油气装备石化机械攻关核心油气装备支撑挺进万米深层

  [中国石化新闻网2024-03-04]油气难动用储量通常存在于深层、低渗透、稠油、高含水等地质条件复杂、储层性质较差的地区。有效开发利用油气难动用储量，装备技术创新尤为重要。
  在中国石化深地一号顺北油气田，数十口井深超过8000米乃至9000米，而今，油气勘探开发更是向着万米深层挺进，在超深井钻井施工中，石化机械自主研制的螺杆钻具及钻头在大排量、高转速、强钻压工况下组合钻进，发挥了重要作用。
  在万米地下，想让钻头“啃得动”，锋利的金刚石复合片是关键。复合片既要高强耐磨，又要高韧抗冲，是最核心的切削元件。为实现高端复合片自主可控，石化机械2021年成立了创新团队，攻关超高压复合片技术。
  “我们利用复合片重载性能试验机，模拟复合片在井下破岩的过程。充分磨合后，再观察复合片磨损程度，对复合片耐磨性能进行分级和评价。”石化机械江钻公司技术中心副主任兼材料研究所所长徐磊介绍。
  经过上百轮试验，2023年7月，创新团队成功研制出第一个8万个大气压的复合片。8万个大气压相当于80吨重量压在指甲盖面积上产生的压强，压力等级非常高。复合片压力等级越高，钻头“啃碎”岩石的能力就越强。
  “不同地层对钻头性能的需求有差异，有的需要攻击性强、切削效率高，有的需要抗冲击性好，有的需要耐磨。这就需要我们准确识别需求，针对性优选牙齿，开展钻头设计。”石化机械钻头钻具技术专家涂关富说。
  如何因地制宜、按需排序，让钻头牙齿发挥最大优势？石化机械自主研发出数字设计平台，对不同形状、不同性能的牙齿进行最佳匹配和优化布局，以更好地满足不同地层的钻探要求。
  当钻头带着螺杆钻具深入地下，井温会持续升高，最高可达200多摄氏度。要保障钻头在高温条件下持续使用，螺杆钻具中使用的橡胶必须具备耐受性和耐热性。为突破瓶颈，橡胶材料及工艺技术专家不断调整原料配方，经过上千次试验，终于研制出耐温达215摄氏度的橡胶材料，满足了螺杆钻具在万米深地的使用要求。