Yijue Machinery инженерлері глобалдық жобалар үшін сенімді Core Barrels-ті қалай жасайды

Түсіну Өзекті бөшкелер : Қызметі, Түрлері және Негізгі Артықшылықтары

Геологиялық және құрылыстық бұрғылаудағы негізгі бөшкелердің анықтамасы мен негізгі қызметі

Керн қаптамалары негізінен бұрғылау жұмыстары кезінде жер асты материалдарының толық үлгілерін алу үшін қолданылатын ұзын металл түтіктер. Стандартты бұрғылау ұштары өздеріне тиістіні жай ғана уратады, ал бұл арнайы қаптамалар тастан, топырақтан және тіпті темірбетоннан алынған үлгілерді жер астындағыдай күйін сақтайды. Жер астында не жатқанын дәл білу қажет болатын геологтар үшін, бағалы минералдарды іздеп отырған қазба компаниялар үшін және құрылыс алаңдарын тексеретін инженерлер үшін бұл өте маңызды. Керн қаптамаларының лас шаруашылық пен зақымдануды азайтатыны арқасында мамандар әртүрлі қабаттардың беріктігі, қандай минералдар болуы мүмкін екендігі және осы материалдардың жер қойнауында қалай орналасқаны сияқты мәселелерді зерттей алады.

Арасаттық айырмашылықтар Өзекті бөшкелер және дәстүрлі бұрғылау жабдықтары

Дәстүрлі бұрғылау құралдары үлгілердің сапасынан құрғақтықпен айырылып, жылдамдық пен тесік жасауға басымдық береді. Ал керн қаптамалары дәлдікке негізделген:

• Үлгілерді сақтау : Тұрақты жыныстарда 95% аса қалпына келтіру коэффициентіне қол жеткізу (саланың есебі, 2023), бұл стандартты шнектермен салыстырғанда <50% деңгейінен едәуір жоғары.
• Ең аз шырын : Ішкі түтік жүйелері өздерін бұрғылау сұйықтары мен ластанудан оқшаулайды.
• Тереңдікке бейімделу : Алдыңғы қатарлы модельдер 3000 метрден астам тереңдікте тиімді жұмыс істейді, дәстүрлі жабдықтардан тиімдірек.

Бұл артықшылықтар минералды ресурстарды бағалау мен геотехникалық қауіптерді бағалау сияқты жоғары дәлдіктегі үлгілерді қажет ететін жобалар үшін өзекше қаптамаларды маңызды етеді.

Түрлері Өзекті бөшкелер Қазіргі геологиялық бұрғылау операцияларында қолданылады

Негізгі үш конфигурация әртүрлі бұрғылау қиындықтарын шешеді:

NQ және PQ сияқты стандартталған өлшемдер әртүрлі тесу диаметрлері мен үлгі көлемінің қажеттіліктері бойынша өнімділікті оптимизациялайды. Алдыңғы қатарлы өндірушілер қазір тіпті алмаспен күшейтілген ұштар мен жабылып қалуды болдырмау механизмдерін енгізуде, ол қиын тау жыныстарындағы жұмыс уақытын 30% қысқартады.

Дәлме-дәл инженерия және Керн алмалы құбыр Жүйелер

Керн алмалы құбыр Компоненттер мен олардың инженерлік дизайны

Бүгінгі негізгі бөшке жүйелері қиын жер асты жұмыстары кезінде ұзақ уақыт пайдалануға арналған бөлшектермен келеді. Сыртқы қорапшасы төменде айналдыру кезіндегі жанама қысымды ұстайды. Ішінде ерекше жасалған ішкі түтіктер үлгілерді сақтауды қамтамасыз етеді, себебі олардың ішкі беті өте тегіс болып келеді де, ештеңгені сызып жібермейді. Екіге бөлінетін сақтандырғыштар мен айналуға қарсы кілттер үшін инженерлер алдымен FEA модельдеулерін жүргізеді. Бұл шағын компоненттер қатты тау жыныстарына тесу кезінде 12 000 Ньютон метрден асатын бұрау күштеріне шыдай алуы керек. Шынымен, осы жүйелер күнбе-күн нақты жағдайларда қиын жағдайларға тойымай жұмыс істейтінін ескерсек, бұл өте тамаша нәтиже.

