Як подовжити термін служби свердла Tricone – поради з обслуговування

Розуміння зносу шарошкового свердла та поширені причини пошкодження

Найпоширеніші причини пошкодження свердел

Більшість триконусних долот виходять з ладу через три основні проблеми. По-перше, це постійне тертя об каміння, що призводить до їхнього зношування з часом. По-друге, потужні удари під час проходження особливо важких порід. І, нарешті, перегрів, коли охолодження недостатнє. За даними дослідження, опублікованого минулого року, близько двох третин передчасних відмов відбуваються лише через те, що оператори неправильно обирають тип долота для конкретної породи. Ще чверть поламаних долот пошкоджено через недостатню кількість мастила, що подається в систему. Що ще гірше — це накопичення бруду між малими підшипниками всередині долота. Таке забруднення може призводити до зношування компонентів майже вдвічі швидше, ніж має бути, якщо все тримати в чистоті та правильно обслуговувати протягом усіх операцій.

Виявлення ознак зношування за допомогою регулярних візуальних оглядів

Оператори мають перевіряти зуби на наявність тріщин (2 мм вказує на терміновість заміни), перевіряти люфт підшипників (осьове переміщення >1,5 мм сигналізує про ризик виходу з ладу) і стежити за цілісністю ущільнень. Система оцінки IADC надає стандартизовану методологію:

• Клас 1-2 : Незначний знос, коригування параметрів буріння
• Клас 3-4 : Помірні пошкодження, запланувати технічне обслуговування
• Клас 5+ : Критична несправність, термінова заміна обов’язкова

Помилки в експлуатації, що зменшують термін служби

П'ять поширених помилок відповідають за 78% уникненого зносу:

1. Надмірна вага на долоті, що перевищує межі виробника (+15% сили = на 37% швидше зношування підшипників)
2. Неправильна частота обертання для твердості породи (для м'яких порід потрібна на 20-30% менша швидкість обертання)
3. Постійне буріння через свердловини, заповнені уламками
4. Несвоєчасне вивантаження керна під час виймання долота
5. Використання зношених стабілізаторів, що викликають бічні вібрації

A аналіз відмов за 2023 рік показав, що усунення цих експлуатаційних недоліків подовжило термін служби долота на 60% у гранітних породах, одночасно знизивши витрати на заміну на $18 400 на свердловину

Регулярні процедури перевірки та очищення долот

Поетапний процес очищення для запобігання накопиченню уламків та перегріву

Після кожної операції з буріння виконуйте цей протокол очищення для підтримки оптимальної продуктивності:

1. Дозвольте буровому долоту повністю охолонути перед тим, як ви його торкнетеся
2. Використовуйте стиснене повітря, щоб видалити забруднення з отворів для промивання та зон підшипників
3. Почистіть зовнішні поверхні нейлоновою щіткою, щоб видалити частинки породи
4. Перевірте водяні шляхи на наявність перешкод за допомогою ліхтарика
5. Нанесіть інгібітор корозії перед зберіганням у сухих умовах
   Цей процес запобігає накопиченню матеріалів, які викликають перегрівання, і зменшує знос, пов’язаний з тертям, на 40% згідно з дослідженнями обладнання для буріння. Заблоковані канали промивання підвищують робочу температуру на 15–20 °C, прискорюючи деградацію компонентів.

Правильне очищення для підтримки продуктивності бурового долота та запобігання його передчасному виходу з ладу

Регулярне очищення зберігає цілісність конструкції, видаляючи абразивні домішки, які стираються з рухомими компонентами. Дослідження показали, що зношування бурових доліт прискорюється на 30%, якщо залишки забруднень залишаються між зубами та підшипниками. Зосередьте зусилля на очищенні:

• Ущільнення підшипників, де накопичуються дрібні частинки
• Корені зубів, де застрягають уламки породи
• Вхідні отвори водяних шляхів, що затримують наноси
  Неврахування цих зон призводить до мікростирання, що поступово зменшує ефективність різання й може призвести до раптових відмов підшипників. Встановіть як стандартну процедуру очищення після операції для максимально можливого терміну служби між обслуговуваннями.

