Af hverju er wolfram svo mikilvægt fyrir olíu- og gasboranir?

Mikilvægi wolframs (sérstaklega wolframkarbíðs) í olíuborunum má líkja við það að það sé„Iðnaðartennur“rekstrarins. Það útvegar borverkfæri meðafgerandi hæfni til að brjóta berg stöðugt, skilvirkt og áreiðanlega og um leið vernda sig við erfiðar jarðfræðilegar aðstæðurÞettafullkomin blanda af hörku, seiglu, háhitaþol og slitþolgerir það að hernaðarlega mikilvægu og óbætanlegu efni sem er í dag. Þess vegna hafa sveiflur í verði wolframs bein áhrif á allan olíuborunariðnaðinn.

Hér að neðan er ítarleg greining á helstu ástæðunum:

I. Lykilefni til að sigrast á öfgafullum rekstrarskilyrðum

Olíuboranir — sérstaklega í djúpum brunnum, ofurdjúpum brunnum, láréttum brunnum fyrir skifergas og boranir á hafi úti — standa frammi fyrir þremur stórum „öfgafullum“ áskorunum:

1. Mikill þrýstingur og hitastigÁ nokkurra kílómetra dýpi getur hitastig farið yfir 200°C og þrýstingurinn nær hundruðum loftþrýstinga.
2. Mikil núningurBorar verða að brjótast í gegnum harðar og slípandi myndanir (t.d. granít, flint, kvarssandstein).
3. Mikil tæringBorvökvi getur innihaldið ætandi efni, saltvatn og brennisteinsvetni.

Lausn wolframs: Wolframkarbíð hörð málmblöndu

• Óviðjafnanleg hörku og slitþolWolframkarbíð er næst hörkulegast á eftir demanti en býður upp á mun betri höggþol og seiglu samanborið við demant. Þetta gerir því kleift að virka eins og „iðnaðartennur“ og skera stöðugt í gegnum berg undir miklum snúningi og miklu álagi, með endingartíma sem er tugum til hundruðum sinnum lengri en venjulegt stál.
• Frábær heit hörkuÞað heldur mikilli hörku jafnvel við hátt hitastig (allt að ~1000°C), ólíkt mörgum málmum sem mýkjast hratt og bila.
• Góð efnafræðileg stöðugleikiÞað stendst tæringu frá borvökva og neðanjarðarvökva.

II. Helstu notkunarsvið í borkerfum

Wolfram (aðallega í formi wolframkarbíðs og wolframmálmblanda) er óaðskiljanlegur hluti af mörgum mikilvægum þáttum borunaraðgerða:

1. „Tennur“ og skurðbrúnir bora:

• Keilubita„Tennurnar“ sem eru innbyggðar í hverja keilu eru að mestu leyti úr wolframkarbíði. Þær eru fremstu víglínan í snertingu við og sprungumyndun bergs.
• FastskurðarbitarÞó að PDC (Polycrystalline Diamond Compact) borvélar noti demantsskurði fyrir stór svæði,mælikvarðar, hæltennur og styrkingarinnlegg á mikilvægum svæðumtreysta oft á wolframkarbíð til að koma í veg fyrir slit á bithlutanum.
• Sérbitar„Demantsgegndreyptir bitar“ sem notaðir eru í hörðustu myndunum innihalda mikið magn af wolframkarbíðiögnum í grunnefninu, sem þjóna bæði sem slípiefni og stuðningsbygging.

1. Slitþolnir íhlutir fyrir mikilvæg verkfæri:

• Verkfæri niður í borholuYtra yfirborð MWD/LWD verkfæra, stöðugleika og rúmmara eru oft hörð með wolframkarbíðögnum eða með wolframkarbíðinnfellingum til að standast mikið slit frá borholunni.
• Íhlutir borstrengsSlitbönd á samskeytum borröra og þungra borröra eru húðuð með wolframkarbíði til að draga verulega úr núningi og sliti á hlífinni og vernda þannig dýru borrörin.

1. Þyngdarefni með mikilli þéttleika:

• Volfram-nikkel-járn málmblöndureru notuð fyrir lóð í nákvæmum skógarhöggunartækjum eins og MWD/LWD.mikil eðlisþyngd (≈18 g/cm³)gerir kleift að nota verulegan massa í þröngum rýmum, sem stöðugar verkfærin á áhrifaríkan hátt og tryggir nákvæma gagnaöflun.

III. Beinn ávinningur — Af hverju það er „óbætanlegt“

1. Aukin skilvirkni borunarHarðari og slitsterkari wolframhlutar leiða tilhærri gegndræpi (ROP)oglengri myndskeið á hverja bita keyrslu, sem dregur beint úr byggingartíma brunna.
2. Tryggt rekstraröryggi og áreiðanleikiSkyndileg bilun í borvél eða verkfæri þúsundum metra niðri í borholu getur leitt til kostnaðarsamra fiskveiða eða jafnvel taps á brunninum. Framúrskarandi áreiðanleiki wolframíhluta er lykillinn að rekstrarstöðugleika.
3. Lægri heildarkostnaðurÞótt wolframefni séu dýr, þá eru kostirnir—styttri útrásartími fyrir boraskipti, lægri bilunartíðni og hærri heildarborunarlengd—leiða til verulega lægri kostnaðar á hvern metra yfir allan líftímainn.
4. Gerir kleift að framkvæma öfgakenndar aðgerðirÁn harðblanda úr wolframi væri tæknilega eða efnahagslega óframkvæmanlegt að bora margar af þeim brunnum sem í boði eru í dag sem eru dýpri en 5.000 metrar (djúpar/mjög djúpar brunnar) og flóknar rúmfræði brunna.