Тиімді туралау үшін бас құрылғысы мен бұрғылау құбыр жиынтығының интеграциясы

Бас құрылғысы нұсқалық тесу кезінде де концентрлік туралауды қамтамасыз ететіндей етіп, өзегі бар бөшкені тесу жолағына жалғайды. Ол оптимизацияланған конустық бұрыштар мен тістің пішінін, сонымен қатар жанама тербелістерді жұту үшін гидростатикалық подшипниктерді қамтиды. Айналу шектеуші ойықтары артық бекітуді болдырмауға мүмкіндік береді, ал лазерлік маркерлер туралауды тез көзбен тексеруге мүмкіндік береді.

Пиноль мен Мойынтіректік Жүйе: Жүктеме кезінде Айналу Тұрақтылығын Қамтамасыз Ету

Жоғары жүктемелі шпиндельді жинақтар 20 000 айн/мин-тан астам рейтингі бар есе қатынас бұрыштық контактілі подшипниктерді пайдаланады. Керамикалық дөңгелектену элементтерімен жұптық түрде қолданылатын ішкі көміртегілі болат иінтіректер стандартты подшипниктерге қарағанда үйкелісті 40% азайтады және айналу осінің ауытқуын 0,01 мм-ден төмен ұстайды. Бұл дәлдік деңгейі үлгілердің сапасы тез нашарлайтын сынған қабаттарда айналу осінің тербелуін болдырмауға мүмкіндік береді.

Бас туралау: Дәл өзек жинауды қамтамасыз ету

Дәл бағдарлау жүйелері гироскопиялық сенсорлар мен қысымға сезімтал сақиналарды қолданып, 0,05°-тан кем бұрыштық ауытқуларды қамтамасыз етеді. Нақты уақыттағы телеметриялық жүйе тесіп өту жолағындағы гидравликалық стабилизаторларды реттеп, метаморфтық қабаттарда тарихи тұрғыдан бұрмаланған үлгілерге әкеліп соққан негіз тақтасындағы біркелкісіздікті түзетеді.

Қатаң тесу ортасындағы тұрақтылық үшін алдыңғы қатарлы материалдарды таңдау

Үлкен кернеу қосылымдарындағы тұрақтылық пен өнімділік үшін материалдарды таңдау

Керн түтікшелері кейде квадрат дюйміне 50 мың фунт шамасындағы қысым жағдайларын, сондай-ақ 300 градус Фаренгейттен (149°C) асатын температураларды шыдай алатындай болуы керек. Өнеркәсіптің ірі ойыншыларының көбісі бұл құралдарды сынған тау жыныстарымен тізбектей соққыланған кезде бүтін сақтау үшін жоғары беріктікке ие болат пен арнайы жылу өңдеу процестерін пайдаланады. Кварцитпен бұрғылау сияқты өте қиын жағдайлармен жұмыс істегенде, көптеген өндірушілер қоспалы болат денелеріне бекітілген вольфрам карбидінің енгізулерін таңдайды. Осындай жинақтар қолданылуы мен өңделетін тау жынысының түріне қарай қарапайым құрал болаттарына қарағанда 40-60 пайызға дейін тозу мәселелерін азайтып, біраз ұзақ уақыт қызмет етуге бейім.

