Quduq osti kalit asboblari: Rolikli konusli va olmosli uchlarni tasniflash va qo'llash bo'yicha to'liq qo'llanma

Neft burg'ulash ishlarida burg'ulash uchi tog' jinslarini maydalash uchun asosiy vosita bo'lib, uning ishlashi burg'ulash samaradorligi va narxiga bevosita ta'sir qiladi. Murakkab va o'zgaruvchan shakllanish sharoitlariga duch kelgan holda, rolikli konus uchlari va olmos uchlarini to'g'ri tanlash burg'ulash muhandislari uchun asosiy vazifaga aylandi.

01 Rolikli konusli uchlar: shakllanishga moslashuvchi ko'p qirrali asboblar

1909-yilda taqdim etilganidan beri rolikli konusli uchlar aylanma burg'ulashda eng ko'p ishlatiladigan uch turiga aylandi. Ularning noyob ko'p konusli tuzilishi ularga yumshoqdan juda qattiqgacha bo'lgan turli xil shakllanish sharoitlariga moslashish imkonini beradi.

Tuzilishi va asosiy texnologiyasi

Rolikli konus uchi beshta asosiy komponentdan iborat:

· Bit korpusi: Uchta konusning oyoqlari bir-biriga payvandlangan, yuqori qismida ulanish rezbasi mavjud.

· Konuslar: Sirtida frezalangan tishlar yoki volfram karbid qo'shimchalari (TCI) bo'lgan konussimon metall korpuslar.

· Rulman tizimi: To'rtta rulman to'plamini o'z ichiga oladi: katta, o'rta, kichik va tortish.

· Nozullar: Odatda diametri 7·14 mm bo'lgan 3·4 nozullar.

· Moylash va muhrlash tizimi: Bosimni qoplash moslamasi bilan birlashtirilgan rezina yoki metall muhrlar.

Podshipnik muhrlash texnologiyasi rolikli konusli uchlarda muhim yutuq hisoblanadi. Zamonaviy uchlar bosim o'tkazuvchi o'tish joyi, bosimni kompensatsiya qiluvchi membrana va moylash stakani orqali podshipnik kamerasidagi moylash bosimi va quduq osti burg'ulash suyuqligi ustuni bosimi o'rtasida dinamik muvozanatni saqlaydigan bosim-kompensatsiyalangan moylash tizimidan foydalanadi.

Tasniflash tizimi va IADC kodi

Xalqaro burg'ulash pudratchilari assotsiatsiyasi (IADC) uch xonali kod tizimidan foydalangan holda rolikli konus uchlarini tasniflash uchun global standartni o'rnatdi:

· Birinchi raqam: Tish turi va qo'llaniladigan shakllanish

· 1: Frezalangan tish, yumshoq shakllanish

· 2: Frezalangan tish, o'rta va o'rta qattiq shakllanish

· 3: Frezalangan tish, qattiq, abraziv shakllanish

· 5: TCI, yumshoqdan o'rta shakllanish

· 6: TCI, o'rtacha qattiq shakllanish

· 7: TCI, qattiq, abraziv shakllanish

· 8: TCI, juda qattiq, yuqori darajada aşındırıcı shakllanish

· Ikkinchi raqam: Formatsiya qattiqligi subgradi (1·4, kattaroq raqam qattiqroq shakllanishni bildiradi)

· Uchinchi raqam: Bit strukturaviy xususiyatlari

· 4: Muhrlangan rulman

· 6: Muhrlangan jurnal podshipnigi

· 7: TCI bilan muhrlangan jurnal podshipnigi + o'lchov himoyasi

· 8: Yo'nalishli quduqlar uchun boshlang'ich bit

Rolikli konusli bitlar uchun soddalashtirilgan IADC tasniflash tizimi

Toshni sindirish mexanizmi va harakat xususiyatlari

Rolikli konus uchi ishlaganda, u uchta kompozit harakatni namoyish etadi:

· Aylanish: Konuslar bit tanasi bilan soat yo'nalishi bo'yicha aylanadi.

