Vrtalniki pri naftnem vrtanju
Bliat Bits so kritična orodja, ki se uporabljajo za lomljenje kamnitih formacij in ustvarjanje vdolbinic med operacijami vrtanja nafte . Njihova uspešnost neposredno vpliva
Klasifikacija po vrsti:
Povlecite koščke
Koščki kolesa
Diamantni koščki
PDC (polikristalni diamantni kompakt) bitov
Razvrstitev po funkciji:
Vrtalni koščki s polnimi luknjami
Jedrna bita
Special-Process Bits (E . g ., bit
Povlecite koščke
Povlečni biti predstavljajo najzgodnejšo vrsto vrtalnega bita, ki se uporablja pri vrtljivem vrtanju ., saj je sprejetje metod vrtljivega vrtanja v19. stoletje, ti biti so ostali v uporabi, pri čemer jih nekatera naftna polja še danes uporabljajo .mehke in lepljive formacije, dostavljajo visokoHitrost penetracije (ROP)in podaljšanoBitni posnetki. Njihove ključne prednosti vključujejo preprosto strukturo, enostavnost proizvodnje, nizke stroške in primernost zaOblikovanje in proizvodnja na kraju samemz naftnimi polji .
Struktura vlečnih bitov
Vlečni bit obsega štiri komponente: bit ohišje, rezila, pokrovček vodnih vrednosti in šobe . bit-karoserirano iz srednje ogljikovega jekla kot osnove za varilne rezila in pokrovček vodnih vrednosti, ki vsebujejo vrtalne niti na svojem zgornjem koncu; rezila (imenovana tudi krila), privarjena na spodnjo končni funkcijo kot primarni rezalni elementi .
Delovno načelo vlečnih bitov
Drag bits fracture rock through cutting action. In soft, plastic formations, their operation resembles metal cutting tools: blades penetrate the stratum under weight-on-bit (WOB), while torsional forces induce continuous plastic flow ahead of the cutting edge, peeling rock layer by layer. When drilling brittle formations, rock fragmentation occurs in three phases:
Trčenje: Po začetnem zlomu skale zmanjšana torzijska odpornost omogoča, da rezila napredujejo in vplivajo na nepoškodovano skalo;
Drobljenje in mikro striženje: Torzijske sile zdrobijo in ustvarijo majhne strižne zlome;
Makro striženje: Nadaljevanje stiskanja rezila poveča torzijo na kritične ravni, kar povzroči obsežne strižne okvare vzdolž zlomov, čemur sledi nenadno torzijsko sproščanje napetosti .
Ta ciklični postopek (trk → drobljenje in mikro striženje → makro-striženje) predstavlja mehanizem fragmentacije kamnine Drag bit v duktilno-lomilnih formacijah .
Pravilna uporaba vlečnih bitov
Drag Bits so primerni za mehke in lepljive formacije . Med vrtanjem morajo operaterji:
① Ustrezno nadzorovanje teže na bit (WOB) in hitrost vrtenja;
② Preprečimo odstopanje, lepljenje in zlome rezila;
③ Sprejemajte cirkulacijo z visokimi pretoki, da zagotovite ustrezno čiščenje lukenj in hlajenje bitja-bistvenega pomena zaradi hitre stopnje penetracije in velike količine potaknjencev v mehkih formacijah;
④ Spremljajte vzorce stožčaste obrabe (linearna hitrost zunanjega rezila povzroči pospešeno obrabo), kar zahteva okrepljeno osredotočenost na nadzor odstopanja in vzdrževanje premera vrtine .
Koščki kolesa
Od uvedbe prvega kolesnega stožca leta 1909 je ta vrsta bite dosegla globalno prevlado pri vrtljivem vrtanju . tri-konski biti zdaj predstavljajo najbolj razširjene bite vrtalnikov po vsem svetu .Konfiguracije zobinležajne strukture, se prilagodijo praktično vsem vrstam formacije . optimalna uspešnost - za katero je značilna konkurenčnahitrost penetracije (ROP)in podaljšanoBitni posnetki-dosežemo s specifično izbiro bitja .
Osnovna struktura koščkov kolesa
Bit telo: Tri noge, varjene skupaj z navojem API -ja na vrhu .
Stožci: Stožčasta jeklena telesa, ki vsebujejo stožčaste lupine in zobje (brušeni zobje ali volfrastični vložki karbida) .
Ležaji in sistem z mazivo:
Šob: Optimizacija hidravlične učinkovitosti vrtanja tekočine .
