Kodėl naftos ir dujų gavyba neapsieina be kietųjų lydinių?

Tyrinėjant naftos ir dujų išteklius giliai Žemėje, kietojo lydinio grąžtai tampa aštriu žmonijos įrankiu kovojant su kietų uolienų dariniais ir yra tvirta Kinijos giluminės strategijos garantija.

Nuošaliame Tarimo baseine „Deep Earth Nr. 1“ Yuejin 3-3XC šulinys jau viršijo 10 000 metrų gręžimo gylį. Šioje vietovėje, kuriai būdingos itin sudėtingos geologinės sąlygos, grąžtų gaminiams keliami griežti reikalavimai. Šią sudėtingą aplinką užkariauja „geležiniai dantys ir plieniniai žandikauliai“, pagaminti iš kietų lydinių.

I. Gilūs žemės iššūkiai, gręžimo sunkumai

Kinijos naftos ir dujų žvalgybai pažengus į gilius ir itin gilius sluoksnius, naftos telkiniai susiduria su ekstremaliomis aplinkomis, kurioms būdingi „trys ultra ir vienas aukštas“ – itin gilus, itin aukšta temperatūra, itin aukštas slėgis ir didelis sieros kiekis.

Tokiomis sąlygomis įprasti grąžtai sunkiai veikia. Tradicinių medžiagų grąžtai greitai susidėvi, turi trumpą tarnavimo laiką ir mažą efektyvumą, todėl neatitinka šiuolaikinių naftos ir dujų gręžimo reikalavimų.

Energija yra pramonės gyvybės šaltinis. Žemės gelmių naftos ir dujų ištekliai tapo svarbiu Kinijos naftos ir dujų plėtros frontu, todėl labai svarbu įveikti gręžimo technologinius iššūkius.

II.  Kietieji lydiniai: pagrindinis įrankis kovojant su kietais dariniais

Dėl didelio kietumo, didelio stiprumo ir išskirtinio atsparumo dilimui kietieji lydiniai tapo idealia medžiaga naftos ir dujų gręžimui.

Jie gaminami sukepinant volframą, kobaltą ir kitus metalo miltelius aukštoje temperatūroje, todėl jų kietumas yra didesnis nei 90 pagal Moso skalę, o tai gerokai viršija tradicinių plieno medžiagų kietumą.

III.  Technologiniai proveržiai ir struktūrinės naujovės

Siekiant išspręsti gilesnius ir sudėtingesnius darinius, kietojo lydinio grąžtų technologija ir toliau diegia naujoves.

Polikristalinio deimantinio kompaktiško (PDC) frezos, naudojamos naftos ir dujų gręžimui, susideda iš kietojo lydinio kompozito korpuso ir su juo integruoto deimantinio sluoksnio.

Kompozitinis kietojo lydinio korpusas turi dviejų sluoksnių struktūrą – vidinę šerdį, pagamintą iš labai tvirto kietojo lydinio cilindro, ir išorinį sluoksnį iš didelio kietumo, atsparaus dilimui kieto lydinio vamzdžio, tarp kurių įtaisytas aukštai temperatūrai atsparus metalinis plonas vamzdelis.

Ši konstrukcija užtikrina, kad kieto lydinio pagrindo šerdis pasižymi dideliu kietumu ir stiprumu, o išorinis paviršius pasižymi dideliu kietumu ir išskirtiniu atsparumu erozijai, todėl tinka didelio smūgio ir didelės erozijos gręžimo sąlygoms.

IV.  Taikymo efektyvumas parodo vertę

Kietojo lydinio grąžtai atlieka esminį vaidmenį naftos gręžimo operacijose. Jie gali lengvai įveikti įvairius kietų uolienų sluoksnius, tokius kaip granitas ir kvarcitas.

Kietojo lydinio mygtukų antgaliai itin didelis kietumas ir išskirtinis atsparumas dilimui, todėl jie gali atlaikyti didžiulę trintį ir susidėvėjimą ilgų gręžimo operacijų metu.

Kietojo lydinio medžiagos taip pat pasižymi puikiu atsparumu smūgiams, todėl gręžimo proceso metu gali atlaikyti įvairius staigius smūgius, užtikrindamos gręžimo darbų stabilumą ir tęstinumą.

V.  Ateities perspektyvos ir laukiantys iššūkiai

China's "14th Five-Year Plan" explicitly emphasizes enhancing oil and gas supply capacity and improving development standards, charting the course for the advancement of hard alloys in the oil and gas drilling sector.

Didėjant naftos ir dujų gręžimo gyliui ir gerėjant gręžimo efektyvumui, taip pat didės ir kietojo lydinio grąžtų našumo reikalavimai.

Pramonės įmonės dabar daugiausia dėmesio skiria aukštos kokybės mygtukų antgalių ir aukščiausios klasės PDC substratų, skirtų naftos ir dujų gavybai, tyrimams, plėtrai ir gamybai. Jie gilinasi į giliųjų šulinių gręžimo lydinių tyrimą, siekdami išspręsti „butelio kaklelio“ problemas nacionalinio energijos gręžimo ir uolienų kasimo medžiagų srityje.