Кое төбендәге ачкыч кораллары: Роликлы конуслы һәм алмазлы битларны классификацияләү һәм куллану буенча тулы кулланма

Нефть бораулау операцияләрендә бораулау бите тау токымнарын вату өчен төп корал булып тора, һәм аның эшләве бораулау нәтиҗәлелегенә һәм бәясенә турыдан-туры тәэсир итә. Катлаулы һәм үзгәрүчән формалашу шартлары белән очрашканда, роликлы конус битләрен һәм алмаз битләрен дөрес сайлау бораулау инженерлары өчен төп бурычка әйләнде.

01 Роликлы конус битлары: Формацияләргә җайлашу өчен күп функцияле кораллар

1909 елда кертелгәннән бирле, роликлы конуслы битлар роторлы бораулауда иң киң кулланыла торган бит төренә әйләнде. Аларның уникаль күп конуслы структурасы аларга йомшактан алып бик катыга кадәр төрле формалашу шартларына җайлашырга мөмкинлек бирә.

Структура һәм төп технология

Роликлы конус биты биш төп компоненттан тора:

· Бит корпусы: Өч конус аягы бергә эретеп ябыштырылган, өске өлешендә тоташтыру җебе бар.

· Конуслар: Өслегендә фрезерланган тешләр яки вольфрам карбиды өстәмәләре (TCI) булган конуссыман металл корпуслар.

· Подшипник системасы: Дүрт подшипник комплектын үз эченә ала: зур, урта, кечкенә һәм тарту көче.

· Насадкалар: Гадәттә диаметрлары 7·14 мм булган 3·4 насадка.

· Майлау һәм герметик система: Резина яки металл герметиклар басым компенсациясе җайланмасы белән берләштерелгән.

Подшипник герметик технологиясе роликлы конус битларында төп ачыш булып тора. Заманча битларда басым/компенсацияләнгән майлау системасы кулланыла, ул подшипник камерасындагы майлау басымы һәм скважина асты бораулау сыекчасы колоннасы басымы арасында басым үткәрү юлы, басым компенсациясе мембранасы һәм майлау чынаяклары аша динамик балансны саклый.

Классификация системасы һәм IADC коды

Халыкара бораулау подрядчылары ассоциациясе (IADC) өч санлы код системасын кулланып, роликлы конус битларын классификацияләү өчен глобаль стандарт булдырды:

· Беренче сан: Теш төре һәм кулланыла торган формалашу

· 1: Фрезерланган теш, йомшак формалашу

· 2: Уртачадан уртачага кадәр каты формалашкан фрезерланган теш

· 3: Фрезерланган теш, каты, абразив формалашу

· 5: TCI, йомшактан уртача формалашу

· 6: TCI, уртача каты формалашу

· 7: TCI, каты, абразив формалашу

· 8: TCI, бик каты, югары абразив формалашу

· Икенче сан: Формация катылыгы субграды (1·4, зуррак сан катырак формалашуны күрсәтә)

· Өченче сан: Бит структурасы үзенчәлекләре

· 4: Герметик ролик подшипник

· 6: Мөһерләнгән журнал подшипнигы

· 7: Мөһерләнгән журнал подшипнигы + TCI белән калибрлау саклагычы

· 8: Юнәлешле коелар өчен башлап җибәрү биты

Роликлы конус битлары өчен гадиләштерелгән IADC классификация системасы

Таш вату механизмы һәм хәрәкәт үзенчәлекләре

Роликлы конус бит эшләгәндә, ул өч катлаулы хәрәкәт күрсәтә:

· Әйләнеш: Конуслар бит корпусы белән сәгать теле юнәлешендә әйләнәләр.

· Әйләндерү: Тешләр конус күчәре тирәли сәгать теле юнәлешенә каршы әйләнәләр.

· Шуышу: Радиаль һәм тангенциаль шуышуны үз эченә ала.

Бу катлаулы хәрәкәт икеләтә таш вату эффектын тудыра:

1. Бәрелү белән вату: Бер һәм ике тешләрнең чиратлашып контакты вертикаль тибрәнү барлыкка китерә, бәрелү йөкләнеше барлыкка китерә.

2. Кисү: асма, тайпылышлы һәм күп конуслы геометрия ярдәмендә башкарыла, бу тау токымнарын кисү мөмкинлеген бирә.

Бит сайлау стратегиясе һәм формалаштыру туры китерү

Таш үзенчәлекләренә карап роликлы конус битләрен сайлауның төп принциплары:

· Йомшак формалашулар: биек, киң, киң аралы фрезерланган тешләр яки TCI белән җиһазландырылган, офсетлы, асылынып торган һәм күп конуслы дизайнлы детальләрне сайлагыз.