Ефективне змащування та захист від корозії для тривалого зберігання

Як запобігти іржавінню та корозії у трикутних бурових долотах

Щоб боротися з іржею, потрібно створити бар'єри вологи за допомогою спеціальних покриттів і мастил, що запобігають корозії, які слід регулярно наносити після кожної операції. Механізм дії цих засобів досить простий — вони заповнюють ті дрібні пори на металевих поверхнях, не допускаючи потрапляння кисню та води, де насправді починається процес іржавіння. Якщо мова йде про дійсно жорсткі умови, існують речі, які називаються інгібіторами парової корозії або скорочено VCIs. Вони утворюють такого роду невидимий захисний шар на молекулярному рівні по металевих поверхнях. Дослідження різних галузей показують, що якщо робітники після використання ретельно очищують обладнання, а потім наносять якийсь антикорозійний спрей, це може зменшити проблеми з корозією приблизно на 70% у гірничодобувному обладнанні. І не забувайте також про буровий розчин. Позбайтесь його відразу після завершення операцій, тому що хімічні речовини в ньому прискорять окиснення, якщо залишити його на металі на ніч. Ця субстанція просто обожнює руйнувати поверхні, коли їй дають час.

Ефективні практики мастила, що підвищують стійкість долота

Точне мастило продовжує термін служби підшипників, зменшуючи тепловиділення від тертя на приблизно 40°C згідно з дослідженнями продуктивності підшипників. Дотримуйтесь цього протоколу:

• Використовуйте змащувальні матеріали з екстремальним тиском (EP), спеціально розроблені для застосування у бурінні з високим навантаженням
• Наносіть мастило через ущільнені фітинги перед кожною зміною за допомогою каліброваних інструментів
• Щомісяця перевіряйте в'язкість мастила, оскільки деградовані мастила втрачають 80% захисних властивостей
• Впроваджуйте автоматичні системи мастила для рівномірного покриття в складних підшипникових вузлах
  Недостатнє мастило призводить до контакту металу з металом, тоді як надлишкове мастило притягує абразивні частинки — обидва сценарії прискорюють зношування. Створіть журнали технічного обслуговування для відстеження графіків мастила відповідно до показників продуктивності долота.

Захист долот від вологи та забруднень під час експлуатації та зберігання

Застосовуйте багаторівневу систему захисту від екологічних загроз:

1. Під час операцій: Встановіть гумові манжетні ущільнення на підшипникові камери для блокування потрапляння пульпи
2. Після операції: Триразове продування стисненим повітрям, занурення у розчинники та знежирювальні спреї
3. Зберігання: Використовуйте саше з силікагелем в герметичних контейнерах, підтримуючи вологість <30%
   Зберігання в контролюваному середовищі запобігає циклам конденсації, які викликають раптову іржавіння, а зберігання на палетах усуває вологу з підлоги. Для тривалого зберігання, вакуумне упакування з адсорбентами забезпечує 18–24 місяці захисту від корозії відповідно до промислових стандартів зберігання.

Правильне поводження, зберігання та захист навколишнього середовища

Найкращі практики поводження для уникнення фізичних пошкоджень

При переміщенні триконусних долот найкраще тримати їх обома руками за найміцніші місця для стабільності. Для важчих моделей дуже корисно використовувати механічні підйомники, адже випадіння цих долот може призвести до тріщин у дорогих вставках з вольфрамового карбіду або порушення вирівнювання підшипників. Переконайтеся, що ви накриваєте захисними ковпаками ріжучі частини, коли долота не використовуються, і ніколи не складуйте їх безпосередньо на бетонні підлоги або сталеві верстаки. Нам доводилося бачити багато випадків, коли робітники випадково пошкоджували долота ключами або ударами молотка під час транспортування між робочими місцями. Ці дрібні вм’ятини можуть здаватися незначними на перший погляд, але з часом вони послаблюють всю конструкцію, що призведе до передчасного виходу з ладу.

Правильні методи зберігання для короткострокового та довгострокового зберігання

Для обох тривалостей використовуйте підставки з ущільненням, які підтримують шпильки над бетонними підлогами для запобігання вбиранню вологи. Перемішуйте запаси щокварталу, використовуючи систему FIFO (першим увійшов — першим вийшов), щоб забезпечити рівномірне використання по всьому асортименту свердлильних коронок.

