Petrol Sondajında Matkap Bitleri
Matkap bitleri, kaya oluşumlarını kırmak ve petrol sondaj operasyonları sırasında refah oluşturmak için kullanılan kritik araçlardır. Performansları sondaj kalitesini, verimliliği ve operasyonel maliyetleri doğrudan etkiler.
Türe Göre Sınıflandırma:
Sürükleme bitleri
Silindir koni parçaları
Elmas bitleri
PDC (Polikristalin Pırlanta Kompakt) Bitler
İşlevle sınıflandırma:
Tam delikli sondaj bitleri
Çekirdek parçalar
Özel işlem bitleri (örn., Reamer bitleri, yönlü sapma bitleri)
Sürükleme bitleri
Sürükleme bitleri, döner sondajda kullanılan en eski matkap ucu türünü temsil eder. Döner sondaj yöntemlerinin benimsenmesinden bu yana19. yüzyıl, bu bitler kullanımda kaldı, bazı petrol sahaları bugün hala kullanıyor. Öncelikle kullanılırYumuşak ve yapışkan yumuşak oluşumlar, yüksek teslim ediyorlarPenetrasyon oranı (ROP)ve genişletilmişbit görüntüleri. Temel avantajları arasında basit yapı, üretim kolaylığı, düşük maliyet ve uygunlukYerinde Tasarım ve Üretimpetrol sahaları tarafından.
Sürükleme bitlerinin yapısı
Sürükleme biti dört bileşen içerir: bit gövdesi, bıçaklar, su yolları kapağı ve nozullar. Orta karbon çelik hizmetlerinden kaynak bıçaklar ve su yolu kapağı için taban olarak, üst ucunda matkap telli ipliklere sahip bit; Birincil kesme elemanları olarak alt uç fonksiyonuna kaynaklanmış bıçaklar (kanatlar olarak da adlandırılır).
Sürükleme bitlerinin çalışma prensibi
Kesme eylemi ile parçaları kırma kaya sürükleyin. Yumuşak, plastik oluşumlarda, operasyonları metal kesme aletlerine benzemektedir: bıçaklar, tabakaya çit (WOB) altındaki tabakaya nüfuz ederken, burulma kuvvetleri, kaya tabakasını katmanla soyarak, sürekli plastik akışa neden olur. Kırılgan oluşumları delerken, kaya parçalanması üç aşamada meydana gelir:
Çarpışma: İlk kaya kırığından sonra, azaltılmış burulma direnci, bıçakların sağlam kayayı ilerletmesine ve etkilemesine izin verir;
Ezici ve mikro-kesme: Burulma kuvvetleri ezilir ve küçük ölçekli kesme kırıkları yaratır;
Makro-kesme: Devamlı bıçak sıkıştırması, burulmayı kritik seviyelere çıkarır ve kırılma düzlemleri boyunca büyük ölçekli kesme arızasına neden olur ve bunu ani birçikasyonel stres salımı izler.
Bu döngüsel işlem (Çarpışma → Ezme ve Mikro Koruma → Makro-Koruma), sünek kırılgan oluşumlarda Drag Bit'in kaya parçalanma mekanizmasını oluşturur.
Sürükleme bitlerinin uygun kullanımı
Sürükleme bitleri yumuşak ve yapışkan yumuşak oluşumlar için uygundur. Sondaj sırasında operatörler:
① Bit üzerinde ağırlık (WOB) ve dönüş hızını uygun şekilde kontrol edin;
② Kuyu sapmasını, yapışmayı ve bıçak kırıklarını önleyin;
③ Yumuşak oluşumlarda hızlı penetrasyon oranları ve büyük kesim hacmi nedeniyle yeterli delik temizliği ve bit soğutma sağlamak için yüksek akışlı hızda dolaşım benimseyin;
④ Konik aşınma desenlerini (dış bıçak doğrusal hız hızlandırılmış aşınmaya neden olur), sapma kontrolü ve kuyu çubuğu çapı bakımına daha fazla odaklanmayı gerektirir.