· Aylanish: Tishlar konus o'qi atrofida soat miliga teskari yo'nalishda aylanadi.

· Sirpanish: Radial va tangensial sirpanishni o'z ichiga oladi.

Bu kompozit harakat ikki tomonlama toshni sindirish effektini yaratadi:

1. Zarba bilan maydalash: Bitta va qo'shaloq tishlarning navbatma-navbat tegishi vertikal tebranishni keltirib chiqaradi va zarba yukini hosil qiladi.

2. Qirqishni kesish: Toshlarni qirqishni ta'minlaydigan, osilib turgan, ofsetlangan va ko'p konusli geometriya orqali erishiladi.

Bitlarni tanlash strategiyasi va shakllanish moslashuvi

Tosh xususiyatlariga ko'ra rolikli konus uchlarini tanlashning asosiy tamoyillari:

· Yumshoq shakllanishlar: Ofsetli, osilib turgan va ko'p konusli dizaynga ega bo'lgan uchlarni tanlang; baland, keng, keng masofada joylashgan frezalangan tishlar yoki TCI bilan jihozlangan.

· O'rtacha qattiqlikdagi shakllanishlar: Osilib turish, osilib turish va ko'p konusli qiymatlarni kamaytiring; qisqa, tor, bir-biriga yaqin joylashgan tishlardan foydalaning.

· Qattiq va abraziv shakllanishlar: bitta konusli geometriyadan foydalaning, osilib turmasdan, siljishsiz; sharsimon yoki konussimon-sferik TCI bilan jihozlang.

· Egri teshikka moyil shakllanishlar: O'zgarishsiz yoki deyarli yo'q, kalibr himoyasi bo'lmagan kalta tishli uchlarni tanlang va haqiqiy shakllanishdan biroz yumshoqroqlarini tanlang.

· Qatlamlararo yumshoq-qattiq qatlamlar: Qattiqroq jinsga asoslangan burchni tanlang va burg'ulash parametrlarini dinamik ravishda sozlang.

Maxsus shartlarga javoblar:

· Yupqa teshiklar (<177 mm): Yuqori mustahkamlik uchun kattaroq konuslar, tishlar va podshipniklarga ega bo'lgan bitta konusli uchlardan foydalaning.

· Yo'nalishli burg'ulash: IADC uchinchi raqami 8 bo'lgan uchlarni tanlang (maxsus boshlang'ich uchlar).

02 Olmosli uchlar: Qattiq shakllanishlar uchun eng zo'r vosita

Olmos eng yuqori tabiiy qattiqlikka ega (Mohs qattiqligi 10, siqish kuchi 8800 MPa gacha, aşınma qarshiligi po'latnikidan 9000 baravar yuqori). Olmos uchlari bu xususiyatdan foydalanib, qattiq shakllanishlarni bartaraf etish uchun eng yaxshi qurolga aylanadi.

Tasniflash va texnologik evolyutsiya

Zamonaviy olmos uchlari asosan uch turga bo'linadi:

1. Sirtga o'rnatilgan olmos uchlari

· Toj yuzasida ochilgan olmos zarralari.

· O'rta va qattiq qatlamlar uchun mos keladi.

· Olmos o'lchamlarini baholash:

· Yumshoq shakllanishlar: 2 ta tosh/karat (taxminan 4 mm diametrli)

· O'rtacha qattiqlikdagi shakllanishlar: 3-4 tosh/karat (taxminan 3,6 mm)

· Qattiq shakllanishlar: 10-15 tosh/karat (taxminan 2,0 mm)

2. Singdirilgan olmos uchlari

· Matritsaga o'rnatilgan olmoslar (60‑400 tosh/karat).

· Juda qattiq va abraziv hosilalar (kert, kremniyli dolomit va boshqalar) uchun mos keladi.

· Matritsa aşınması orqali erishilgan o'z-o'zini charxlash.