Тот баспайтын болат пен хромды жабын сияқты коррозияға төзімді материалдар

Тұзды сулар немесе қышқылды топырақтар бар жағдайларда жұмыс істегенде, физикалық тозуға және химиялық әсерлерге төзімді материалдарды табу өте маңызды. Хлордың мол болатын аймақтарда пitting (тесіктер) пайда болуына қарсы шамамен 0,003–0,005 дюйм қалыңдықтағы екі қабатты хромдау жақсы нәтиже береді. Ыстық су энергетикасы жобалары үшін 316L бейтанықты болаттан жасалған ішкі түтіктердің тот басуды тоқтатуға көмектеседі. Кейбір нақты зерттеулер бұл материалдардан жасалған жабдықтар теңіз сазы арқылы ұңғылау кезінде кәдімгі көміртегі болатынан шамамен 2,8 есе ұзақ қызмет ететінін көрсетті. Ешбір материал тозуға толығымен төзімді болмаса да, уақыт өте келе осындай өнімділік техникалық қызмет көрсетуге кететін шығындарға үлкен әсер етеді.

Қиын ұңғылау жағдайларындағы құймалардың өнімділігін салыстыру

2023 жылғы салыстырмалы зерттеу негізгі ұңғылау құймаларын бағалады:

Терең бұрғылау қолданыстарында никель-болат гибридтері жоғарырақ усталуға төзімділігіне байланысты басымдық танытады. Сонымен қатар, ультра терең проектілерде (>5000 м) алмаз тәріздес көміртегі (DLC) сияқты жетілдірілген қаптамалар ең жоғары қаттылық пен үйкелісті азайту арқылы танымалдылыққа ие болуда.

Керннің бүтіндігін қамтамасыз ету: Ішкі түтік жүйелері мен үлгілерді алу технологиясы

Ішкі түтік құрамы: Алу кезінде керннің бүтіндігін сақтау

Керн корпустары бұрғылау кезінде ішкі түтік қозғалмайтын болып қалатындай ішкі түтік жүйелерін пайдаланады. Бұл сыртқы айналатын корпустың кернмен үйкелісін азайтады және оның құрылымдық дәлдігін сақтайды. Сынық әктасында өткізілген жергілікті сынақтар бұл конструкцияның үлгілерді қалпына келтіру деңгейін 34%-ға дейін арттыратынын көрсетті (Геотехникалық бұрғылау журналы, 2023) .

Керн үлгілерін алу әдістері мен үлгі сапасын сақтау

Таспаларды бұзбай-ақ жұмсақ тұнба қабаттарын алу үшін механикалық көтеру әдістері вакуумдық жүйелермен үйлестіріледі. Хроммен капталған ішкі түтіктердің сазды ортада үлгілердің жабысып қалуын 62% азайтатыны дәлелденген, ол 2024 жылғы Материалдар инженериясы зерттеуіне сәйкес үлгілерді алу тұрақтылығын арттырады.

Сынық тау жыныстары аймақтарындағы қиыншылықтар мен шешімдер

Сынық гранит пен сланец маңызды қауіп тудырады — жобалардың 28% қоректің бөлшектенуін есептейді. Тербелісті реттейтін стабилизаторлармен жабдықталған екі қабырғалы конструкциялар сынақтарда 92% үлгі тұтастығын қамтамасыз етеді (ASTM D5434-22) , оларды күрделі литологиялар үшін идеалды қылады.

Бағдарланған геологиялық қалыңдықтардағы бір және екі қабырғалы үлгі алушы түтіктер

Екі құбырлы жүйелер ішкі конструкциялар арқылы қорғанысты жақсартады, ал бір құбырлы түрлері біркелкі тау жыныстары үшін құны төмен нұсқа болып қалады. Баррель түрін қалыптасу шарттарына сәйкестендіру минералдық зерттеулерде 19% тиімділік өсімін береді (Минералдарды игеру технологиялары шолуы, 2023) .

Жергілікті қолданыстар мен түрлендіру: Әртүрлі бұрғылау жобаларының қажеттіліктерін қамтамасыз ету

Қазіргі заманғы өзекше баррель жүйелері жоғары дәрежеде икемді, өндірушілер нақтылау конфигурациялары нақты геологиялық талаптарға сай келтіреді. Халықаралық бұрғылау технологиялары консорциумының 2023 жылғы зерттеуіне сәйкес, минералдық зерттеу жобаларының 78%-ы нақты аймақтағы қаттылық, жарықшақталу немесе шөгінді түрлерін өңдеу үшін арнайы өңделген өзекше баррельдерді талап етеді.