Silindir koni parçaları
1909'da ilk silindir koni bitinin tanıtılmasından bu yana, bu bit tipi döner sondajda küresel baskınlık elde etmiştir. Tri-konik bitler artık dünya çapında en çok kullanılan matkap bitlerini temsil ediyor. Çeşitlidiş konfigürasyonlarıVerulman yapıları, neredeyse tüm oluşum türlerine uyum sağlarlar. Optimal Performans - Rekabetçi ile karakterize edilirPenetrasyon oranı (ROP)ve genişletilmişbit görüntüleri-Formasyona özgü bit seçimi ile elde edilir.
Roller Koni Bitlerinin Temel Yapısı
Küçük gövde: Üç bacak, üstte API dişli ile birlikte kaynaklanmıştır.
Koniler: Koni kabukları ve dişler (öğütülmüş dişler veya tungsten karbür ekleri) içeren konik çelik gövdeler.
Rulmanlar ve Yağlayıcı Salklı Sistem:
Nozullar: Sondaj sıvısı hidrolik verimliliğinin optimize edilmesi.
Roller Koni Bitlerinin Çalışma Prensibi
Sondaj deliğinin altındaki çalışma sırasında, tüm matkap ucu merkezi ekseninin (bit rotasyonu olarak adlandırılır) etrafında dönerken, üç koni kederli tabandaki (koni rotasyonu olarak adlandırılır) kendi eksenleri boyunca yuvarlanır. Dişlerden iletilen bit (WOB) üzerindeki ağırlık kayayı kırar (ezici etkisi). Koniler yuvarlanırken, dönüşümlü olarak tek ve çift dişlerle sondaj deliği tabanına temas ederler ve koni merkezlerinin dikey salınımına neden olurlar. Bu, biraz uzunlamasına titreşim üretir. Titreşim, matkap ipini döngüsel olarak sıkıştırır ve uzatır, periyodik olarak değişen elastik enerjiyi alt matkap ipinden kaya kırmak için dişler yoluyla oluşum üzerindeki darbe kuvvetlerine dönüştürür. Bu kombine etki ve kırma eylemi, silindir koni bitlerinin birincil kaya parçalanma mekanizmasını oluşturur.
Etki ve ezici etkilere ek olarak, silindir koni bitleriKesme Eylemisondaj kaya üzerinde. Yuvarlanma hareketi sırasında, koniler aynı anda üretirdiş sürmeFormasyona karşı. Bu sürgülü hareket, kaya ile kastetme tabanını bir sürükleme bitine benzer şekilde kazıyarak kaydırır. Diş kayma öncelikle üç tasarım konfigürasyonundan kaynaklanır:Koni ofseti ,İkincil koni profili, Eksen kayması. .koni ofsetibirleşmişÇok konik profillerindüklerteğet kayma, sırasındaeksen kaymasınedenlereksenel kayma. Tasarım yapılandırmaları tipik olarak bu oluşuma özgü ilkeleri izleyin:Yumuşak ila orta sert oluşumlar: Koni ofseti, çok konik profiller ve eksen kaymasını dahil edin; BitlerOrta sert-sert oluşumlar: Özellik konisi ofseti ve çok konik profiller;Son derece sert\/aşındırıcı oluşumlar: İstihdamtekli yapılarKoni ofseti veya eksen kayması olmadan.
Sınırlı koni bitlerinin sınıflandırılması ve seçimi
Çok sayıda üretici, çok çeşitli bit türleri ve yapılar sunan silindir koni bitleri üretir. Bit seçimi ve uygulamasını kolaylaştırmak içinUluslararası Sondaj Müteahhitleri Birliği (IADC)Roller koni bitleri için küresel olarak birleşik bir sınıflandırma standardı ve kodlama sistemi oluşturmuştur
Elmas bitleri
Bir elmas biti, matrisine gömülü elmas parçacıkları boyunca sallanan bir matkap bitini ifade eder. Diamond şu anda insanlık tarafından bilinen en zor ve aşınmaya dayanıklı malzeme olarak kabul edilmektedir. Sonuç olarak, elmas bitler sert, son derece aşındırıcı oluşumları delerken nispeten yüksek görüntüler elde eder. Diamond'ın yüksek maliyetine rağmen, düşük aşınma oranı ve bit başına olağanüstü görüntüler, modern petrol sondajında güçlü rekabet gücünü korur. Şu anda, elmas bitler geleneksel döner delme, turbo-drilling ve çekirdek işlemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.Termal olarak kararlı polikristalin (TSP)Elmas dişleri özellikle kapsamlı bir uygulama görüyor.