3. PDC bitlari (Polikristalli Olmosli Kompakt)

· Birinchi marta 1973-yilda General Electric tomonidan taqdim etilgan.

· Kesuvchi tuzilishi: olmos qatlami + volfram karbid substrati.

· Qo'llaniladigan shakllanishlar: yumshoqdan o'rta qattiqlikka qadar bir xil shakllanishlar.

Tuzilishi va asosiy dizayn parametrlari

Olmos uchlari harakatlanuvchi qismlarsiz ajralmas korpusga ega, asosan quyidagilardan iborat:

· Po'lat korpus: O'rta uglerodli po'lat, yuqori qismi tishli.

· Matritsa: volfram karbid kukuni + mis asosidagi bog'lovchi metall, qattiqligi HRC 30-45.

· Kesish elementlari: Tabiiy/sintetik olmoslar yoki PDC kesgichlar.

· Shlangi dizayn: Nozullar, suv yo'llari (radial, spiral va boshqalar).

Asosiy dizayn parametrlari:

· Olmos konsentratsiyasi: Shakllanishning abrazivligiga qarab sozlang – ko'proq abraziv hosil bo'lish uchun yuqori konsentratsiya.

· Ekspozitsiya balandligi:

· Yumshoq shakllanishlar: olmos diametrining 1/3 qismi

· Qattiq shakllanishlar: olmos diametrining 1/6‑1/10 qismi

· Toj shakli: Yassi (bir hil shakllanishlar), yumaloq (qattiq shakllanishlar), tishli (abraziv shakllanishlar).

Toshni sindirish mexanizmi va hosil bo'lish reaksiyasi

Olmos uchlarining toshni sindirish usuli shakllanish xususiyatlariga qarab o'zgaradi:

· Plastik hosil bo'lishlar (loy toshi, gips va boshqalar) – “Shudgorlash” jarayoniga o'xshash; olmoslar chuqur kirib, tog' jinsining plastik oqimini keltirib chiqaradi.

· Mo'rt shakllanishlar (kvarts qumtoshi va boshqalar) – Hajmli maydalash chuqurlarini hosil qiladi; qalamchalar hajmi olmos ta'siridan 2-4 baravar katta, juda samarali.

· Qattiq togʻ jinslari (kert, kremniyli togʻ jinslari) – Singdirilgan uchlardan foydalaning; maydalash gʻildirak bilan silliqlashga oʻxshash tarzda mikrokesish va tirnalish orqali amalga oshiriladi.

PDC bitlarining afzalliklari va cheklovlari

Olmosli bitlar oilasida inqilobiy mahsulot sifatida PDC bitlari noyob afzalliklarga ega:

Strukturaviy xususiyatlar:

· Po'lat korpusli PDC uchi: Bir qismli o'rta uglerodli po'lat, sirt qattiqlashgan.

· Matritsa korpusli PDC uchi: Yuqori po'lat korpus + pastki volfram karbid matritsasi – yaxshiroq ishlash.

Profil dizayni:

· Parabolik: Yumshoq shakllanishlar, yuqori kadrlar, yuqori ROP.

· Dumaloq: Aylanuvchi stol burg'ulash uchun mos, qattiq oraliq qatlamlarni teshishga yordam beradi.

· Konussimon: Yuqori tezlikda burg'ulash, yaxshi penetratsiya.

Cheklovlar:

· Shag'al qatlamlar yoki yumshoq-qattiq qatlamlararo qatlamlar uchun mos emas.

· Harorat cheklovi (350°C dan yuqori haroratda aşınma tezlashadi; 700°C da mustahkamlik pasayadi).

· Zarbaga chidamliligi pastroq; yangi kesgichlar chetlari yorilib ketishiga moyil.

