Съответствие на комплектите свределни коронки с почвените и скалните условия при изграждане на фундаменти

Изборът на правилното Накрайник за бормашина Тип по категория на формацията

Меки до средно твърди скали (UCS < 80 MPa): когато коронките с мелоди зъби и лопатовидните коронки осигуряват оптимално проникване и икономическа ефективност

За накрайник за бормашина операции в по-меки типове почва като глинести сланести скали, варовикови отлагания и рыхли варовикови формации с неподкрепена компресивна якост под 80 MPa – зъбчатите и лопатовидните бурачни коронки обикновено са предпочитаният избор. Отличителните им резачни ръбове с форма на длето осигуряват силно срязващо действие, като изискват по-малко въртящ момент в сравнение с други конструкции. Полевите изпитания показват, че тези коронки пробиват подобни скални пластове приблизително с 40 % по-бързо от традиционните версии с карбидни връхчета. Финансовите предимства също са значителни. Според скорошни проучвания, публикувани миналата година в списание „Drilling Efficiency Journal“, операторите съобщават за намаляване на разходите за метър пробиване с около 30 % при работа предимно в глинести формации. Това се дължи както на намалените енергийни разходи по време на експлоатацията, така и на по-рядката необходимост от замяна на износените коронки. Освен това простата им конструкция ги прави особено надеждни за кладенци с голяма дълбочина и за проекти по насочено бурене, където наличието на резервни компоненти не винаги е възможно.

Твърда до много твърда скала (UCS 120 MPa): Защо TCI и коничен карбид Фрези Надминават PDC в среди с високо компресионно напрежение

При пробиване на много твърди скали като гранит, гнейс и големи парчета кварцит карбидно-волфрамовите вставки (TCI) и коничните карбидни свределни глави просто работят по-добре от системите с поликристален диамантен компакт (PDC), използвани в повечето места. Проблемът е, че резачите PDC по същество се плъзгат по повърхността и се износват изключително бързо при сблъсък с кремнеземсъдържащи материали. Напротив, резачите TCI действително разрушават скалата чрез контролирани компресионни сили, прилагайки точкови натоварвания от около 200 kN на квадратен сантиметър. Полевите изпитания показват, че тези резачи запазват около 85 % от първоначалната си режеща мощност дори след непрекъснато функциониране в продължение на 120 часа в твърди базалтови формации. Това е приблизително два пъти по-дълго от времето, през което стандартните резачи PDC биха издържали при сходни условия. Друго предимство произтича от начина, по който ролковите конуси на тези инструменти управляват вибрациите в участъците с разбити скали. Според последни проучвания, публикувани миналата година в списание „Geotechnical Drilling Review“, тази конструкция намалява проблема с отклоняването на кладенеца приблизително наполовина в сравнение с фиксираните резачни системи.

Разбиране на свойствата на формацията: твърдост, якост и абразивност

Съдържание на кремнезем и индекс на абразивност: количествено определяне на риска от износване при пясъчник, базалт и кварцит

Когато става дума за абразивен износ, съдържанието на кремнезем играе най-важната роля. След като се премине границата от около 60 % SiO₂, рискът от абразия започва да нараства експоненциално, което може сериозно да изненада инженерите. В промишлеността е разработен така нареченият Абразивен индекс на CERCHAR (или CAI, за кратко), за да се измери този риск на място. Например, скални видове с високо съдържание на кремнезем, като пясъчник, обикновено имат стойности между CAI 3,0 и 4,0, докато кварцитът е още по-висок — около 4,5–5,5. Тези материали изнасят рязачите толкова бързо, че стават абсолютно необходими специални техники за разположение на карбидни вставки. От друга страна, базалтът с ниско съдържание на кремнезем съдържа само 10–25 % SiO₂ и има по-ниска стойност по скалата CAI (около 1,0–2,0). Макар и по-малко абразивен от други скали, базалтът все пак предизвиква предизвикателства поради своята плътна, взаимно преплетена минерална структура, която изисква различни подходи при бурилните операции.