Elmas bitlerinin yapısal özellikleri
Bir elmas biti, beş temel element içeren hareketli bileşenler olmadan monolitik bir yapıya sahiptir: bit gövdesi, taç, hidrolik konfigürasyon (su kursları\/nozullar, akış kanalları ve kesimler çıkarma olukları dahil), gage koruması ve kesme kenarları (dişler). Taç, çalışma yüzeyi elmas kesme dişleriyle gömülü ve hidrolik özellikler içeren kaya kesme bölümü olarak hizmet eder. Taçın yanal yüzeyi, tungsten karbür matrisinden veya çelik malzemeden imal edilen bit gövdesine bağlı Gage Koruma Bölgesi (Gage Dişleri ile monte edilmiş) olarak işlev görür. Çelik bit gövdesi, matkap ipi düzeneği için üst ucunda dişli bağlantılar içerirken, alt kısmı taç matrisine bağlanır (çelik gövde tasarımlarında, taç monolitik olarak bit gövdesiyle entegre olur).
Elmas bitlerinin çalışma prensibi
Elmas biti sondajı sırasında, bit yüzeyindeki çoklu elmas parçacıkları aynı anda kaya oluşumlarıyla etkileşime girer. Elmasların kaya parçalanması, farklı oluşum tiplerinde farklı özellikler sergiler. İçindeplastik oluşumlar(veya stres altında plastisite sergileyen kayalar), elmaslar oluşmaya nüfuz ederBit üzerinde ağırlık (Wob)ve önündeki kaya kırılmasını veya plastik akışını indüklerbiraz tork. Bu kaya kırma mekanizması "çiftçilik" sürecine benziyor, dolayısıyla "çiftçilik".
Farklı oluşumlarda kaya parçalanma mekanizmaları
Delme sırasındakırılgan oluşumlar, elmas bitler öncelikle "ezici" bir mekanizma ile kırılır. BirleştirilmişBit üzerinde ağırlık (Wob)Vetork, indüklenen gerilmeler, elmas kesicilerin altındaki kayaların maksimum kesme gerilimi düzlemleri boyunca kırılmasına neden olur. Bu, parçalanmış kaya hacminin derhal penetrasyon bölgesini önemli ölçüde aştığı hareketli elmasların arkasında kırık oluklar oluşturur. Bu hacimsel parçalanma, yüksek verimli kaya kırılmasını sağlar.
İçindezor oluşumlar(örneğin, çiğneme, silisli dolomit), matrisin içindeki emprenye elmas bitleri emme ince elmas parçacıkları tipik olarak kullanılır. Kaya kırma işlemleri taşlama tekerleği aşınmasına benzer. Açıkta kalan her elmas mikro kesme kenar olarak işlev görür ve biti sonsuz bir bıçak aracı haline getirir. Operasyon sırasında, çıkıntılı elmas kenarları mikro kesme ve çizilme eylemleri yoluyla kırma kaydı. Bu taşlama mekanizması, daha düşük verimlilikle yüzey seviyesi parçalanmasını oluşturur.
