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牛!株洲造“坚齿”啃进中国首口万米深地科探井

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【中国视角】

当前,世界新增油气储量的60%都来自深部地层,深层、超深层已成为油气重大发现的主要区域。

“深地工程”是我国地球深部探测领域的重大工程。通常而言,6000米到9000米的井为超深井,超过9000米的井为特深井。特深井钻探是油气工程技术瓶颈最多、挑战最大的领域,开发难度极大。

而当这项钻探将地标设置在遥远新疆的塔里木盆地,则是难上加难,毕竟,在世界上衡量钻井难度的13项指标中,塔里木盆地有7项名列第一。

就在这样的条件下,株硬集团的“坚齿”,“啃”碎岩石,勇猛掘进,刚柔并济攀登“地下珠峰”。

5月30日,我国首口万米深地科探井——“深地塔科1井”在塔里木油田正式开钻。这口井设计井深1.11万米,设计钻完井周期为457天。而在深地塔科1井下,产自株硬集团的坚硬“牙齿”,正在“啃碎”岩层向深地掘进。

【株洲故事】

株硬集团的“深地万米”梦想,早在5年前就开始描绘。

2016年,在全国科技创新大会上,习近平总书记提出:“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题。”

同年,国务院在《“十三五”国家科技创新规划》中提出,要发展深海、深地、深空、深蓝等领域的战略高技术。目前,我国“深空”已实现航天器登月,“深海”已有载人潜水器抵达海洋最深处,而“深地”的探索,至今仍未突破1万米。

敏锐捕捉行业最新趋势,株硬集团果断决定,要去攀最险的峰、挑最重的担、打最硬的仗。

5年前,一个面向深地项目的研发团队就此成立。

是时,株硬集团最为坚硬的球齿,能够达到的地壳深度为8000米。在超深层,每向下多钻100米,难度都呈几何级数增加,而超深、超高温、超高压甚至高含硫的极困难作业环境,每一项都对产品的综合实力和技术指标提出了严苛要求。

在材料领域,性能的提升存在着对立和矛盾。比如,如果提升了硬度,那么产品就会变得更“脆”,柔韧性就会下降。钻向万米深地的球齿,不仅要提升硬度,还要保持相当程度的柔韧性,以及强大的抗硫化腐蚀能力。

每一个金属元素都有着自己独特的“个性”,在不同的配比下也会呈现不同的性能。对研发人员来说,摸透元素“个性”以及“共性”的过程,就是海量枯燥乏味又重复的试验。

在大量的试验比对中,研发人员终于找到了一种合适的材料“搭档”。“这是一项颠覆式的变革,我们把多年来传统硬质合金产品的匀质材料,变成了非匀质材料。”株硬集团硬质材料研发中心产品总师张颢介绍。

在新材料配比下生产出的硬质合金球齿及金刚石复合片,外层硬度高、抗腐蚀性好,内部又能保持良好的韧性,可谓“刚柔并济”。

硬质合金产品的烧制,是另一个决定产品性能指标的重要环节。烧制温度、时间、压力等参数的设置,必须精准。

烧结过程中,设备会记录下相关数据,但是关键数据的采集,仍需人工操作。为了能够让球齿达到最佳性能,研发人员经常凌晨赶往烧结岗位,采集相关数据,以便实时跟进观察、调整优化。仅这一环节,研发团队前后就用去了1年时间。

直面国外超深油气领域技术封锁,株硬集团用自主研发、持续攻关,以过硬的技术,突破挑战深地钻井极限,将最优良的球齿产品,装进了中国油气勘探开发领域最先进技术和最精良装备的试验场,答好了“向深地进军”这道题。

“今年,仅是这一项产品,就可以新增数千万元的销售收入。”株硬集团钻头合金事业部副总经理杜承功信心满满地说。


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