利用分子学知识，制造特殊的涂层和材料可以提高工具的性能。精心设计的涂层可以延长设备的寿命，提高工具的效率。

贝克休斯主任科学家Sven Krueger称，第一步工作是建立分子级的模型。为了真正理解材料在分子级的物理特性和行为，贝克休斯做了很多分子、原子级模拟，并根据结果制造所需的材料。

例如，可以制造一种分子，具有疏水、防水特性。具有这种分子结构的疏水面，科学家有时将其称之为“荷叶效应”，即表面具有纳米结构，水洒在上面会变成珠状，然后滑落。这种表面的另一个优点，是液滴可以带走灰尘和其它污染物，使表面具有自洁特性。

研究人员正在实验室“复制”这种疏水特性，这是一种大自然教会我们的原理，荷花莲叶就有这种特性，人们有时将疏水涂层称为荷叶涂层。

“目前，真正的困难是如何使这种特性在井下环境下也能起作用。”Krueger表示，“公司主要要做的工作是，避免引起操作问题，同时提高可靠性以及延长井下工具的寿命，相信贝克休斯在这方面可以取得更大的进步。”

井下通常具有极高的温度，标准井的温度高达200，甚至更高，压力高达206.8MPa。另外，疏水涂层需要适应腐蚀、冲蚀和研磨性环境。

Krueger称：“我们几乎可以使每种材料都具有疏水性，可以改变材料的属性，这在以前是无法实现的。为了确保设计的涂层能够满足客户的要求，服务公司在位于德克萨斯Woodlands的贝克休斯技术中心的井下环境中测试了疏水涂层。”

 现场应用

这种涂层技术可以大显身手的地方之一是钻头，例如，在页岩地层采用水基泥浆钻井时，使用PDC钻头形成的钻屑有变黏的趋势，可能引起钻头泥包和堵水眼等问题的发生。随着钻屑的聚集，机械钻速会大幅降低，导致不得不起钻清洗或更换钻头。

解决这个问题有不同的方法，例如使用一些添加剂处理泥浆，在钻头处加电荷，当然后者目前更多处于实验阶段，或者钻头使用疏水涂层改变表面属性。这一概念的实质是粘性的岩屑一旦形成，由于疏水涂层的存在，岩屑根本无法在钻头表面沉积。

2016年在墨西哥湾，贝克休斯采用了一只8-1/2in含疏水涂层的钻头，共钻进426.7m进尺，其中121.9m的页岩地层。

作业前，运营商本以为会遇到一些钻头泥包问题。而实际作业中，涂层不仅对钻头性能没有任何影响，而且如期发挥了防泥包的作用。起钻后，钻头非常干净，钻头上没有粘附页岩岩屑。大多数涂层仍然完好，说明其能够抵抗腐蚀和磨损。

作业人员对取得的成功表示非常满意。Krueger相信这些防泥包涂层将来在钻头上的使用会越来越多。

 又一适用领域：阀涂层

在完井领域，紧急情况下在地面操作实施关井的井下安全阀，可以采用具有防污垢功能的疏水涂层。例如，在一些地方，特别是北海和加拿大，其生产环境中的井下安全阀很容易积累碳酸盐和硫酸盐污垢，影响安全阀的功能。

如果遇到这种问题，通常需要修井作业清理污垢。但如果给安全阀加一层涂层，可以避免污垢聚集，从而确保安全阀在数年内不出现故障，延长两次清理作业的时间间隔。

大量潜在应用机会

设计的这种涂层，可以应用于油气行业其它的很多领域，从钻井到电测工具，从永久装置到地面临时装置。Krueger称，我们可以考虑其它很多潜在的应用场合，可以考虑给地下环境中使用的设备加涂层。

这种涂层的应用前景不可限量，例如可以给地下岩石加涂层，改变储层的润湿性，从而提高采收率。Krueger表示，我们可以向地下注入液体，给砂岩地层表面加涂层，从而更容易地从地层中开采出更多的石油。这种应用可谓是一个非常大胆、非常有远见的想法，而且并非不能实现。