Жер астындагы негизги куралдар: ролик конустук жана алмаз учтарын классификациялоо жана колдонуу боюнча толук колдонмо

Мунай бургулоо иштеринде бургулоо учу тектерди талкалоо үчүн негизги курал болуп саналат жана анын иштеши бургулоонун натыйжалуулугуна жана баасына түздөн-түз таасир этет. Татаал жана өзгөрмөлүү пайда болуу шарттарына туш болгондо, ролик конус учтарын жана алмаз учтарын туура тандоо бургулоо инженерлери үчүн негизги милдет болуп калды.

01 Ролик конус учтары: калыптанууга ыңгайлашкан көп функциялуу шаймандар

1909-жылы киргизилгенден бери, ролик конус учтары айланма бургулоодо эң кеңири колдонулган учтун түрүнө айланды. Алардын уникалдуу көп конустуу түзүлүшү аларга жумшактан өтө катууга чейинки ар кандай калыптануу шарттарына ыңгайлашууга мүмкүндүк берет.

Түзүлүшү жана негизги технологиясы

Ролик конустук уч беш негизги компоненттен турат:

· Буттун корпусу: Үч конус бут бири-бирине ширетилген, үстү жагында туташтыруучу жип бар.

· Конустар: Бетинде фрезерленген тиштери же вольфрам карбидинин кошумчалары (TCI) бар конус сымал металл корпустар.

· Подшипник системасы: Төрт подшипник топтомун камтыйт: чоң, орто, кичине жана түртүү.

· Насадкалар: Адатта диаметри 7·14 мм болгон 3·4 насадка.

· Майлоо жана пломбалоо системасы: Резина же металл пломбалар басымды компенсациялоочу түзүлүш менен айкалышкан.

Подшипник пломбалоо технологиясы ролик конус учтарында маанилүү жетишкендик болуп саналат. Заманбап учтар басым менен компенсацияланган майлоо системасын колдонот, ал подшипник камерасындагы майлоочу басым менен скважинанын түбүндөгү бургулоо суюктугунун басымынын ортосундагы динамикалык тең салмактуулукту басым өткөрүүчү өткөөл, басымды компенсациялоочу мембрана жана майлоочу чөйчөк аркылуу сактайт.

Классификациялоо системасы жана IADC коду

Бургулоо боюнча подрядчылардын эл аралык ассоциациясы (IADC) үч орундуу код системасын колдонуп, ролик конус учтарын классификациялоо үчүн глобалдык стандартты иштеп чыкты:

· Биринчи сан: Тиштин түрү жана тиешелүү түзүлүшү

· 1: Фрезерленген тиш, жумшак форма

· 2: Фрезерленген тиш, орто жана орто катуу формада

· 3: Фрезерленген тиш, катуу, абразивдүү пайда болуу

· 5: TCI, жумшактан орточого чейинки формада

· 6: TCI, орточо катуу формация

· 7: TCI, катуу, абразивдүү пайда болуу

· 8: TCI, өтө катуу, өтө абразивдүү пайда болуу

· Экинчи сан: Формациянын катуулук субграды (1·4, чоңураак сан формациянын катуулугун билдирет)

· Үчүнчү сан: Биттин структуралык өзгөчөлүктөрү

· 4: Мөөр басылган тоголок подшипник

· 6: Мөөр басылган журнал подшипниги

· 7: TCI менен мөөр басылган журнал подшипниги + калибрлөөчү коргоо

· 8: Багытталган скважиналар үчүн башталгыч бурч

Ролик конус учтары үчүн жөнөкөйлөтүлгөн IADC классификация системасы

Таштарды сындыруу механизми жана кыймыл мүнөздөмөлөрү

Ролик конустук уч иштегенде, ал үч курама кыймылды көрсөтөт:

· Айлануу: Конустар биттин корпусу менен саат жебеси боюнча айланат.

· Айлануу: Тиштер конус огунун айланасында саат жебесине каршы айланат.

