Trên các giàn khoan trong quá trình khoan thành công của Shenlidi - Takeke - 1 ở độ sâu 10,910 mét dưới lòng đất, 10 - km - Giếng thăm dò khoa học dài đã trở thành một dự án siêu trong lĩnh vực thăm dò dầu khí toàn cầu. Có hơn 1.130 ống khoan kết nối kết thúc - đến - kết thúc trong giếng khoan, với trọng lượng tự hơn 350 tấn.
Ống khoan mỏng nhất chỉ lớn bằng miệng của một cốc, và 10 - km - ống khoan dài cũng mềm như một món mì trong giếng khoan, có nguy cơ gãy xương cao. Để cải thiện khả năng khoan của Ultra - Deep Wells, hầu hết các nhà cung cấp thiết bị khoan nên tập trung vào việc nâng cấp các giàn khoan để tăng cường khả năng của họ và phát triển thiết bị xử lý khoan mới. Trong khi đó, một số tổ chức nghiên cứu đã thực hiện một cách tiếp cận thay thế và thực hiện công việc sáng tạo về mặt giảm khối lượng của chuỗi khoan, v.v., đề xuất các ý tưởng mới cho các ống khoan thép cao - trọng lượng và ống khoan vật liệu không phải bằng thép.
Trong số đó, các vật liệu tương đối trưởng thành bao gồm hợp kim nhôm, hợp kim titan và vật liệu composite sợi carbon. Vật liệu ống khoan cần được sử dụng trong môi trường khoan cụ thể trong điều kiện địa chất và kỹ thuật cụ thể và nên sở hữu các tính chất vật lý và cơ học đặc biệt. Các yêu cầu cơ bản đối với vật liệu ống khoan cho các hoạt động khoan là cường độ đặc biệt cao, mô đun đàn hồi và cắt tối ưu, khả năng chống ăn mòn, kháng hao mòn, v.v ... Đường ống khoan hợp kim nhôm được phát triển thành công bởi Công ty Corrius Thụy Điển trong những năm 1960. Một số quốc gia đã thực hiện sự phát triển nối tiếp và áp dụng nó cho nhiều loại khác nhau trong các khu vực khó khăn, v.v.
Ống khoan hợp kim nhôm có những ưu điểm của trọng lượng nhẹ, cường độ riêng cao, độ sâu khoan lớn và mức tiêu thụ năng lượng thấp. Nó có thể được chia thành ba loại theo các khớp khác nhau, trong đó một loại có khớp thép được sử dụng rộng rãi nhất. Nó có thể đóng vai trò lớn nhất trong các loại giếng như giếng ngang, có thể làm giảm trọng lượng của thiết bị, thuận tiện cho vận chuyển, giảm tải móc, rút ngắn thời gian hoạt động và cải thiện hiệu quả công việc và lợi ích kinh tế. Nó đã được áp dụng thành công trong "Songke - 2", thể hiện những lợi thế của nó như giảm mức tiêu thụ năng lượng của các giàn khoan, nhưng nó cũng có vấn đề như cường độ nhiệt độ cao và độ cứng thấp. Hợp kim Titan là một vật liệu ống khoan với tính chất vật lý mạnh mẽ, khả năng chống ăn mòn hóa học và tuổi thọ dài. Trọng lượng của nó là khoảng một nửa so với các dụng cụ khoan thép, và tính linh hoạt của nó gấp đôi so với các dụng cụ khoan thép. Đây là một vật liệu tuyệt vời để khoan giếng có bán kính ngắn, v.v. Vào năm 1999, các ống khoan hợp kim Titan được đưa vào sử dụng thương mại và chúng đã được áp dụng trong hàng trăm giếng nhỏ trong một mỏ dầu ở nước ngoài, và cả trong các hoạt động như cực sâu. Họ có thể giảm tải trọng và mô -men xoắn, và cải thiện hệ số an toàn của các công cụ khoan và khả năng xử lý các vụ tai nạn.
Vào năm 2023, hai ống khoan hợp kim titan độ cao mới phát triển độc lập bởi Viện nghiên cứu vật liệu kỹ thuật dầu khí Trung Quốc đã hoàn thành các thử nghiệm lỗ đầu tiên của họ ở hai giếng sâu - sâu trong mỏ dầu Tarim, lấp đầy khoảng trống R & D trong nước. Đường ống khoan composite carbon - được làm bằng sợi carbon và nhựa epoxy, với trọng lượng nhỏ hơn một nửa so với các tính chất thép và cơ học tương đương với thép. Nó có thể mang lại sức sống cho các giếng dầu nhàn rỗi sớm và có tính kinh tế cao so với việc khoan giếng mới. Về chi phí, chi phí sản xuất của nó gấp 3 đến 5 lần so với ống khoan thép "tiêu chuẩn" s - 135, nhưng tổng chi phí/hiệu suất chuỗi khoan có thể được tối ưu hóa và nó có thể được "tùy chỉnh - được thực hiện" để sử dụng trong các kịch bản như mở rộng - có thể làm giảm đáng kể tải trọng truyền tải.
Tóm lại, các công cụ khoan trọng lượng như hợp kim nhôm và hợp kim titan đóng vai trò quan trọng trong quá trình khoan siêu sâu, "giảm gánh nặng" đối với các giàn khoan, và thúc đẩy tiến trình khám phá và phát triển liên tục của dầu.