Арнайы Керн алмалы құбыр бұрғылау орталары үшін

Өндірушілер ішкі түтік диаметрін (42 мм-ден 147 мм-ге дейін) реттейді, кесу жүйесінің материалдарын өзгертеді және арнайы жинау жүйелерін енгізеді. Жағалау аймақтарындағы жұмыстар жиі тұз суының коррозиясына төзімді болаттан жасалған бөшкелерді пайдаланса, Арктика жобаларында сынамалардың тоңып қалуын болдырмау үшін төмен температураға арналған майлағыш заттар қолданылады.

Критикалық санаттар бойынша қолданбалар

• Маңайлау : Күшейтілген өзекше бөшкелер кимберлит түтіктері мен сульфидті кен денелерінен бұзылмаған сынамалар алады
• Геотехникалық : Сымды жүйелер қалалық негіздер туралы деректерді 0,5 мм-ден кем дәлдікпен береді
• Көрсеткіш : Екі қабырғалы кері циркуляциялы бөшкелер су асты сулары зерттеуінде қоспасуды болдырмақ үшін қолданылады

Арнайы орнату сценарийлері

Үш қабырғалы өзекше бөшкелер көпірлердің қазық негіздерін талдау сияқты инфрақұрылымдық жобаларда барынша кеңінен қолданыла бастады және ASCE 2024 стандарттарына сәйкес әртүрлі жағдайларда 98,3% дейінгі сынама алу нәтижесіне жетеді. Теңізге шыққан зерттеулерде енді 3000 метр тереңдікте жұмыс істеуге және дәл бағдарлауын сақтауға қабілетті қысымды теңестіретін жүйелер қолданылады.

Күрделі геологиялық аймақтардағы бейімделу

Оңтүстік-Шығыс Азияның геотехникалық жобаларында үш негізгі жақсартулар арқылы сынған әктас қабаттарындағы өлшемдердің жоғалуы 35%-дан 6%-ға дейін төмендеді:

1. Карбидті ұшты бөлінетін ішкі жолақтар
2. 25° ауытқумен сәйкес бұрғылауға мүмкіндік беретін модульді подшипникті құрылымдар
3. Нақты уақытта вибрацияны тежейтін сенсорлар

Бұл икемділік әлем бойынша өнеркәсіп, құрылыс, энергетика және ғылыми бұрғылау салаларында өлшемдерді алу құбырларын маңызды құрал болып қалуын қамтамасыз етеді.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

Өлшемдерді алу құбыры дегеніміз не және оның негізгі қызметі қандай?

Өлшемдерді алу құбыры — бұрғылау кезінде жер асты материалдарының толық үлгілерін алу үшін арналған ұзын металл құбыр, ол үлгілердің бүтіндігін сақтап, талдау үшін қажетті деректерді сақтайды.

Өлшемдерді алу құбырлары дәстүрлі бұрғылау құралдарынан қалай айырмашылық жасайды?

Өлшемдерді алу құбырлары дәлдік пен үлгілерді сақтауға бағытталған, ал дәстүрлі бұрғылау құралдары жылдамдық пен тесік жасауға бағытталады.

Қандай түрлері бар?

Геологиялық жағдайларға байланысты бір түтікті, екі түтікті және үш түтікті конфигурациялар бар.

Керн ыдыстары үшін материалдарды таңдау кезінде қандай факторлар ескеріледі?

Материалды таңдау төзімділікке, жоғары кернеуге шыдамдылыққа және коррозияға төзімділікке негізделеді.

Керн ыдыстары үлгілерді алуға қалай ықпал етеді?

Керн ыдыстары бұрғылау кезінде қозғалмайтын ішкі түтік жүйелерін пайдаланады, бұл үйкелісті азайтып, үлгінің бүтіндігін сақтауға және бұзылуды минималдандыратын алдыңғы қатарлы алу әдістерін қамтиды.