Delovno načelo koščkov kolescev
During operation at the bottom of the borehole, the entire drill bit rotates around its central axis (termed bit rotation), while the three cones roll along their own axes on the borehole bottom (termed cone rotation). The weight on bit (WOB) transmitted through the teeth fractures the rock (crushing effect). As the cones roll, they alternately contact the borehole bottom with single and double teeth, causing vertical oscillation of the cone centers. This generates longitudinal vibration in the bit. The vibration cyclically compresses and extends the drill string, converting the periodically varying elastic energy from the lower drill string into impact forces on the formation via the teeth to break the rock. To kombinirano vpliv in drobljenje predstavlja primarni mehanizem fragmentacije kamnin koščkovne stožce .
Poleg učinkov udarcev in drobljenja se izvajajo tudi rolerji.striženjeNa robu Borehole-Bottom . med gibanjem rolanja stožci hkrati ustvarjajoZobno drsenjeProti formaciji . to drsno gibanje striže skalo in strga dno vrtine podobno kot vlečni bit . Zobno drsenje predvsem izhaja iz treh konfiguracij oblikovanja:Stožčasto odmik ,Profil sekundarnega stožca, Osi premik. Thestožčasto odmikv kombinaciji sVeč stopenjski profiliinduciratangencialno drsenje, medtem koosi premikvzrokiAksialno drsenje. konfiguracije oblikovanja običajno sledijo tem načelom, specifičnim za tvorbo: biti zaMehke do srednje trde formacije: Vključite odmik stožca, več stopenjskih profilov in premik osi; Koščke zasrednje trde do trde formacije: Funkcijski odmik stožcev in več stopenjski profili; biti zaizjemno trde/abrazivne formacije: Zaposlitienojne strukturebrez odmika stožca ali premika osi .
Razvrstitev in izbira koščkov kolescev
Številni proizvajalci izdelujejo koščke kolescev, ki ponujajo najrazličnejše vrste bitov in struktur ., da olajšajo izbiro in aplikacija,Mednarodno združenje izvajalcev vrtanja (IADC)je vzpostavil globalno enoten klasifikacijski standard in sistem kodiranja za koščke kolesa
Diamantni koščki
A diamond bit refers to a drill bit that fractures rock through diamond particles embedded in its matrix. Diamond is currently recognized as the hardest and most wear-resistant material known to humankind. Consequently, diamond bits achieve relatively high footage when drilling hard, highly abrasive formations. Despite diamond's high cost, the low wear rate and exceptional Posnetki na bit ohranjajo močno konkurenčnost pri sodobnem naftnem vrtanju . Trenutno se diamantni biti široko uporabljajo pri običajnih vrtljivih vrtanju, turbo namazanju in zdravilih, z operacijamiTermično stabilen polikristalni (TSP)Diamantni zobje, ki vidijo posebej obsežno aplikacijo .
Strukturne značilnosti diamantnih bitov
Diamond Bit ima monolitno strukturo, ne da bi se premikali komponente, ki obsega pet bistvenih elementov: bit telo, krona, hidravlična konfiguracija (vključno z vodnimi tečaji/šob, pretočnimi kanali in odstranjevanjem žlebov), zaščito pred reži in rezanje, ki se nahajajo z delom, ki se obdeluje, kot da je okriljanje, ki se nahajajo v okriljah. in vključitev hidravličnih lastnosti . bočna površinska funkcija krone deluje kot zaščitno območje Gage (nameščeno z zobnimi zobmi), povezano s telesom bit, ki je izdelano bodisi iz matrike za volframovo karbidno matrico ali jekleno povezavo . v jekleno povezavo do konca, ki jih je treba povezati, na njen končni končni končni konci Jekleni telesni modeli, krona se monolitno integrira s telesom bitja) .
Delovno načelo diamantnih bitov
Med vrtanjem diamanta se več diamantnih delcev na bitni površini hkrati ukvarja s skalnimi formacijami . fragmentacija skale z diamanti ima različne značilnosti v različnih vrstah formacij . v in v različnih tvorbahplastične formacije(ali kamnine, ki kažejo plastičnost pod stresom), diamanti prodrejo v tvorbo podTeža na bit (WOB)in sprožite lomljenje ali plastični tok skale naprejbit navor. Ta mehanizem, ki se prelomi v skaloUčinek oranja".
Mehanizmi fragmentacije kamnin v različnih formacijah
Med vrtanjemkrhke formacije, Diamond Bits predvsem lomlje skalo skozi mehanizem "drobljenje" . pod kombiniranoTeža na bit (WOB)innavor, inducirane napetosti povzročajo, da se skala pod diamantnimi rezalniki lomi vzdolž največjih strižnih stresnih ravnin . To ustvarja zlomljene utore za premikajočimi se diamanti, kjer količina razdrobljene kamnine znatno presega takojšnjo prodor
Vtrde formacije(E . g ., chert, silicijski dolomit), impregnirani diamantni bits-emedding fine diamantne delce znotraj matrice-običajno uporabljajo . njihov postopek, ki je v mikro-poljubi, kot mikrokropni abraziji {6} {6} Bit in neskončno rezilo . Med delovanjem štrli diamantni robovi lomljeni skala skozi mikro rezanje in praskanje . Ta mehanizem za brušenje predstavlja razdrobljenost na površini z nižjo učinkovitostjo .