Уникання ризиків температури та вологості в умовах зберігання

Підтримання температури в зонах зберігання в межах 10–27 °C (50–80 °F) та рівня вологості нижче 50 % відносної вологості допомагає запобігти утворенню конденсату на збережених предметах. Багато складів встановлюють системи осушування всередині герметичних контейнерів і регулярно перевіряють рівень вологості за допомогою цифрових гігрометрів для отримання точних показників. Також не рекомендується зберігати чутливі матеріали занадто близько до зовнішніх дверей, віконних прорізів або повітроводів опалення/охолодження, оскільки ці місця часто піддаються швидким змінам температури, які можуть перевищувати 5 °C на годину. Підприємства, розташовані на узбережжі або в інших регіонах із природно високою вологістю, мають серйозно розглянути можливість інвестування в рішення для клімат-контролю зі складським зберіганням, оснащені резервними системами осушення. Ці додаткові заходи стаються особливо важливими під час роботи з обладнанням, схильним до пошкоджень від повітря, насиченого сіллю, що з плином часу може викликати корозію.

Оптимізація параметрів буріння для максимально можливого подовження терміну служби бурового долота

Підбір обертів, ваги та швидкості подачі відповідно до типів порід

Правильне співвідношення між швидкістю обертання (RPM), вагою на долоті (WOB) і швидкістю подачі залежно від геологічних умов має велике значення для збільшення терміну служби триконусних бурових доліт. Під час буріння особливо міцних порід, таких як граніт, операторам слід знизити оберти до 50–80 RPM, але збільшити тиск на долото до 8–12 тонн. Це допомагає зменшити навантаження на підшипники і уповільнити зношування зубів долота. Навпаки, при роботі з більш м’якими осадовими породами долото обертається значно швидше — приблизно 120–150 RPM, а навантаження тримається на рівні 4–6 тонн. Такий режим забезпечує ефективне руйнування породи без перегрівання всієї системи.

Останні дослідження галузі показали, що неправильний вибір параметрів відповідає за 37% передчасних виходів з ладу долот (Звіт про ефективність буріння, 2023). Оператори можуть скористатися цим посібником, щоб оптимізувати налаштування:

Дослідження випадку: Підвищення продуктивності за рахунок калібрування параметрів під час буріння твердих порід

Під час реального випробування на кварцитовому кар'єрі у 2023 році з'ясувалося, що зміна деяких ключових параметрів буріння суттєво подовжила термін служби бурових коронок. Коли оберти скоротили з приблизно 100 до всього 65, а навантаження на долото збільшили з приблизно 7 тонн до 10 тонн, трапилася цікава річ. Коронки залишалися працездатними майже на 29% довше, збільшивши час буріння з приблизно 48 годин до 62 годин до заміни. Досить вражаюче, враховуючи, що їм вдалося зберегти той самий темп проникнення — 1,6 метра на годину. Ще краще те, що вся установка працювала холодніше, температура знизилася приблизно на 18%. І не забуваймо про економію коштів. Кожного разу, коли їм доводилося замінювати коронку, вони витрачали на $2400 менше, тому що ці регулювання просто менше зношували обладнання.

ЧаП

Які основні причини пошкодження триконусного долота?

Триконусні долота зазнають пошкоджень переважно через постійне тертя об породу, потужні удари під час буріння та перегрівання через недостатнє охолодження. Інші фактори включають вибір неправильного типу долота для породи та недостатню змазку.

Як можна виявити ознаки зносу долот?

Регулярні візуальні огляди допомагають виявити знос. Оператори мають перевіряти наявність сколів на зубах, контрольувати зазор у підшипниках і стежити за цілісністю ущільнень за допомогою системи оцінки IADC. Відстеження цих факторів сигналізує про потребу у технічному обслуговуванні або заміні долота.

Чому зменшується термін служби долота через помилки в експлуатації?

П’ять поширених помилок в експлуатації: надмірне навантаження на долото, неправильні налаштування RPM, буріння крізь забиті породою свердловини, необхідність промивання шламу та використання зношених стабілізаторів. Усунення цих недоліків значно подовжить термін служби долот.

Чому важливо очищувати долота?

Очищення свердлильних коронок запобігає накопиченню забруднень і перегріву, зберігаючи цілісність структури та ефективність різання. Систематичні зусилля з очищення спрямовані на видалення абразивних забруднень і запобігання мікроабразії, що призводить до передчасного виходу з ладу.

Як можна запобігти іржі та корозії свердлильних коронок?

Щоб запобігти іржі та корозії, після операцій регулярно наносіть спеціальні покриття та олії, що пригнічують корозію. Використовуйте інгібітори парової корозії для більш жорстких умов і ретельно очищуйте обладнання після операції для видалення залишків бурового мулу.