Негізгі құдықтарды бұрғылау үшін топырақ пен тастандылардың жағдайына сәйкес келетін бұрғылау құралдарының жиынтығын таңдау

Дұрыс Сверло Қабаттардың санаты бойынша түрлері

Жұмсақтан орташа қаттылықтағы тастандылар (UCS < 80 МПа): қырлы тістері бар және пышақ тәрізді бұрғылау құралдары ең жақсы проникновение мен құндық тиімділік көрсетеді

Үшін сверло 80 МПа-дан төмен шектелмеген сығылу беріктігі бар глиналық сланецтер, мәрмәртас жиналыстары және шағын кальцийлі әктастар сияқты жұмсақ жер түрлерінде өңделген тіс және шұңқыр ұңғылау бұрғылары негізгі таңдау болып табылады. Ерекше қылқан тәрізді кесу жетегі қатты ығысу әсерін туғызады және басқа конструкцияларға қарағанда айналдыру күшінің азыға түсуін талап етеді. Сараптамалық сынақтар бұл бұрғылардың ұқсас тау жыныстарын қалыпты карбидті ұшты бұрғыларға қарағанда шамамен 40 пайызға тезірек ұңғылауын көрсетеді. Сонымен қатар, олардың қаржылық тиімділігі де өте жоғары. Өткен жылы «Ұңғылау тиімділігі» журналында жарияланған соңғы зерттеулерге сәйкес, операторлар глиналық тау жыныстарында негізінен жұмыс істеген кезде метрге шаққанда шығындарды шамамен 30 пайызға азайтқанын хабарлады. Бұл қосымша энергия шығынын азайтуға және тозған бұрғыларды сирек ауыстыруға байланысты. Сонымен қатар, олардың қарапайым конструкциясы қосымша компоненттердің болмауы мүмкін болатын ұзақ қашықтықтағы және бағытталған ұңғылау жобалары үшін оларды ерекше сенімді етеді.

Қаттыдан өте қатты тау жынысы (UCS 120 МПа): Неге TCI және Конусты карбид? Шаршық бұрыштары Жоғары қысу ортасында PDC-тен жоғары көрсеткішке ие болады

Гранит, гнейс және үлкен кварцит кесектері сияқты өте қатты тастар арқылы ұңғылау кезінде вольфрам карбидінен жасалған енгізбелер (ВКЕ) мен конусты карбидті бұрғылар поликристалды алмазды компактты (ПАК) жүйелерге қарағанда тиімдірек жұмыс істейді. Мәселенің мәні осында: ПАК кескіштері негізінде кремнийге бай материалдарға тап болған кезде өте жылдам ыдырап кетеді. Ал ВКЕ бұрғылары тасты 200 кН/см² шамасындағы нүктелік жүктемелер арқылы бақыланатын қысу күштерімен ыдыратады. Өрістегі сынақтар көрсеткендей, бұл бұрғылар қатты базальт таужыныстарында 120 сағат бойы үзіліссіз жұмыс істегеннен кейін өз бастапқы кесу қабілетінің шамамен 85%-ын сақтайды. Бұл — осындай жағдайларда стандартты ПАК бұрғыларына қарағанда екі есе ұзақ. Тағы бір артықшылық — бұл құралдардың домалақ конустары сынған тастар бөлігіндегі тербелістерді қалай басатынында. Соңғы жылы «Геотехникалық бұрғылау шолуы» журналында жарияланған зерттеулерге сәйкес, бұл конструкция тесік ауытқуын тұрақты кескіш жүйелеріне қарағанда шамамен екі есе азайтады.

Тұз тектес қасиеттерін түсіну: Қаттылығы, беріктігі және әйнекке әсер ету қабілеті

Кремнийдің мазмұны мен әйнекке әсер ету индексі: Құмтастың, базальттың және кварциттің тозу қаупін сандық бағалау

Абразивті тозуға келгенде, кремний құрамы ең үлкен рөл атқарады. 60% SiO2 деңгейінен өткен соң, сыну қаупі өте жоғарылап, инженерлерді таң қалдырады. Өнеркәсіп осы тәуекелді жерде өлшеу үшін CERCHAR Abrasivity Index (немесе қысқаша CAI) деп аталатын бір нәрсені әзірледі. Мысалы, құмтасты сияқты жоғары кремний деңгейі бар тау жыныстары, әдетте, CAI 3,0-ден 4,0-ға дейін, ал кварцит 4,5 - 5,5-ке дейін жоғары. Бұл материалдар кескіштерден соншалықты тез өсіп кетеді, сондықтан карбидті орналастырудың арнайы әдістері өте қажет. Екінші жағынан, аз кремнийлі базальт тек 10 - 25% SiO2 құрайды және CAI шкаласында төмен баға алады (шамамен 1,0 - 2,0). Базальт басқа тау жыныстары сияқты абразивті емес, бірақ бұрғылау кезінде басқаша жұмыс істеуді талап ететін тығыз, өзара байланысқан минералды құрылымы үшін әлі де қиындық тудырады.

