管具技术攻关团队在车间查看高强度耐磨带敷焊情况。 胡海涛 摄

    □孙 岩 刘秀云 吕豪杰

    日前，西南石油工程油田工程服务分公司自主研发的新型高抗磨耐磨带钻具在东峰场区块东峰8井应用成功。该产品创新使用了GJ7000硬质合金新材料，成功解决了东峰场须家河组地层研磨性强、钻具磨损严重、钻进效率低等问题，进一步降低了钻井成本，也为该产品在“深地工程”特殊地层大范围推广提供了有益借鉴。

    近年来，随着“深地工程”不断推进，深井、水平井、多分支井、大斜度井等复杂井身结构井的应用越来越广泛，致密页岩气、海相页岩气等地层结构越来越复杂，对钻杆的防磨与减摩特性提出了更高要求。钻具接头耐磨带是保护钻杆、减少套管磨损最有效的技术措施之一。

    一直以来，钻具耐磨带生产都有着森严的技术壁垒，国外知名企业始终掌握着晶态材料耐磨带技术，而国内拥有自主知识产权的耐磨带材料仍以硬质合金为主。“要解决钻井现场钻具磨损难题，必须啃下这块‘硬骨头’，推动硬质合金耐磨带晶态化发展。”西南石油工程管具中心主任郝勇说。

    为破解高研磨性地层钻井的“卡脖子”难题，2023年，西南石油工程油田工程服务分公司成立专项科研攻关团队，启动高抗磨性钻具耐磨带研发，结合地质构造和钻井工况，建立了涵盖耐磨带性能影响、敷焊技术、应用材料、生产装备等在内的完整技术体系。

    “选取哪种材质的耐磨材料、用哪种敷焊工艺，才能使钻杆接头耐磨带收到高抗磨性的效果？这是当时最关键的难题。”攻关团队技术骨干吕豪杰说。他们用了3个月时间，广泛调研国内外耐磨带材料、焊接技术现状，查阅行业标准规范，最终确定了以具有良好焊接性且堆焊层理化性能优异的新材料GJ7000为攻关方向。

    但这种硬质合金新材料有独特的“脾气”，必须量身定制一套焊接配方和焊接工艺。此后的两个多月，攻关团队根据新型耐磨带材料的性能，积极开展焊接工艺研究，通过参数调整、可焊性试验、焊带产品理化分析等手段，不断优化改进耐磨带材料配方，成功解决了焊接工艺难题，研发了新型高抗磨耐磨带技术，并成功应用于东峰场地区钻井作业。据测算，单井至少可节约成本100万元。