Olmosli bitning qo'llanilishini shakllanish bo'yicha taqqoslash

03 Ilmiy tanlov qo'llanmasi: Shakllanish va operatsion ehtiyojlarni moslashtirish

Rolikli konusli bitni tanlash uchun oltin qoidalar

1. Qattiqlikni moslashtirish

· Yumshoq shakllanishlar: yuqori siljishli, osilib turgan, ko'p konusli va xanjarsimon yoki qovoqsimon tishlarga ega bo'lgan uchlarni tanlang.

· Qattiq shakllanishlar: bitta konusli, siljishsiz va sharsimon yoki konussimon-sferik tishlardan foydalaning.

2. Aşındırıcılığı boshqarish

· Aşındırıcı hosil bo'lishlar uchun o'lchov himoyasiga ega TCI bitlarini tanlang.

· Agar tashqi qator tishlari yumaloq bo'lsa, ichki tishlari esa ozgina yeyilsa, keyingi tishlarda o'lchash himoyasini oshiring.

3. Maxsus shartlarga javoblar

· Egri teshikka moyil shakllanishlar: deyarli siljishi bo'lmagan yoki umuman siljishi bo'lmagan kalta tishli uchlarni tanlang; haqiqiy shakllanishdan biroz yumshoqroqni tanlang.

· Yumshoq-qattiq qatlamlararo qatlamlar: qattiqroq jinsga asoslangan bitni tanlang, parametrlarni dinamik ravishda sozlang.

· Chuqur qismlar: qoqilish vaqtini yo'qotishni qoplash uchun umumiy tasvir balandligi yuqori bo'lgan qismlarni tanlang.

Olmosli bitni tanlash strategiyasi

1. PDC bitlaridan qachon foydalanish kerak

· Eng yaxshi qo'llanilishi: uzun, bir xil yumshoq va o'rta qattiqlikdagi qatlamlar (slanets, loyqa tosh, gips va boshqalar).

· Taqiqlangan qo'llanmalar: shag'al qatlamlari, quyma qatlamlar, yumshoq-qattiq qatlamlar orasidagi hosilalar.

· Parametr sozlamalari: past WOB (30‑60 kN), yuqori RPM (100‑300 rpm), yuqori oqim tezligi.

2. Tabiiy/sintetik olmos uchlaridan qachon foydalanish kerak

· Qattiqdan juda qattiqgacha bo'lgan hosilalar (granit, kvarts qumtoshi va boshqalar).

· Yuqori darajada aşındırıcı hosilalar (kert, kremniyli dolomit).

· Turboburg'ulash, chuqur va o'ta chuqur quduqlar, kern qazish ishlari.

3. Yadro bitlari uchun maxsus talablar

· Rolikli konusning o'zagini ochish uchlari: to'rt konusli (konussimon/silindrsimon) yoki olti konusli (to'liq stvolli) dizayn.

· Olmosli o'zakli uchlar: kesgichlar nosimmetrik tarzda bir xil aşınmaya bardoshli bo'lishi kerak.

· Asosiy ko'rsatkich: elliptik yadrodan qochish uchun tashqi diametrli ichki teshik konsentrik.

Quduq osti anomaliyasini tashxislash va davolash

Rolikli konusli bitning ish sharoitlarini aniqlash:

· Podshipnikning ishdan chiqishi: Aylanuvchi stolning tsiklik tebranishi, yuqori WOB ostida yomonlashishi, ROP pasayishi, lekin nasos bosimi normal.

· Yo'qolgan konus: momentning keskin o'zgarishi, og'irlik ko'rsatkichi keskin tebranadi, ko'tarilganda ip uzunligi o'zgaradi.

· Tishlar tekis kiyiladi: Aylanadigan stol yuki kamayadi, tebranish yo'q, ROP keskin pasayadi.

Olmosli bitlardan foydalanishga taqiqlar:

· Teshikni ishga tushirishdan oldin pastki qismi toza bo'lishi kerak; metall axlat yo'qligiga ishonch hosil qiling.

· Burg'ilashni yengil WOB bilan boshlang, "yorilish" uchun past RPM (0,5 m pastki teshik profilini yaratish).