· Уртача каты формацияләр: тайпылышны, асылынып торган һәм күп конуслы кыйммәтләрне киметегез; кыска, тар, бер-берсенә якын урнашкан тешләр кулланыгыз.

· Каты һәм абразив формацияләр: Бер конуслы геометрия кулланыгыз, асылынып тормагыз, тайпылышсыз; сферик яки конуслы сферик TCI белән җиһазлагыз.

· Кыйшык тишекле формалашулар: аз гына тайпылышлы яки бөтенләй булмаган һәм калибр саклагычы булмаган кыска тешле тешләрне сайлагыз, һәм чын формалашуга караганда бераз йомшагракларын сайлагыз.

· Катламнар арасындагы йомшак-каты формацияләр: Катырак ташка нигезләнеп, боргычны сайлагыз һәм бораулау параметрларын динамик рәвештә көйләгез.

Махсус шартларга җаваплар:

· Нечкә тишекләр (<177 мм): Зуррак конуслы, тешле һәм подшипниклы бер конуслы угычлар кулланыгыз, алар югарырак ныклык өчен.

· Юнәлешле бораулау: IADC өченче цифры 8 булган (махсус башлангыч битлар) битларны сайлагыз.

02 Алмаз кисәкләре: Каты формалашулар өчен иң яхшы корал

Алмаз иң югары табигый катылыкка ия ​​(Могс катылыгы 10, кысу ныклыгы 8800 МПа га кадәр, тузуга чыдамлыгы корычныкыннан 9000 тапкыр югарырак). Алмаз кисәкләр бу үзенчәлекне каты формацияләрне бетерү өчен иң яхшы коралга әйләндерү өчен куллана.

Классификация һәм технологик эволюция

Хәзерге заман алмаз кисәкләре, нигездә, өч төргә бүленә:

1. Өслеккә урнаштырылган алмаз кисәкләре

· Таҗ өслегендә ачык калган алмаз кисәкчәләре.

· Уртача катылыктан каты формацияләр өчен яраклы.

· Алмаз зурлыгын бәяләү:

· Йомшак формалашулар: 2 таш/карат (диаметры якынча 4 мм)

· Уртача каты формацияләр: 3-4 таш/карат (якынча 3,6 мм)

· Каты формацияләр: 10-15 таш/карат (якынча 2,0 мм)

2. Импрегнацияләнгән алмаз кисәкләре

· Матрицага урнаштырылган бриллиантлар (60‑400 таш/карат).

· Бик каты һәм абразив формацияләр (керт, кремнийлы доломит һ.б.) өчен яраклы.

· Матрица тузуы ярдәмендә үз-үзен үткенләштерү.

3. PDC битлары (Поликристалл Алмаз Компакт)

· Беренче тапкыр 1973 елда General Electric тарафыннан тәкъдим ителде.

· Кискеч структурасы: алмаз катламы + вольфрам карбиды нигезе.

· Кулланыла торган формацияләр: йомшактан уртача катылыкка кадәрге гомоген формацияләр.

Структура һәм төп проект параметрлары

Алмаз кисәкләренең хәрәкәтләнүче өлешләре булмаган интеграль корпусы бар, алар, нигездә, түбәндәгеләрдән тора:

· Корыч корпус: Уртача углеродлы корыч, өске өлеше җеп белән бизәлгән.

· Матрица: Вольфрам карбиды порошогы + бакыр нигезендәге бәйләүче металл, катылыгы HRC 30-45.

· Кисү элементлары: Табигый/синтетик алмазлар яки PDC кискечләре.

· Гидравлик конструкция: Соплолар, су юллары (радиаль, спираль һ.б.).

Төп проект параметрлары:

· Алмаз концентрациясе: Формалашу абразивлыгына карап көйләгез - күбрәк абразив формалашулар өчен югарырак концентрация.

· Экспозиция биеклеге:

· Йомшак формалашулар: алмаз диаметрының 1/3 өлеше

· Каты формацияләр: алмаз диаметрының 1/6‑1/10 өлеше

· Таҗ формасы: яссы (гомоген формалашулар), түгәрәк (каты формалашулар), тешле (абразив формалашулар).

Таш вату механизмы һәм формалашу реакциясе

Алмаз кисәкләренең таш вату ысулы формалашу үзенчәлекләре белән үзгәрә:

· Пластик формацияләр (балчык ташы, гипс һ.б.) – "Сукалау" процессына охшаган; алмазлар тау токымына үтеп керә һәм аның пластик агымын китереп чыгара.