· Жылдыруу: Радиалдык жана тангенциалдык жылдырууну камтыйт.

Бул курама кыймыл кош ташты сындыруучу эффектти жаратат:

1. Сокку менен майдалоо: Бир жана кош тиштердин кезектешип тийүүсү вертикалдык термелүүнү жаратып, сокку жүгүн пайда кылат.

2. Кысуу: асма, жылышуу жана көп конустуу геометрия аркылуу жетишилет, бул тектерди кыркууга мүмкүндүк берет.

Бит тандоо стратегиясы жана түзүү дал келүүсү

Ролик конус учтарын тектердин касиеттерине жараша тандоонун негизги принциптери:

· Жумшак түзүлүштөр: Бийик, кең, кең аралыкта жайгашкан фрезерленген тиштер же TCI менен жабдылган, жылыштырылган, илинип турган жана көп конустуу дизайндагы учтарды тандаңыз.

· Орточо катуу формациялар: жылышуу, илинип турган жана көп конустуу маанилерди азайтыңыз; кыска, кууш, бири-бирине жакын жайгашкан тиштерди колдонуңуз.

· Катуу жана абразивдүү түзүлүштөр: бир конустук геометрияны колдонуңуз, ашып түшпөңүз, жылышпаңыз; сфералык же конустук сфералык TCI менен жабдыңыз.

· Ийри тешиктүү түзүлүштөр: жылышы аз же такыр жок жана калибрлөөчү коргоосу жок кыска тиштүү кескичтерди тандаңыз, ошондой эле чыныгы түзүлүшкө караганда бир аз жумшагыраактарын тандаңыз.

· Катмарлардын ортосундагы жумшак-катуу формациялар: Катуураак тектин негизинде бургулоону тандап, бургулоо параметрлерин динамикалык түрдө тууралаңыз.

Атайын шарттарга жооп:

· Ичке тешиктер (<177 мм): Жогорку бекемдик үчүн чоңураак конустары, тиштери жана подшипниктери бар бир конустуу учтарды колдонуңуз.

· Багытталган бургулоо: IADC үчүнчү цифрасы 8 (арнайы баштапкы учтар) менен учтарды тандаңыз.

02 Алмаз кесимдери: Катуу калыптануулар үчүн эң сонун курал

Алмаз эң жогорку табигый катуулукка ээ (Моостун катуулук 10, кысууга туруктуулугу 8800 МПага чейин, эскирүүгө туруктуулугу болотко караганда 9000 эсе жогору). Алмаз учтары бул касиетти катуу түзүлүштөрдү жок кылуу үчүн эң сонун куралга айландыруу үчүн колдонот.

Классификация жана технологиялык эволюция

Заманбап алмаз кескичтери негизинен үч түргө бөлүнөт:

1. Бетке орнотулган алмаз учтары

· Таажынын бетинде ачык калган алмаз бөлүкчөлөрү.

· Орточо катуу жана катуу түзүлүштөргө ылайыктуу.

· Бриллианттын өлчөмүн баалоо:

· Жумшак түзүлүштөр: 2 таш/карат (болжол менен диаметри 4 мм)

· Орточо катуу формациялар: 3-4 таш/карат (болжол менен 3,6 мм)

· Катуу түзүлүштөр: 10-15 таш/карат (болжол менен 2,0 мм)

2. Импрегнацияланган алмаз учтары

· Матрицага орнотулган алмаздар (60‑400 таш/карат).

· Өтө катуу жана абразивдүү түзүлүштөргө (керт, кремнийлүү доломит ж.б.) ылайыктуу.

· Матрицанын эскириши менен жетишилген өзүн-өзү курчутуу.

3. PDC биттери (Поликристаллдык Алмаз Компакт)

· Алгач General Electric тарабынан 1973-жылы киргизилген.

· Кесүүчүнүн түзүлүшү: алмаз катмары + вольфрам карбидинин негизи.

