Сондажни парченца в петролно сондиране
Пробиващите битове са критични инструменти, използвани за счупване на скални образувания и създаване на кладенци по време на операции за сондиране на нефт . тяхната производителност пряко влияе върху качеството на сондажа, ефективността и оперативните разходи .
Класификация по вид:
Плъзнете битове
Битове на ролкови конуси
Диамантени парченца
PDC (Polycrystalline Diamond Compact) битове
Класификация по функция:
Сондажни парчета с пълна дупка
Основни битове
Битове за специален процес (E . g ., битове на реймер, бита на отклонение на посоката)
Плъзнете битове
Плъзгащите битове представляват най -ранния тип свредло, използван при въртящо се сондиране ., тъй като приемането на ротационни методи за сондиране в19 век, тези битове са останали в употреба, като някои нефтени находища все още ги използват днес ., използвани предимно вмеки и лепкави меки формации, те доставят високоСкорост на проникване (ROP)и удълженбитови кадри. Основните им предимства включват проста структура, лекота на производство, ниска цена и годност заДизайн и производство на място на мястоот петролни полета .
Структура на битовете за влачене
Битът за влачене се състои от четири компонента: битовото тяло, остриетата, капачката на водоемите и дюзите . битът, обширен от тялото от средни въглеродни стоманени услуги, като основа за заваряване на остриета и капачка на водоемите, включващи нишки на сондаж в горния край; остриетата (наричани също крила), заварени към долния край на функцията като основни елементи на рязане .
Принцип на работа на влачещите битове
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:
Сблъсък: След първоначалната фрактура на скалата, намалената торсионна устойчивост позволява на остриетата да напредват и да повлияят на непокътната скала;
Смазване и микро срязване: Торсионните сили смазват и създават дребни срязващи фрактури;
Макро срязване: Продължаващото компресиране на острието увеличава усвояването до критични нива, причинявайки мащабна срязване по протежение на равнините на счупване, последвано от рязко освобождаване на торсионен стрес .
Този цикличен процес (сблъсък → Раздробяване и микро срязване → Макро срязване) представлява механизма за фрагментиране на драг бита в пластични чупливи форми .
Правилно използване на влачещите битове
Плъзгащите битове са подходящи за меки и лепкави меки формации . По време на сондиране операторите трябва:
① Контрол на теглото на бит (WOB) и скоростта на въртене по подходящ начин;
② Предотвратяване на добре отклонение, залепване и фрактури на острието;
③ Приемете циркулацията с висок поток, за да осигурите адекватно почистване на отвора и битово охлаждане-от съществено значение поради бързите скорости на проникване и големия обем на резници в меките образувания;
④ Модели на конусовидна износване (външната линейна скорост на острието причинява ускорено износване), изисквайки засилен фокус върху контрола на отклонението и поддръжката на диаметъра на сондажа .
Битове на ролкови конуси
Тъй като въвеждането на първия бит на конуса на валяк през 1909 г., този битов тип е постигнал глобално преобладаване в ротационните сондажи . трикони битове сега представляват най-широко използваните битове за свредло в световен мащаб ., включващи разнообразниКонфигурации на зъбитеилагерни структури, те се адаптират към почти всички типове формиране . оптимално изпълнение - характеризиращо се с конкурентенСкорост на проникване (ROP)и удълженбитови кадри-се постига чрез специфичен за формата бит избор .
Основна структура на битовете на ролковите конуси
Бито тяло: Три крака, заварени заедно с резба на API в горната част .
Конуси: Конични стоманени тела, съдържащи конусни черупки и зъби (смилани зъби или волфрамови карбидни вложки) .
Лагери и запечатана с смазка система:
Дюзи: Оптимизиране на хидравличната ефективност на течността на сондажа .
Принцип на работа на битовете на ролковите конуси
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. This combined impact and crushing action constitutes the primary rock fragmentation mechanism of битове на ролкови конуси .
В допълнение към въздействието и смачкване ефекти, битовете на ролковите конуси се хранятсрязване на действиеНа рок от сондаплъзгане на зъбитеСрещу формирането . Това плъзгащо се движение се носе на скалата, като изстъргва дъното на сондажа по подобен начин на плъзгащ се бит . плъзгане на зъба предимно в резултат на три конфигурации на дизайна:Отместване на конус ,Профил на вторичен конус, Смяна на оста. TheОтместване на конусв комбинация смногостъпани профилииндуцираТангенциално плъзгане, докатосмяна на остапричиниАксиално плъзгане. конфигурациите на дизайна обикновено следват тези специфични за формата принципи: битове замеки до средно-твърди образувания: Включете компенсиране на конуса, мулти-костюми и изместване на ос; Битове заСредно твърди до твърди формации: Функции за компенсиране на конуса и многокодни профили; битове заИзключително твърди/абразивни образувания: НаеметеЕднокодни структурибез компенсиране на конуса или изместване на ос .
Класификация и избор на битове на ролкови конуси
Множество производители произвеждат битове за конус на ролки, предлагайки голямо разнообразие от битови типове и структури ., за да улеснят избора и приложението на бита,Международна асоциация на изпълнителите на сондажа (IADC)е създал глобално унифициран стандарт за класификация и система за кодиране за битове на ролкови конуси
Диамантени парченца
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 footage На бит поддържа силна конкурентоспособност при съвременното сондиране на петрола . в момента диамантените битове се използват широко при конвенционално въртящо се сондиране, турбо-изтичане и операцииТермично стабилен поликристален (TSP)Диамантени зъби, които виждат особено обширно приложение .