· Сынучан формацияләр (кварц комташ һ.б.) – Күләмле ваклау чокырлары барлыкка китерә; кисемтә зурлыгы алмаз экспозициясеннән 2-4 тапкыр зуррак, бик нәтиҗәле.

· Каты токымнар (керт, кремнийлы токым) – сеңдерелгән кисәкләр кулланыгыз; вату өчен микрокисү һәм тырнау кулланыла, бу тәгәрмәч белән тартуга охшаган.

PDC битларының өстенлекләре һәм чикләүләре

Алмаз битлары гаиләсендә революцион продукт буларак, PDC битларының уникаль өстенлекләре бар:

Структура үзенчәлекләре:

· Корыч корпуслы PDC угычы: бер кисәкле уртача углеродлы корыч, өслек катыртылган.

· Матрица корпуслы PDC бит: Өске корыч корпус + аскы вольфрам карбиды матрицасы – яхшырак эш күрсәткечләре.

Профиль дизайны:

· Параболик: Йомшак формалашулар, югары кадрлар, югары ROP.

· Түгәрәк: Әйләнмәле өстәл бораулау өчен яраклы, каты катламнарны үтеп керергә ярдәм итә.

· Конуссыман: Югары тизлекле бораулау, яхшы үтеп керүчәнлек.

Чикләүләр:

· Ватык катламнар яки йомшак-каты катламнар арасындагы формацияләр өчен яраклы түгел.

· Температура чикләнеше (350°C тан югарырак температурада тузу тизләнә; 700°C та ныклык кими).

· Бәрелүгә каршы торучанлыгы түбәнрәк; яңа кискечләрнең кырыйлары ватылырга мөмкин.

Алмаз бит кулланучанлыгын формалашу буенча чагыштыру

03 Фәнни сайлап алу кулланмасы: формалаштыру һәм операцион ихтыяҗларны туры китерү

Роликлы конус битларын сайлау өчен алтын кагыйдәләр

1. Формация катылыгын туры китерү

· Йомшак формалашулар: югары тайпылышлы, асылынып торган, күп конуслы һәм пычкыман яки чүкечсыман тешле детальләрне сайлагыз.

· Каты формацияләр: бер конуслы, тайпылышсыз һәм сферик яки конуссыман сферик тешләр кулланыгыз.

2. Абразивлык белән эш итү

· Абразив формалашулар өчен, калибрлы саклаучы TCI битларын сайлагыз.

· Әгәр тышкы рәт тешләре түгәрәкләнгән, ә эчке тешләр аз тузган булса, киләсе тештә калибр саклагычын арттырыгыз.

3. Махсус шартларга җаваплар

· Бөкре тишекле формалашулар: аз гына тайпылышлы яки бөтенләй булмаган кыска тешле тешләрне сайлагыз; чын формалашуга караганда бераз йомшагракны сайлагыз.

· Йомшак-каты катламнар арасындагы катламнар: катырак ташка нигезләнеп бит сайлагыз, параметрларны динамик рәвештә көйләгез.

· Тирән кисемтәләр: вакыт югалтуын компенсацияләү өчен гомуми күренеше югары булган кисемтәләр сайлагыз.

Алмаз битләрен сайлау стратегиясе

1. PDC битларын кайчан кулланырга

· Иң яхшы куллану: озын, бер төрле йомшактан уртача катылыкка кадәрге формацияләр (сланец, балчыклы таш, гипс һ.б.).

· Тыелган куллану төрләре: вак таш катламнары, вак таш катламнары, йомшак-каты катламнар арасындагы формацияләр.

· Параметр көйләүләре: түбән WOB (30‑60 кН), югары әйләнешләр/мин (100‑300 әйләнеш/мин), югары агым тизлеге.

2. Табигый/синтетик алмаз кисәкләрен кайчан кулланырга

· Катыдан бик катыга кадәрге формацияләр (гранит, кварц комташ һ.б.).

· Югары абразив формацияләр (керт, кремнийлы доломит).

· Турбобораулау, тирән һәм бик тирән скважиналар, корон чыгару эшләре.

3. Үзәкле битлар өчен махсус таләпләр

· Роликлы конуслы үзәкле битләр: дүрт конуслы (конус/цилиндрик) яки алты конуслы (тулы көпшәле) конструкция.

· Алмазлы үзәкле бизәкләр: кискечләр симметрик рәвештә урнаштырылырга һәм тотрыклы тузуга чыдам булырга тиеш.

· Төп күрсәткеч: эллиптик үзәктән качу өчен тышкы диаметрлы эчке тишеге концентрик.

