“铤”进地下万米 刷新“中国深度”
“铤”进地下万米 刷新“中国深度”

文章来源:中国兵器工业集团有限公司 发布时间:2025-02-28
日前,我国首口超万米科探井——深地塔科1井在新疆塔里木盆地完钻,钻探深度10910米,成为亚洲第一、世界第二垂深井。该项目所用的螺旋钻铤、加重钻杆、方钻杆、短钻杆等钻具产品均来自兵器工业集团一机集团风雷钻具公司。
地上,红白相间、20多层楼高的钻机矗立;地下,1130多根钻杆连接而成的“珠峰”,钻穿12套地层,开辟出一条通往地球深部的万米通道。
近600个日夜,风雷钻具公司的钻探产品伴随着深地塔科1井,刷新了超深层油气勘探领域的“中国深度”。
一深带万难
一难,在于地层岩性变化复杂。深地塔科1井钻穿12套不同岩性、不同压力系统的岩层,地质构造复杂多变,每一次地层岩性变化,都要更换与之相适应的钻头,调整钻井液的各项配比。靠近地表的中浅层,一颗钻头日进尺最高能达600米;而在万米以深,钻头平均日进尺不超30米就会磨损得近乎光滑。
二难,在于井下超高温超高压。随着地层深度增加,温度、压力也随之增加。深地塔科1井的井下最高温度220摄氏度,最高压力145兆帕、相当于指甲盖大小的面积承受超过1.4吨的重量,常规钻井工具、材料难以适应如此苛刻的工况环境,极易损坏或失效。
三难,在于钻杆超大扭矩。深地塔科1井的地表井眼,直径超57厘米。井眼向下,1130多根钻杆首尾连接,最细的钻杆仅有杯口粗细,在高温高压条件下,如面条般柔软,断裂风险高。超大扭矩的钻杆在地表转10圈,地下钻头可能转不了1圈。
创新引领,让万米地层“钻得开”“够得到”“用得好”
挺进万米深地,面临多项世界级难题和极限挑战。为保障深地塔科1井钻得成、钻得好,风雷钻具公司联合多家高等院校集智攻关。
化学成分改良升级,让万米地层“钻得开”。针对塔科1井在钻至万米深度后将面对复杂多变的地质环境和极端的使用条件,风雷钻具公司凭借其深厚的行业经验和科研实力,研发出了一种迭代升级的4330V钻铤材料,其高强高韧的特性能承受极高的钻探压力和复杂的地质应力,确保了钻具在长时间、高强度的使用环境下依然保持稳定的性能。
夹杂物变性技术,让万米地层“够得着”。为破除非金属夹杂对材料高周疲劳性能的禁锢,风雷钻具公司采用先进的“渣精炼控制夹杂物技术”,有效控制了钢中的硫和总氧含量,同时引入了夹杂物变性处理技术,使钢中的氧化铝夹杂得到了充分的变性,以硫化物包围氧化物,极大地提升钢材的各向同性。
热处理工艺改进,让万米勘探“用得好”。钻铤类产品属于厚壁管,由于厚壁管管料淬火时淬火液进入内壁易开裂,已成为国际难题。风雷钻具公司通过正向设计研究,突破了双扇柱状喷淋技术,使其成为提高钻铤类产品综合机械性能的基石。为了确保钻铤管料内外横截面性能的一致性,引入了22米长贯通式天然气炉,结合自主研发的独特淬火技术对管料进行热处理,实现了性能与效率的双重突破。
挺进地球深部,每一米都是对未知的挑战,每一寸都是向极限的突破,深地塔科1井钻探,从地表到10000米,用时279天;最后910米,却耗时300多天。
扎根于地下万米的壮丽探索之中,风雷钻具公司钻探产品不负使命,再次刷新“中国深度”,为国家能源安全与地质勘探事业贡献了坚实力量。
放眼未来。10910米不是终点,风雷钻具公司的钻探产品将助力我国深地探索的脚步迈得更快、更远。
【责任编辑:张宇晖】