突破地热钻探极限！钻头研究室团队成功研发超高温高效PDC钻头

近日,由宋东东领衔的钻头研究室团队积极响应国家关于能源技术创新的号召,经过数月的集中攻关,成功研发出适用于超高温地热环境的高效PDC(聚晶金刚石复合片)钻头。这一技术突破,标志着我国在深层地热资源勘探开发核心装备领域迈出了关键一步,为未来大规模开发干热岩等尖端地热资源奠定了坚实基础。

随着我国“双碳”目标的深入推进,清洁、稳定、可再生的地热能源重要性日益凸显。然而,传统钻头在超过200摄氏度的深层地热井中磨损急剧加快,钻探效率低下、成本高昂,成为制约深层地热开发的“卡脖子”难题。面对这一行业痛点,极热钻探团队毅然投身于超高温钻头的研发工作。

初期调研:精准把脉,锁定技术难点

项目启动初期,团队深入国内外多个高温地热田进行实地考察,并与多家油田、科研院所展开技术交流。通过大量文献研读和数据模拟,团队精准识别出超高温环境下PDC钻头面临的核心挑战:一是金刚石复合片的热稳定性不足,易发生石墨化;二是钻头胎体材料在高温下强度下降;三是井底高温导致钻井液性能失效,影响排屑和冷却效果。基于此,团队将研发重点锁定在耐高温材料、创新结构设计和冷却系统优化三大方向。

中期产品研发:攻坚克难,实现核心技术突破

研发中期是团队攻坚克难的集中体现。在宋东东的带领下,团队成员日夜奋战在实验室与车间。材料小组经过上百次的配方调整与脱钴工艺试验,成功研制出新型耐高温金刚石复合片,其高温硬度和耐磨性均达到国际先进水平。结构设计小组则借助先进的仿真模拟软件,对钻头的布齿方案、切削结构和水力系统进行了颠覆性优化,独创了“自适应高效切削结构”,确保钻头在高温硬地层中既能保持高进攻性,又具备超长的使用寿命。

后期产品测试:严苛验证,性能卓越远超预期

进入测试阶段,团队在模拟井下超高温高压环境的实验装置中,对新一代PDC钻头进行了多轮测试。数据显示,该钻头25摄氏度至300摄氏度的极端条件下,机械钻速比常规产品提升约35%,使用寿命预计可延长50%以上,性能表现远超设计预期。

团队负责人宋东东表示:“这款超高温PDC钻头的成功研发,凝结了全体团队成员的心血与智慧。它不仅是一个产品,更是我们响应国家能源战略、践行科技报国理念的实践成果。我们相信,它将有力推动我国深层地热资源的商业化开发进程。”

业内专家指出,极热钻探团队的此项创新,成功填补了国内相关领域的技术空白,对我国构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系具有积极的促进作用。未来,团队将继续深化研究,拓展产品系列。为我国乃至全球的地热能源事业贡献更多“中国智慧”和“中国方案”。