Структурни характеристики на диамантените битове
Диамайният бит се отличава с монолитна структура без движещи се компоненти, включващи пет основни елемента: битовото тяло, короната, хидравличната конфигурация (включително водните курсове/дюзи, канали за потоци и резници за премахване на резници), защита на изделия и режещи ръбове (зъби). короната, която сервира като прескачаща сек hydraulic features. The crown's lateral surface functions as the gage protection zone (mounted with gage teeth), connected to the bit body which is fabricated from either tungsten carbide matrix or steel material. The steel bit body includes threaded connections at its upper end for drill string assembly, while its lower portion bonds to the crown matrix (in steel-body designs, the crown интегрира монолитно с битовото тяло) .
Принцип на работа на диамантените битове
По време на диамантеното битово сондиране, множество диамантени частици на битната повърхност едновременно се ангажират със скални образувания . скална фрагментация от диаманти показва различни характеристики в различни типове формации . впластмасови образувания(или скали, проявяващи пластичност под стрес), диамантите проникват във формацията подТегло на бит (wob)и предизвикват разрушаване или пластмасов поток на скалата напредбитов въртящ момент. Този механизъм за разбиване на скали прилича на процес на "оран", следователно наречен "ефект на оран".
Механизми за фрагментиране на скали в различни образувания
По време на пробиване вчупливи образувания, диамантени битове предимно счупват скала чрез механизъм за „смачкване“ . под комбиниранТегло на бит (wob)ивъртящ момент, индуцираните натоварвания причиняват счупване на скалата под диамантите да се разрушават по максимални равнини на срязване на напрежение . Това създава счупени канали зад движещи се диаманти, където обемът на фрагментираната скала значително надвишава непосредствената зона на проникване . Тази обемчична фрагментация дава възможност за силно ефективна скална счупване .}}}}}}}}}}}}}}.
Втвърди образувания(e . g ., череш, силициев доломит), импрегниран диамантен бит-залежаващи фини диамантени частици в рамките на матрицата, обикновено използвани . техният разрушителен процес прилича Информационният инструмент за безкрайно острие . По време на работа стърчащи диамантени ръбове разрушаване на скала през микро-рязане и драскотини . Този механизъм за смилане представлява фрагментация на повърхностно ниво с по-ниска ефективност .
Правилно прилагане на диамантени битове
Диамантените битове са подходящи за пробиване на средни до твърди, абразивни образувания, както и сондиране на турбини, дълбоки/ултра дълбоко сондажни сондажи и операции за корнизпериод на пробивИзползванеНиско тегло на бита (wob)иНамалена ротационна скорост. Впоследствие пробиването продължава сСравнително нисък WOB (по -нисък от битовете на ролковите конуси), Високи въртящи се скоростиимаксимални дебити. Операциите за пренасочване трябва да бъдат сведени до минимум ., когато предаванията са неизбежни, приложетеМинимален WobиНиско обороти; Операциите трябва да се извършват равномерно, за да се предотврати разрушаване на диаманти и прекомерно износване вРаздел Gage.
PDC битове (Polycrystalline Diamond Compact Bits)
Битът на PDC, съкратено отПоликристален диамантен компактен бит, също се нарича aПоликристален диамантен резачка битилиКомпактен бит за резачка. Тъй като General Electric Company (САЩ) въведе PDC резачки през 1973 г. и разработи първия бит на PDC, тези битове придобиха широко приложение при сондаж за петрол поради тяхнатаВисока скорост на проникване (ROP), Разширен експлоатационен животиизключителни кадри. На практика всички производители на сондажи са приели тази технология за производство на собствени PDC битови продуктови линии .
Структурни характеристики на PDC битовете
PDC битовете се състоят от битовото тяло, PDC резачките и дюзите, класифицирани встоманено тялоиматрично-тялосерия въз основа на структурни и производствени разлики .
PDC битове от стоманено тяло
Цялото битово тяло е изработено от стомана със средновъглерод, като се използват механични производствени процеси . дупките се пробиват на битовото лице, за да се защитят PDC резачките в короната чрезнамеса годни. Короната претърпява обработки за втвърдяване на повърхността (покритие от волфрамов карбид, карбуризация и т.н. .) за подобряване на ерозионната устойчивост . Основните предимства включват опростено производство; Недостатъците обхващат ниска устойчивост на ерозия и ненадеждно задържане на резачката, което води до ограничено текущо приложение .
Matrix-Body PDC битове
Горната част използва стоманена конструкция, докато долната част разполага сволфрамов карбид устойчива матрицаобразува се чрезСтентиране на металургия на прах. PDC cutters are brazed onto pre-set sockets using low-temperature solder alloys. The carbide matrix's high hardness and erosion resistance enable extended service life and superior footage, making these bits predominantly utilized today.
Принцип на работа на битовете на PDC
PDC битова разрушаване на скала през aМеханизъм за срязване. Резачките за самонаблюдение лесно проникват в формации подТегло на бит (wob), напредване напред подвъртящ моментЗа срязване на скала . с множество PDC резачки, работещи едновременно, дъното на сондажа се развива многобройниБезплатни скални лица-Наушираща ефективност на фрагментация чрез разпределено действие на срязване .
Правилно прилагане на PDC битове
PDC битовете постигат оптимална производителност вразширени хомогенни образуваниявариращи от меки до средно твърди . те са неподходящи зачакълести слоевеиМеждувесени твърди/меки образувания. Параметрите за пробиване трябва да използватНиско тегло на бита (wob), Високи въртящи се скоростиимаксимални дебитиЗа ефективна битова производителност . преди внедряването, дъното на сондажа трябва да бъде изчистено от метални отломки . При първоначално спускане използвайте, използвайтеМинимален Wobинамалена оборотаза пробиване, докато се установи модел на дъното, след това възобновете нормалното сондиране . катоМонолитни битови структуриБез движещи се компоненти, PDC битовете са идеални за високоскоростнатурбо-изтичанеПриложения .