· Qayta ishlashdan saqlaning; agar kerak bo'lsa, yengil WOB, past RPM va barqaror ishlash bilan bajaring.

04 Zamonaviy tendentsiyalar va dala amaliyoti nuqtalari

Texnologik innovatsiya yo'nalishlari

Yuqori bosimli reaktiv burg'ulash texnologiyasi:

· Togʻ jinslarini parchalashga yordam berish uchun ultra yuqori bosimli oqimlardan (150-200 MPa) foydalanadi.

· Quduq osti kuchaytirgichlari ilmiy-tadqiqot va ishlanmalarning markazida; sinovlar shuni ko'rsatadiki, ROP 3-5 baravar oshishi mumkin.

· Texnik qiyinchiliklarga ultra yuqori bosimli muhrlash va uzatish kiradi.

Aqlli bit tizimlari:

· O'rnatilgan sensorlar bit holatini real vaqt rejimida kuzatib boradi.

· Shakllanish o'zgarishlariga mos ravishda kesish parametrlarini moslashuvchan sozlash.

· Bit tanlashni optimallashtirish va xizmat muddatini bashorat qilish uchun katta ma'lumotlarni tahlil qilish.

Dalada oltin qoidalar

1. Chuqurdan qachon chiqib ketishni hal qilish

· ROPning doimiy pasayishi (bir hil shakllanishlarda).

· Samarasiz tuzatish choralari bilan ROPning to'satdan pasayishi (shakllanish o'zgarishi).

· ROP pasayishi (bitning shikastlanishi) bilan birga momentning keskin oshishi.

· Nasos bosimining to'satdan pasayishi (yo'qolgan shlang yoki yuvilib ketgan burg'ulash ipi).

2. Bitning ishlash muddatini uzaytirish choralari

· Yangi bitni ishga tushirish uchun yengil WOB va past RPM bilan ishga tushiring.

· Bit himoyachisidan (sakrashga qarshi vosita) foydalaning.

· Tuproq tubidagi qoldiqlarni tozalash uchun vaqti-vaqti bilan qisqa muddatli sayohatlar.

· Pastki qismida haddan tashqari aylanishdan saqlaning.

3. Iqtisodiy tahlil

· Metr uchun narxni hisoblang = (burilish narxi + burg'ulash vaqti narxi) / tasvir.

· PDC uchlari birlik narxi yuqoriroq bo'lsa-da, mos shakllanishlarda bitta PDC uchi rolikli konus uchidan 3-5 baravar kattaroq masofani burg'ulashi mumkin.

· Chuqur qismlarda, qoqilish vaqtidagi yo'qotishlarni qoplash uchun umumiy tasvir yuqori bo'lgan qismlarga ustuvorlik bering.

Bit tanlash ilmiy nazariya va dala tajribasini birlashtirgan aniq texnologiyadir. Rolikli konusli bitlar, keng moslashuvchanligi bilan, bugungi kunda eng keng tarqalgan bit turi bo'lib qolmoqda. Olmosli bitlar, ayniqsa PDC bitlari, ma'lum shakllanishlarda mislsiz samaradorlikni namoyish etadi.

IADC tasniflash tizimini o'zlashtirish, turli bitlarning tog' jinslarini yorish mexanizmlarini tushunish va litologiya, quduq konfiguratsiyasi va operatsion talablarni har tomonlama baholash bit va shakllanish o'rtasida mukammal moslikka erishishga imkon beradi. Quduq osti sensorlari, katta ma'lumotlar tahlili va sun'iy intellekt qo'llanilishi bilan bit tanlash tajribaga asoslangan qarorlardan aqlli aniqlik moslashtirishga o'tmoqda va burg'ulash samaradorligida doimiy ravishda inqilobiy yaxshilanishlarni amalga oshirmoqda.

Aloqa: Jessie Zhou

Mobil/WhatsApp: +0086-18109206861

Email: energy@landrilltools.com