· Колдонулуучу формациялар: жумшактан орточо катууга чейинки бир тектүү формациялар.

Түзүлүш жана негизги долбоорлоо параметрлери

Алмаз учтары кыймылдуу бөлүктөрү жок бир бүтүн денеге ээ, негизинен төмөнкүлөрдөн турат:

· Болоттон жасалган корпус: Орточо көмүртектүү болот, үстүнкү бөлүгү жип менен бекитилген.

· Матрица: вольфрам карбидинин порошогу + жез негизиндеги байланыштыруучу металл, катуулугу HRC 30-45.

· Кесүүчү элементтер: Табигый/синтетикалык алмаздар же PDC кескичтери.

· Гидравликалык конструкция: Соплолор, суу жолдору (радиалдык, спираль ж.б.).

Негизги дизайн параметрлери:

· Алмаздын концентрациясы: Абразивдүүлүккө жараша тууралаңыз – абразивдүү пайда болуу үчүн жогорку концентрация.

· Экспозициянын бийиктиги:

· Жумшак түзүлүштөр: алмаз диаметринин 1/3 бөлүгү

· Катуу түзүлүштөр: алмаздын диаметринин 1/6‑1/10 бөлүгү

· Таажынын формасы: Жалпак (бир тектүү түзүлүштөр), тегерек (катуу түзүлүштөр), тиштүү (абразивдүү түзүлүштөр).

Тоо тектеринин сынуу механизми жана пайда болуу реакциясы

Алмаз учтарынын тектерди талкалоо режими пайда болуу касиеттерине жараша өзгөрөт:

· Пластикалык түзүлүштөр (ылай таш, гипс ж.б.) – "Айдоо" процессине окшош; алмаздар тешип өтүп, тектин пластикалык агымын пайда кылат.

· Морт формациялар (кварц кумдугу ж.б.) – көлөмдүү майдалоо чуңкурларын пайда кылат; калемчелердин өлчөмү алмаздын таасиринен 2-4 эсе чоң, абдан натыйжалуу.

· Катуу тектер (керт, кремнийлүү тек) – сиңирилген учтарды колдонуңуз; сындыруу үчүн дөңгөлөк менен майдалоого окшош, микро кесүү жана тырмалоо колдонулат.

PDC биттеринин артыкчылыктары жана чектөөлөрү

Алмаз биттеринин үй-бүлөсүндөгү революциялык продукт катары, PDC биттери уникалдуу артыкчылыктарга ээ:

Структуралык өзгөчөлүктөрү:

· Болот корпустуу PDC учу: бир бөлүктүү орточо көмүртектүү болот, бети катууланган.

· Матрица корпусунун PDC учу: үстүнкү болот корпус + астыңкы вольфрам карбидинин матрицасы – жакшыраак иштөө.

Профилдин дизайны:

· Параболикалык: Жумшак түзүлүштөр, жогорку кадрлар, жогорку ROP.

· Тегерек: Айланма үстөл бургулоо үчүн ылайыктуу, катуу аралык катмарларды тешүүгө жардам берет.

· Конус формасында: жогорку ылдамдыктагы бургулоо, жакшы сиңүү.

Чектөөлөр:

· Шагыл катмарларына же жумшак-катуу катмарлардын ортосундагы түзүлүштөргө ылайыктуу эмес.

· Температуранын чектелиши (350°C жогору эскирүү тездейт; 700°Cде бекемдик жоголот).

· Соккуга туруктуулугу төмөн; жаңы кескичтердин четтери сынып калууга жакын.

Алмаз битинин колдонулушун калыптануу боюнча салыштыруу

03 Илимий тандоо боюнча колдонмо: Окутуу жана иштөө муктаждыктарын дал келтирүү

Ролик конус учтарын тандоонун алтын эрежелери

1. Формациянын катуулук дал келүүсү

· Жумшак түзүлүштөр: бийик жылышуусу бар, илинип турган, көп конустуу жана сына сымал же чөөк сымал тиштери бар кескичтерди тандаңыз.