Жоғары әсер ететін таужыныстарда асимметриялық кескіш орналасуы бар гибридты бұрғылау басының конструкциясы кесу құрылымы бойынша тозуды біркелкірек таратады — бұл қалыпты конфигурациялармен салыстырғанда пайдалану мерзімін 200% дейін ұзартады (Mining Tech Review, 2022).

Тұрақтылық пен өнімділік үшін бұрғылау басының геометриясы мен кесу құрылымын оптимизациялау

Сынатын, қабаттасқан және біртекті таужыныстар: таужыныс құрылымына сәйкес конустық, крестті және шар тістерлі конфигурацияларды таңдау

Бұрғылау құралдарының тұрақтылығы шынымен-ақ қаншалықты тістердің пішіні біз бұрғылайтын тау жынысына сәйкес келетіндігіне байланысты, тек тістердің беріктігіне емес. Трещиналар мен сынғыш қабаттарға толы тау жыныстарымен жұмыс істеген кезде шар тәрізді тістер бұрғылау құралына әсер ететін соққы күштерін оның бойымен таратады, бұл тербелістерді азайтады және тістердің қатты соққыдан тез үзілуін болдырмауға көмектеседі. Сланец пен құмтастың бір-біріне іргелес орналасқан қабатты құрылымдары үшін крест тәрізді тістер қолданылады. Бұл тістер қабаттарды таза кеседі, нәтижесінде жұмыс тегісірек өтеді, себебі бұлар айналдырушы моменттің өзгеруін шамамен отыз пайызға азайтады және тесік бағытын бақылауды жақсартады. Ал қысымдағы шекті беріктігі 80–120 мегапаскаль аралығында болатын біртекті қатты тау жыныстары үшін конусты тістер ең тиімді. Олардың ұштық пішіні қысымды тау жынысының өзіне тікелей бағыттайды, бұл бұрғылау құралының тиімді түрде тау жынысын бұзуына мүмкіндік береді және тау жынысының артық қалдықтарының жиналуы немесе бұрғылау құралының жұмыс істеу кезіндегі қажетсіз секіруі сияқты проблемаларды болдырмайды.

Карбидті орналастыру стратегиясы: абразивті жерде құралдың ұзақ қызмет етуі үшін концентрленген немесе таратылған вольфрам карбиді

Карбидтердің орналасуы әртүрлі түрдегі тозуға қарсы күресу мен құралдарға салмақтың қалай таралуына байланысты маңызды рөл атқарады. Гранит сияқты қиын материалдармен жұмыс істегенде, қысу күштері өте күшті болғандықтан, карбидтік пластиналарды алдыңғы жиекте орналастыру олардың осы экстремалды қысым нүктелерін төзуге қабілеттілігін арттырады, ал олардың таралуы оған қолайлы әсер етпейді. Бұл кесу жиегін ұзақ уақыт бойы сүйір ұстап, жақсы өткізу жылдамдығын сақтауға мүмкіндік береді. Кварцты құмтастың сияқты кремний оксидінің мол болатын таужыныстары үшін карбидтердің тістердің барлық бойына шағын бөлшектер түрінде тең қосылуы, олардың тек бір жерге жиналуына қарағанда, жақсы нәтиже береді. Бұл тең таралған карбидтер беттерді бірден сындырмай, уақыт өте келе баяу тозуға ұшыратады. Тәжірибелік сынақтар көрсеткендей, бұл әдістер абразивті таужыныс қабаттарында құралдардың қызмет ету мерзімін шамамен 15–20 пайызға ұзартуға мүмкіндік береді, себебі олар қате спроекцияланған құралдарда кескіштердің табаны маңында жиі байқалатын эрозияны тоқтатады. Бұл практикалық тұрғыдан айтқанда, операторлар терең қазылатын жылдықтарда ұзақ уақыт бойы тұрақты қазу сапасын қамтамасыз ететін және құралдардың қызмет ету мерзімін әлдеқайда ұзартатын жұмыс өнімділігін алады.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

CERCHAR абразивтілік индексі (CAI) дегеніміз не?

CERCHAR Abrasivity Index (CAI) - бұл өндірісте, әсіресе, жоғары кремний құрамы бар тау жыныстарынан амортизациялау тәуекелін өлшеу үшін қолданылатын өлшем. Ол белгілі бір тау жыныстарының қайсысы абразивті екенін анықтауға көмектеседі, бұрғылау техникасы мен жабдықтарын таңдауға әсер етеді.

Неліктен бұрғылау кезінде кремний құрамы маңызды?

Кремний құрамы тау жыныстары түзілімдерінің сүргіштік қабілетіне елеулі әсер етеді. Кремнийдің жоғары деңгейі бұрғыштардың тозуын экспоненциалды түрде арттырады, бұл абразияны азайту және бұрғыштың өмірін ұзарту үшін арнайы жобалау мен материалды қарауды қажет етеді.

Қалай сверло геометрия өнімділікке әсер ете ме?

Бұрғының геометриясы, оның ішінде тістің пішіні бұрғыны тау жынысына сәйкес келтіруде маңызды рөл атқарады. Тісінің дұрыс орнатылуы дірілдерді азайтып, қысымды оңтайландыруға және бұрғылау жұмыстарының тұрақтылығы мен тиімділігін арттыруға көмектеседі.