Неліктен вольфрам мұнай және газ бұрғылау жұмыстары үшін соншалықты маңызды?

Вольфрамның (әсіресе вольфрам карбидінің) мұнай бұрғылаудағы маңыздылығын оның ... болуымен салыстыруға болады.«Өнеркәсіптік тістер»операцияның. Ол бұрғылау құралдарын ұсынадыэкстремалды геологиялық жағдайларда өзін қорғай отырып, тау жыныстарын үздіксіз, тиімді және сенімді түрде жарудың шешуші қабілетіБұлқаттылықтың, беріктіктің, жоғары температураға төзімділіктің және тозуға төзімділіктің тамаша үйлесіміоны стратегиялық тұрғыдан маңызды және қазіргі уақытта алмастырылмайтын материалға айналдырады. Міне, сондықтан да вольфрам бағасының ауытқуы бүкіл мұнай бұрғылау саласына тікелей әсер етеді.

Төменде негізгі себептердің егжей-тегжейлі талдауы берілген:

I. Төтенше пайдалану жағдайларын жеңуге арналған негізгі материал

Мұнай бұрғылау, әсіресе терең ұңғымаларда, аса терең ұңғымаларда, тақтатас газының көлденең ұңғымаларында және теңізде бұрғылауда үш негізгі «төтенше» қиындыққа тап болады:

1. Экстремалды қысым және температураБірнеше шақырым тереңдікте температура 200°C-тан асуы мүмкін, ал қысым жүздеген атмосфераға жетеді.
2. Қатты абразияБұрғылау ұштары қатты және абразивті түзілімдерді (мысалы, гранит, шақпақ тас, кварц құмтасы) жарып өтуі керек.
3. Қатты коррозияБұрғылау сұйықтықтарының құрамында коррозиялық химиялық заттар, тұзды ерітінді және күкіртті сутек газы болуы мүмкін.

Вольфрам ерітіндісі: вольфрам карбидінің қатты қорытпасы

• Теңдесі жоқ қаттылық және тозуға төзімділікВольфрам карбиді қаттылығы жағынан тек алмастан кейінгі орында, бірақ алмаспен салыстырғанда соққыға төзімділігі мен беріктігінен әлдеқайда жоғары. Бұл оған «өнеркәсіптік тістер» сияқты әрекет етуге, жоғары жылдамдықты айналу және ауыр жүктеме кезінде тау жыныстарын үздіксіз кесуге мүмкіндік береді, қызмет ету мерзімі кәдімгі болатқа қарағанда ондаған, тіпті жүздеген есе ұзақ.
• Тамаша ыстық қаттылықОл тез жұмсарып, істен шығатын көптеген металдардан айырмашылығы, тіпті жоғары температурада да (~1000°C дейін) жоғары қаттылықты сақтайды.
• Жақсы химиялық тұрақтылықБұрғылау сұйықтықтары мен жер асты сұйықтықтарының коррозиясына төзімді.

II. Бұрғылау жүйелеріндегі негізгі қолданыстар

Вольфрам (негізінен вольфрам карбиді және вольфрам қорытпалары түрінде) бұрғылау жұмыстарының бірнеше маңызды аспектілерінің ажырамас бөлігі болып табылады:

1. Бұрғылау қашауларының «тістері» және кесу жиектері:

• Конус бөліктеріӘрбір конусқа енгізілген «тістер» негізінен вольфрам карбидінен жасалған. Олар тау жыныстарымен жанасу және оларды жару кезіндегі алдыңғы қатар болып табылады.
• Бекітілген кескіш ұштарPDC (Поликристалды Алмаз Жинақталған) кескіштері үлкен аумақты кесу үшін алмас кескіштерді пайдаланса,маңызды аймақтардағы калибрлі триммерлер, өкше тістері және арматуралық қондырмаларкөбінесе кескіш корпусының тозуын болдырмау үшін вольфрам карбидіне сүйенеді.
• Арнайы биттерЕң қатты формацияларда қолданылатын «гауһармен сіңдірілген кесектер» матрицаның ішінде абразивті материал және тірек құрылымы ретінде қызмет ететін вольфрам карбидінің көп мөлшерін қамтиды.

1. Маңызды құралдарға арналған тозуға төзімді компоненттер:

• Ұңғыма астындағы құралдарҰңғыма оқпанынан қатты тозуға төзімді болу үшін MWD/LWD құралдарының, тұрақтандырғыштарының және реймерлерінің сыртқы беттері көбінесе вольфрам карбидінің бөлшектерімен қатты қапталған немесе вольфрам карбидінің қосымшаларымен қапталған.
• Бұрғылау бағанының компоненттеріБұрғылау құбырларының құрал-жабдықтарындағы және ауыр салмақты бұрғылау құбырларындағы тозу белдіктері вольфрам карбидімен қапталған, бұл қымбат құбырларды қорғап, корпусқа үйкеліс пен тозуды айтарлықтай азайтады.

1. Жоғары тығыздықтағы салмақ түсіретін материал:

• Вольфрам-никель-темір қорытпаларыMWD/LWD сияқты дәл каротаж құралдарындағы салмақтар үшін қолданылады. Олардыңжоғары тығыздық (≈18 г/см³)шектеулі кеңістіктерде айтарлықтай масса алуға мүмкіндік береді, құралдарды тиімді тұрақтандырады және дәл деректерді алуды қамтамасыз етеді.

III. Тікелей пайда — неге ол «алмастырылмайды»

1. Бұрғылау тиімділігін арттыруҚаттырақ, тозуға төзімді вольфрам компоненттері әкеледіжоғары ену жылдамдығы (ROP)жәнеәр бит үшін ұзағырақ кадрлар, ұңғыма құрылысы уақытын тікелей қысқартады.
2. Операциялық қауіпсіздік пен сенімділікті қамтамасыз етуМыңдаған метр тереңдіктегі бұрғының немесе құралдың кенеттен істен шығуы қымбат балық аулау жұмыстарына немесе тіпті ұңғыманың жоғалуына әкелуі мүмкін. Вольфрам компоненттерінің ерекше сенімділігі жұмыс үздіксіздігінің кілті болып табылады.
3. Жалпы шығынды азайтуВольфрам материалдары қымбат болғанымен, артықшылықтары—қашауды ауыстыруға кетіру уақытын қысқарту, істен шығу деңгейін төмендету және бұрғылаудың жалпы көлемін арттыру— бүкіл өмірлік циклде метрге шаққандағы шығындардың айтарлықтай төмендеуіне әкеледі.
4. Экстремалды операцияларды қосадыВольфрам негізіндегі қатты қорытпаларсыз қазіргі кездегі 5000 метрден асатын тереңдіктегі (терең/ультра терең ұңғымалар) және күрделі ұңғыма геометриясындағы көптеген ұңғымаларды бұрғылау техникалық немесе экономикалық тұрғыдан мүмкін емес болар еді.