· Катуу түзүлүштөр: бир конустуу, жылышуусу жок жана сфералык же конус сымал сфералык тиштерди колдонуңуз.

2. Абразивдүүлүктү башкаруу

· Абразивдүү түзүлүштөр үчүн калибрлөөчү коргоосу бар TCI учтарын тандаңыз.

· Эгерде сырткы катар тиштер тегеректелген, ал эми ички тиштер аз эскирсе, кийинки кесүүдө калибрлөөчү коргоону күчөтүңүз.

3. Өзгөчө шарттарга жооп кайтаруу

· Ийри тешиктүү түзүлүштөр: жылышы аз же такыр жок кыска тиштүү кескичтерди тандаңыз; чыныгы түзүлүшкө караганда бир аз жумшагыраакты тандаңыз.

· Жумшак-катуу катмарлардын ортосундагы катмарлар: катуураак тектин негизинде битти тандаңыз, параметрлерди динамикалык түрдө тууралаңыз.

· Терең бөлүктөрү: чалынуу убактысынын жоголушун компенсациялоо үчүн жалпы кадрлары жогору бөлүктөрдү тандаңыз.

Бриллиант учтарын тандоо стратегиясы

1. PDC биттерин качан колдонуу керек

· Эң жакшы колдонулушу: узун, бир тектүү жумшактан орточо катууга чейинки формациялар (сланец, ылай таш, гипс ж.б.).

· Тыюу салынган колдонмолор: шагыл катмарлары, каркас катмарларынын аралыгы, жумшак-катуу катмарлардын аралыгы.

· Параметрлерди орнотуу: төмөнкү WOB (30‑60 кН), жогорку RPM (100‑300 rpm), жогорку агым ылдамдыгы.

2. Табигый/синтетикалык алмаз учтарын качан колдонуу керек

· Катуудан өтө катууга чейинки формациялар (гранит, кварц кумдугу ж.б.).

· Абразивдүү формациялар (керт, кремнийлүү доломит).

· Турбобуралоо, терең жана өтө терең скважиналар, керн алуу иштери.

3. Өзөктүү биттерге атайын талаптар

· Ролик конустун өзөкчөсүн кесүүчү учтары: төрт конустук (конустук/цилиндрдик) же алты конустук (толук стволдук) конструкция.

· Алмаз өзөктүү учтар: кескичтер симметриялуу түрдө бирдей эскирүүгө туруктуу жайгашышы керек.

· Негизги көрсөткүч: эллиптикалык өзөктөн качуу үчүн тышкы диаметри бар ички тешик концентрикалык.

Жер астындагы аномалияны диагностикалоо жана дарылоо

Ролик конустук биттин иштөө шарттарын аныктоо:

· Подшипниктин иштебей калышы: Циклдик айлануучу стол секирип, жогорку WOB басымы астында күчөйт, ROP төмөндөйт, бирок насостун басымы нормалдуу.

· Конустун жоголушу: Айлантуу моментинин кескин өзгөрүшү, салмак көрсөткүчү кескин термелет, алынганда жиптин узундугу өзгөрөт.

· Тиштер эскирип, жалпак болуп калат: айлануучу столдун жүгү азаят, секирбейт, ROP кескин төмөндөйт.

Алмаз битти колдонууга тыюу салуулар:

· Чуңкурга кирерден мурун түбүн таза кармоо керек; металл калдыктарынын жоктугун текшериңиз.

· Бургулоону жеңил WOB менен баштаңыз, "кирип кирүү" үчүн төмөнкү RPM (0,5 м түбүндөгү тешикти профилдөө).

· Кайра иштетүүдөн алыс болуңуз; зарыл болсо, жеңил WOB, төмөн RPM жана туруктуу иштөө менен аткарыңыз.