В пластове с висока абразивност хибридните проекти на свределни коронки с асиметрично разположени резци разпределят износването по-равномерно по цялата режеща структура — удължавайки експлоатационния им живот до 200 % спрямо конвенционалните конфигурации (Mining Tech Review, 2022 г.).

Оптимизиране на геометрията на свределната коронка и режещата структура за осигуряване на устойчивост и производителност

Напръснати, слоести и хомогенни формации: съчетаване на конусовидни, кръстосани и топкообразни зъбни конфигурации със структурата на скалата

Стабилността на бурените коронки всъщност зависи от това колко добре формата на зъбите съответства на вида скала, през която се бури, а не само от това колко здрави са зъбите. При работа със скали, пълни с пукнатини и разломи, тези зъби с топчеста форма разпределят ударните сили по цялата коронка, което помага да се намалят вибрациите и предотвратява преждевременното чупене на зъбите при внезапни удари. За слоести формации, като например когато шист е непосредствено до пясъчник, са необходими зъби с кръстосано острие. Тези зъби рязат чисто през слоевете, което осигурява по-гладко функциониране, тъй като намаляват промените в завъртящия момент с около тридесет процента и осигуряват по-добър контрол върху посоката на пробиваната дупка. От друга страна, за масивни твърди скали с неограничена компресивна якост между осемдесет и сто двадесет мегапаскала най-подходящи са коничните зъби. Тяхната връхна форма фокусира налягането директно в самата скална маса, което позволява на коронката да пробива ефективно, избягвайки проблеми като прекомерно натрупване на скален дроб или нежелано подскачане на коронката по време на работа.

Стратегия за разположение на карбид: Концентриран срещу разпределен волфрамов карбид за удължаване на живота на свределите при работа в абразивен грунт

Разположението на карбидите наистина има голямо значение при справяне с различните видове износване и при разпределяне на теглото върху инструментите. При работа с твърди материали като гранит, където компресионните сили са изключително силни, поставянето на карбидни вставки точно в предната ръбна част им позволява да понасят по-ефективно тези екстремни натоварвания в сравнение с разпръснатото им разположение. Това поддържа режещите ръбове остри по-дълго време, като същевременно осигурява добър коефициент на проникване. За скали с високо съдържание на кремний, като кварцитния пясъчник, по-добри резултати се постигат с карбидни конфигурации, при които микроскопични частици са равномерно разпределени из цялото зъбче, а не само концентрирани в определени области. Тези равномерно разпределени карбиди формират повърхности, които се износват бавно с течение на времето, вместо да се чупят едновременно. Реалните изпитания показват, че тези методи могат да удължат живота на свределите с около 15 до дори 20 процента в абразивни скални пластове, тъй като предотвратяват ерозията, която обикновено се наблюдава в основата на резачите при неправилно проектирани свределни глави. От практическа гледна точка това означава, че операторите получават последователна производителност при бурене, комбинирана с много по-дълъг срок на експлоатация на инструмента по време на продължителни операции в дълбоки кладенци.

Часто задавани въпроси

Какъв е индексът на абразивност по ЦЕРШАР (CAI)?

Индексът на абразивност по ЦЕРШАР (CAI) е мярка, използвана в промишлеността за количествено определяне на риска от абразия, особено при скални формации с високо съдържание на кремний. Той помага да се определи колко абразивен може да бъде даден тип скала, което влияе на избора на бурово оборудване и методи.

Защо съдържанието на кремний е от значение при бурене?

Съдържанието на кремний значително влияе върху абразивността на скалните формации. Високите нива на кремний могат експоненциално да увеличат износването на буровите коронки, което налага специфични проекционни и материали решения за намаляване на абразията и удължаване на срока на експлоатация на коронката.

Как се чувстваш? накрайник за бормашина как геометрията влияе върху производителността?

Геометрията на буровата коронка, включително формата на зъбите, играе ключова роля при подбора на коронката според структурата на скалата. Правилните конфигурации на зъбите могат да намалят вибрациите, да оптимизират разпределението на налягането и да подобрят стабилността и ефективността на буровите операции.