我國首口萬米科探井開鑽的關鍵：硬質合金球齒

2023年5月30日，我國首口萬米深地科探井——“深地塔科1井”在塔里木油田正式開鑽。這標志著我國向地球深部探測技術取得新的重大突破，鑽探能力開啓“萬米時代”，將爲我國未來的科學研究和油氣資源開發提供重要的基礎和支持。

值得一提的是，“萬米科探井”的開鑽關鍵之一是開采工具——鑽頭的選擇。目前，油氣開采領域常使用的兩種鑽頭爲牙輪鑽頭與聚晶金剛石鑽頭，它們均含有硬質合金部件。牙輪鑽頭是使用最廣泛的一種鑽井鑽頭，能够適應從軟到堅硬的多種地層，即在工作時切削齒交替接觸井底，則易于吃入地層和减少磨損。硬質合金球齒是牙輪鑽頭的重要組成部分之一，位于鑽頭的齒刃上，負責切削岩石和破碎地層。

聚晶金剛石鑽頭是一種以聚晶金剛石或聚晶金剛石複合片作爲切削刃具的鑽頭，具有良好的機械力學性能和耐磨性等特點。其中，聚晶金剛石複合片鑽頭既具有金剛石的硬度和耐磨性，又具有硬質合金材料的强度和抗衝擊能力，它在切削岩石時複合片作爲工作層，而碳化鎢基體對聚晶金剛石薄層起支撑作用。

據中鎢在綫瞭解，硬質合金是由難熔金屬的硬質碳化物（WC）粉末和粘結金屬如鎳粉通過粉末冶金工藝製成的一種合金材料，具有硬度高、耐磨、强度大、韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能，因而成爲衆多鑽頭工具的所選材料，這樣不僅能提高相關企業的工作效率，還可降低相關維持費用。

據悉，鑽探“萬米科探井”的目的是開展萬米級特深層地質、工程科學研究，探索地球內部結構和演化規律，爲地球科學研究提供數據支持。

“深地塔科1井”位于新疆阿克蘇地區沙雅縣境內，緊鄰埋深達8000米的富滿10億噸級超深油氣區。這口井設計井深1.11萬米，設計鑽完井周期457天，將創造全球萬米深井鑽探用時最快紀錄。

“深地塔科1井” 使用自主研發的全球首台12000米特深井自動化鑽機進行作業，同時創新研發耐220攝氏度超高溫工作液、七開井眼井身結構等技術，爲鑽探萬米特深井提供技術和裝備保障。開鑽前，地面架設起約20層樓高的鋼鐵塔架，矗立在流沙之上；開鑽後，重達2000多噸的鑽頭、鑽杆、套管等將深入地下。

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