Elmas bitlerinin uygun uygulaması
Elmas bitleri, orta ila sert, aşındırıcı oluşumların yanı sıra türbin delme, derin\/ultra derin kuyu delme ve çekirdek operasyonları için uygundur. Bir elmas biti kullanmadan önce, metalik kalıntıların kalmadığından emin olmak için sondaj deliği tabanı iyice temizlenmelidir. Dip ile ilk temas üzerine, birazatma dönemikullanmaBit üzerinde düşük ağırlık (Wob)VeAzaltılmış döner hızı. Daha sonra, sondajnispeten düşük Wob (silindir koni bitlerinden daha düşük), Yüksek döner hızlar, Vemaksimum akış hızları. Raybing işlemleri en aza indirilmelidir. Raybing kaçınılmaz olduğunda, uygulayınMinimal WobVeDüşük RPM; Elmas kırılmasını ve aşırı aşınmayı önlemek için operasyonlar eşit olarak yapılmalıdır.Gage bölümü.
PDC bitleri (polikristalin elmas kompakt bitler)
PDC bit, kısaltıldıPolikristalin elmas kompakt bit, ayrıcaPolikristalin elmas kesici bitiveyaKompakt kesici biti. General Electric Company (ABD) 1973'te PDC kesicileri tanıttığından ve ilk PDC bitini geliştirdiğinden, bu bitler petrol sondajında kapsamlı bir uygulama kazanmıştır.Yüksek penetrasyon oranı (ROP), Uzatılmış hizmet ömrü, VeOlağanüstü görüntüler. Hemen hemen tüm matkap ucu üreticileri, tescilli PDC bit ürün hatları üretmek için bu teknolojiyi benimsemiştir.
PDC bitlerinin yapısal özellikleri
PDC bitleri, bit gövdesi, PDC kesiciler ve nozullardan oluşur.çelik gövdesiVematris gövdesiYapısal ve üretim farklılıklarına dayanan seri.
Çelik gövdeli PDC bitleri
Tüm bit gövdesi, mekanik üretim işlemleri kullanılarak orta karbonlu çelikten üretilir. PDC kesicileri taç içine sabitlemek için bit yüzünde delikler delinir.parazit uyumu. Taç, erozyon direncini arttırmak için yüzey sertleştirme tedavilerine (tungsten karbür kaplama, karbürleme, vb.) Birincil avantajlar arasında basitleştirilmiş üretim; Dezavantajlar düşük erozyon direncini ve güvenilir olmayan kesici tutmayı kapsar ve bu da sınırlı akım uygulamasına neden olur.
Matrix-Body PDC bitleri
Üst bölüm çelik yapı kullanırken, alt kısımda birTungsten karbür aşınma dirençli matrisaracılığıyla oluşurToz Metalurji Sinterleme. PDC kesiciler, düşük sıcaklıkta lehim alaşımları kullanılarak önceden ayarlanmış soketlere yönlendirilir. Karbür matrisinin yüksek sertlik ve erozyon direnci, genişletilmiş servis ömrünü ve üstün görüntüleri mümkün kılar, bu bitleri ağırlıklı olarak bugün kullanır.
PDC bitlerinin çalışma prensibi
PDC Bitler KırpKesme mekanizması. Kendi kendini gösteren kesiciler, oluşumlara kolayca nüfuz ederBit üzerinde ağırlık (Wob), altında ilerlemektorkKaya kaymak için. Aynı anda çalışan birden fazla PDC kesiciyle, sondaj deliği çok sayıda gelişirÜcretsiz kaya yüzleri-Dağıtılmış kesme eylemi yoluyla parçalanma verimliliğini artırma.
PDC bitlerinin uygun uygulaması
PDC bitleriGenişletilmiş homojen oluşumlarYumuşak ila orta sert arasında değişir. Uygun değillerçakıl katmanlarıVeSıkıştırılmış sert\/yumuşak oluşumlar. Sondaj parametreleri kullanmalıBit üzerinde düşük ağırlık (Wob), Yüksek döner hızlar, Vemaksimum akış hızlarıEtkili bit performansı için. Dağıtımdan önce, sondaj tabanı metalik kalıntılardan temizlenmelidir. İlk iniş yaptıktan sonraMinimal WobVeAzaltılmış RPMAlt delik deseni kurulana kadar girme için normal delmeye devam edin. Gibimonolitik bit yapılarıHareketli bileşenler olmadan, PDC bitleri yüksek hızlı için idealdirturbo drillinguygulamalar.