內(nèi)外橫截面性能的一致性,引入了22米長貫通式天然氣爐,結(jié)合自主研發(fā)的獨特淬火技術(shù)對管料進行熱處理,實現(xiàn)了性能與效率的雙重突破。
挺進地球深部,每一米都是對未知的挑戰(zhàn),每一寸都是向極限的突破,深地塔科1井鉆探,從地表到10000米,用時279天;最后910米,卻耗時300多天。
扎根于地下萬米的壯麗探索之中,風雷鉆具公司鉆探產(chǎn)品不負使命,再次刷新“中國深度”,為國家能源安全與地質(zhì)勘探事業(yè)貢獻了堅實力量。
放眼未來。10910米不是終點,風雷鉆具公司的鉆探產(chǎn)品將助力我國深地探索的腳步邁得更快、更遠。
【責任編輯:張宇暉】