“鋌”進(jìn)地下萬米 刷新“中國深度”
文章來源：中國兵器工業(yè)集團(tuán)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(xiàng)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(tuán)一機(jī)集團(tuán)風(fēng)雷鉆具公司。
地上，紅白相間、20多層樓高的鉆機(jī)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(fēng)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(fù)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(fù)雜多變，每一次地層巖性變化，都要更換與之相適應(yīng)的鉆頭，調(diào)整鉆井液的各項(xiàng)配比。靠近地表的中淺層，一顆鉆頭日進(jìn)尺最高能達(dá)600米；而在萬米以深，鉆頭平均日進(jìn)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(dāng)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(yīng)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(xì)的鉆桿僅有杯口粗細(xì)，在高溫高壓條件下，如面條般柔軟，斷裂風(fēng)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(jìn)萬米深地，面臨多項(xiàng)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(fēng)雷鉆具公司聯(lián)合多家高等院校集智攻關(guān)。
化學(xué)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(fù)雜多變的地質(zhì)環(huán)境和極端的使用條件，風(fēng)雷鉆具公司憑借其深厚的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和科研實(shí)力，研發(fā)出了一種迭代升級的4330V鉆鋌材料，其高強(qiáng)高韌的特性能承受極高的鉆探壓力和復(fù)雜的地質(zhì)應(yīng)力，確保了鉆具在長時間、高強(qiáng)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(fēng)雷鉆具公司采用先進(jìn)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(jìn)，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(jìn)入內(nèi)壁易開裂，已成為國際難題。風(fēng)雷鉆具公司通過正向設(shè)計(jì)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(jī)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(dú)特淬火技術(shù)對管料進(jìn)行熱處理，實(shí)現(xiàn)了性能與效率的雙重突破。
挺進(jìn)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(fēng)雷鉆具公司鉆探產(chǎn)品不負(fù)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(xiàn)了堅(jiān)實(shí)力量。
放眼未來。10910米不是終點(diǎn)，風(fēng)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(yuǎn)。
【責(zé)任編輯：張宇暉】
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