Кое төбендәге аномалияне диагностикалау һәм дәвалау

Роликлы конус битының эш шартларын билгеләү:

· Подшипник ватылуы: Циклик әйләнүче өстәл сикерә, югары WOB астында начарлана, ROP төшә, ләкин насос басымы нормаль.

· Конус югалган: Моментның нык тирбәлүе, авырлык күрсәткече кискен тирбәнә, күтәргәндә җеп озынлыгы үзгәрә.

· Тешләр яссы килеш тузган: әйләнүче өстәлгә йөкләнеш кимегән, сикерми, ROP кискен төшә.

Алмаз бит куллану тыюлары:

· Чокырны ачар алдыннан аскы чокыр чиста булырга тиеш; металл чүп-чар булмавын тикшерегез.

· Җиңел WOB белән бораулавын башлагыз, "взып керү" өчен түбән әйләнешләр/мин (0,5 м төбендәге тишекне профильләү).

· Уңышсыз хәрәкәтләнмәгез; кирәк булса, җиңел WOB, түбән әйләнешләр/мин һәм тотрыклы эшләү режимында эшләгез.

04 Алдынгы тенденцияләр һәм кыр практикасы нокталары

Технологик инновация юнәлешләре

Югары басымлы агымлы бораулау технологиясе:

· Ташларны ватуга ярдәм итү өчен ультра югары басымлы агымнар (150-200 МПа) куллана.

· Кое эчендәге көчәйткечләр фәнни-тикшеренү һәм эшләнмәләрнең төп юнәлеше булып тора; сынаулар күрсәткәнчә, ROP 3-5 тапкыр арта ала.

Техник кыенлыкларга ультра югары басымлы герметизация һәм трансмиссия керә.

Акыллы бит системалары:

· Кертелгән сенсорлар бит торышын реаль вакыт режимында күзәтә.

· Формалашу үзгәрешләренә туры китереп кисү параметрларын адаптив көйләү.

· Бит сайлауны оптимальләштерү һәм хезмәт итү вакытын фаразлау өчен зур күләмле мәгълүматларны анализлау.

Кырдагы алтын кагыйдәләр

1. Чокырдан кайчан чыгарырга икәнен хәл итү

· ROPның өзлексез кимүе (гомоген формалашуларда).

· Нәтиҗәсез төзәтү чаралары белән ROP кинәт төшү (формалашу үзгәреше).

· ROP төшүе белән бергә моментның кискен артуы (бит зыяны).

· Насос басымының кинәт төшүе (югалган насадка яки юылган бораулау колоннасы).

2. Бит гомерен озайту чаралары

· Яңа битне җиңел WOB һәм түбән әйләнешләр белән эшләтеп җибәрегез, шуның белән эшкә керегез.

· Бит саклагычын (сикерүгә каршы җайланма) кулланыгыз.

· Төп чокыр чүп-чарын чистарту өчен вакыт-вакыт кыска сәяхәтләр.

· Аскы өлештә артык әйләнүдән сакланыгыз.

3. Икътисади анализ

· Бер метр өчен чыгымнарны исәпләү = (бит бәясе + бораулау вакыты чыгымнары) / кадрлар.

· PDC ударларының берәмлек бәясе югарырак булса да, яраклы формалашуларда бер PDC удар ролик конус ударыннан 3-5 тапкыр зуррак озынлыкта борауларга мөмкин.

· Тирән өлешләрдә, вакыт югалтуларын компенсацияләү өчен, гомуми кадрлары югары булган өлешләргә өстенлек бирегез.

Бит сайлау - фәнни теорияне һәм кыр тәҗрибәсен берләштергән төгәл технология. Роликлы конус битлары, киң җайлашучанлыгы белән, бүгенге көндә иң киң таралган бит төре булып кала. Алмаз битләре, бигрәк тә PDC битләре, билгеле бер формалашуларда тиңдәшсез нәтиҗәлелек күрсәтә.

IADC классификация системасын үзләштерү, төрле разрядларның таш вату механизмнарын аңлау һәм литологияне, скважина конфигурациясен һәм эксплуатация таләпләрен комплекслы бәяләү разряд һәм формалашу арасында идеаль туры килүгә ирешәчәк. Кое төбендәге сенсорлар, зур күләмле мәгълүматлар аналитикасы һәм ясалма интеллект куллану белән разряд сайлау тәҗрибәгә нигезләнгән карарлардан акыллы төгәл туры килүгә күчә, бу бораулау нәтиҗәлелегендә даими революцион яхшыруларга китерә.

Элемтә өчен: Джесси Чжоу

Мобиль/WhatsApp: +0086-18109206861

Email: energy@landrilltools.com