Pravilna uporaba diamantnih bitov
Diamantni biti so primerni za vrtanje srednje do trde, abrazivne formacije, pa tudi turbinsko vrtanje, globoko/ultra globoko vrtanje vrtin in operacije zrn . Pred namestitvijo diamantnega bita je treba dno vrtine temeljito očistiti, da se zagotovi, da ne bi bilo treba kontaktirati bit a. na začetni stik s dnom, ki se na dnu kontaktirajte z bitjem.obdobje vlomaz uporaboNizka teža na bit (WOB)inzmanjšana vrtljiva hitrost. Naknadno se vrtanje nadaljujeRelativno nizka Wob (nižji od koščkov kolesa), visoke vrtljive hitrostiinNajvečje stopnje pretoka. operacije ponovitve je treba zmanjšati . Ko je REAMING neizogibno, nanesiteminimalni wobinNizka vrtljaje; Operacije je treba izvajati enakomerno, da se prepreči lomljenje diamantov in prekomerno obrabo vOddelek za gage.
PDC bitov (polikristalni diamantni kompaktni biti)
PDC bit, skrajšan odPolikristalni diamantni kompaktni bit, imenovano tudi aPolikristalni bit za rezanje diamantovaliKompaktni rezalni bit. Ker je General Electric Company (ZDA) leta 1973 predstavil rezalnike PDC in razvil prvi bit PDCVisoka stopnja penetracije (ROP), podaljšana življenjska dobainizjemni posnetki. so praktično vsi proizvajalci vrtalnih bitov sprejeli to tehnologijo za izdelavo lastniških linij izdelkov PDC .
Strukturne značilnosti bitov PDC
PDC biti so sestavljeni iz bitnega telesa, rezalnikov PDC in šob, razvrščenih vjekleno teloinMatrična telesaserija, ki temelji na strukturnih in proizvodnih razlikah .
Jekleni pdc bit
Celotno telo bitja je izdelano iz srednje ogljikovega jekla z uporabo mehanskih proizvodnih procesov . luknje se izvrtajo na bitskem obrazu, da se PDC rezalniki pritrdijo v kronomotenje. Krona je podvržena površinskim zdravljenjem (volframova karbidna prevleka, karburing itd. .) za izboljšanje erozijske odpornosti . primarne prednosti vključujejo poenostavljeno proizvodnjo; Pomanjkljivosti vključujejo nizko odpornost na erozijo in nezanesljivo zadrževanje rezalnikov, kar ima za posledico omejeno trenutno uporabo .
Matrični koščki PDC
Zgornji del uporablja jekleno konstrukcijo, spodnji del pa aMatrika, odporna na obrabe volframovega karbidaoblikovano prekV prahu metalurgije. rezalniki PDC so nagibani na predhodno postavljene vtičnice z uporabo nizkotemperaturnih spajkalnih zlitin . visoka trdota in odpornost na matriko karbide omogočajo razširjeno življenjsko dobo in boljše posnetke, zaradi česar so ti bitje danes prevladovali .}}}}}
Delovno načelo PDC bitov
PDC bits Fracture Rock skozi aMehanizem striženja{{0 {Teža na bit (WOB), napredovanje naprejnavorza striženje rocka . z več rezalniki PDC, ki delujejo hkrati, dno vrtine razvije številneBrezplačni kamniti obrazi-Nehaciranje učinkovitosti fragmentacije z porazdeljenim strižnim dejanjem .
Pravilna uporaba bitov PDC
PDC biti dosežejo optimalno delovanje vrazširjene homogene formacijeOd mehkih do srednje trdnih . so neprimerni zagramozne plastiinVmesne trde/mehke formacije. parametri vrtanja bi morali uporabitiNizka teža na bit (WOB), visoke vrtljive hitrostiinNajvečje stopnje pretokaZa učinkovito zmogljivost bita . pred uvajanjem je treba dno vrtine očistiti kovinske naplavine . ob začetnem spustu uporabiteminimalni wobinZmanjšan RPMza vlom, dokler se ne vzpostavi vzorec spodnje luknje, nato nadaljujte z normalnim vrtanjem . kotmonolitne bitne struktureBrez premikanja komponent so biti PDC idealni za hitro hitrostTurbo-Drlingaplikacije .