日前,中国科学院宁波材料技术与工程研究所与合作伙伴研制的系列耐高温螺杆钻具产品,在深地川科1井7500~1万米井深段全面实现进口替代,有力支撑了我国万米特深井重大钻探工程的顺利实施。
位于四川剑阁的深地川科1井目标井深13000米, 7000米以下全部为未知地层。10月15日,该井钻探深度突破1万米,标志着我国在地球深部能源探索领域迈出关键一步。
然而,在高温、高压极端环境下,井下动力钻具关键运动部件及其复合材料的服役可靠性面临严峻挑战。
为此,该所海洋关键材料全国重点实验室金属基复合材料AI创制团队,在研究员常可可带领下,开发了AI辅助的耐温/耐磨蚀金属陶瓷复合材料性能预测与成分设计模型(预测精度>90%),包含高通量预测、单点预测、成分优化、3D可视化等多个功能模块。
基于该模型,研究团队筛选了满足目标性能的潜在成分区间,结合深钻材料智能创制平台开展的自动化制备和高通量表征实验,成功研制出新型耐温耐磨蚀多元金属陶瓷复合材料。其力学、摩擦学等关键性能指标,较现役三元材料体系提升15~30%,为耐高温螺杆钻具研发提供了关键材料支撑。
无人化材料制备系统。
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耐高温钻具。本文供图:宁波材料所
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