04 Заманбап тенденциялар жана талаа практикасынын пункттары

Технологиялык инновациялык багыттар

Жогорку басымдагы агымдуу бургулоо технологиясы:

· Тоо тектерин талкалоого жардам берүү үчүн өтө жогорку басымдагы агымдарды (150-200 МПа) колдонот.

· Кудуктун астындагы күчөткүчтөр изилдөө жана иштеп чыгуу иштеринин негизги багыты болуп саналат; сыноолор көрсөткөндөй, ROP 3-5 эсеге көбөйүшү мүмкүн.

· Техникалык кыйынчылыктарга өтө жогорку басымдагы пломбалоо жана трансмиссия кирет.

Акылдуу бит системалары:

· Орнотулган сенсорлор биттин абалын реалдуу убакыт режиминде көзөмөлдөйт.

· Кесүү параметрлерин калыптануу өзгөрүүлөрүнө ылайыкташтыруу үчүн адаптациялык жөндөө.

· Биттерди тандоону оптималдаштыруу жана кызмат мөөнөтүн алдын ала айтуу үчүн чоң маалыматтарды талдоо.

Талаадагы алтын эрежелер

1. Чуңкурдан качан сууруп чыгууну чечүү

· ROPтун үзгүлтүксүз төмөндөшү (бир тектүү түзүлүштөрдө).

· Натыйжасыз оңдоо чаралары менен ROPтун күтүүсүз төмөндөшү (форманын өзгөрүшү).

· ROP төмөндөшү менен коштолгон моменттин кескин жогорулашы (биттин бузулушу).

· Насостун басымынын кескин төмөндөшү (жоголуп кеткен форсунка же жууп кеткен бургулоо колонкасы).

2. Биттин иштөө мөөнөтүн узартуу чаралары

· Жаңы битти жеңил WOB жана төмөнкү RPM менен иштетип, ишке киргизиңиз.

· Биттин коргоочусун (секирүүгө каршы түзүлүш) колдонуңуз.

· Түпкү калдыктарды тазалоо үчүн мезгил-мезгили менен кыска сапарлар.

· Түбүн ашыкча айландырбаңыз.

3. Экономикалык талдоо

· Метрге кеткен чыгымды эсептөө = (буроонун баасы + бургулоо убактысынын баасы) / кадрлар.

· PDC бургуларынын бирдик баасы жогору болгону менен, ылайыктуу түзүлүштөрдө бир PDC бургусу ролик конустук бургуга караганда 3-5 эсе чоң бургулай алат.

· Терең бөлүктөрдө, чалынуу убактысынын жоголушун компенсациялоо үчүн жалпы кадрлары көп бөлүктөргө артыкчылык бериңиз.

Бит тандоо - бул илимий теорияны жана талаа тажрыйбасын айкалыштырган так технология. Ролик конус биттери, кеңири ыңгайлашуусу менен, бүгүнкү күндө эң кеңири таралган бит түрү бойдон калууда. Алмаз биттери, айрыкча PDC биттери, белгилүү бир түзүлүштөрдө теңдешсиз натыйжалуулукту көрсөтөт.

IADC классификация системасын өздөштүрүү, ар кандай биттердин тектерди талкалоо механизмдерин түшүнүү жана литологияны, кудуктун конфигурациясын жана эксплуатациялык талаптарды ар тараптуу баалоо бит менен пайда болуунун ортосундагы идеалдуу дал келүүгө жетишүүгө мүмкүндүк берет. Кудуктун астындагы сенсорлорду, чоң маалыматтарды аналитикалоону жана жасалма интеллектти колдонуу менен бит тандоо тажрыйбага негизделген чечимдерден акылдуу тактык менен дал келүүгө өтүп, бургулоо натыйжалуулугунда тынымсыз революциялык жакшыртууларды жаратууда.

Байланыш: Джесси Чжоу

Уюлдук/WhatsApp: +0086-18109206861

Email: energy@landrilltools.com