در حوزه عملیات حفاری ، بیت های حفاری PDC (پلی کریستالی الماس فشرده) به عنوان یک فناوری سنگ بنای برجسته ، به دلیل بهره وری و دوام آنها در انواع سازندهای زمین شناسی مشهور است. من به عنوان یک تأمین کننده برجسته بیت دریل PDC ، من شاهد دست اول تأثیر تحول آمیز این بیت ها بر صنعت بوده ام. با این حال ، مانند هر ابزار پیچیده ، بیت های مته PDC در برابر خرابی ها مصون نیستند. درک این خرابی های رایج و اجرای اقدامات پیشگیرانه برای به حداکثر رساندن عملکرد و طول عمر آنها بسیار مهم است.
خرابی های مشترک بیت های مته PDC
1. آسیب برش
یکی از شایع ترین مشکلات مربوط به بیت های مته PDC ، آسیب برش است. برش ها عناصر اصلی برش بیت هستند و هرگونه آسیب به آنها می تواند به طور قابل توجهی بر کارایی حفاری تأثیر بگذارد. روش های مختلفی وجود دارد که برش ها می توانند آسیب ببینند:
- چاک: هنگامی که قطعات کوچک از لبه برش جدا می شوند ، تراشه اتفاق می افتد. این می تواند به دلیل بارهای ضربه در هنگام حفاری اتفاق بیفتد ، به خصوص هنگامی که بیت با سازندهای سخت یا ساینده روبرو می شود. برش های خرد شده باعث کاهش راندمان برش بیت می شوند و می توانند منجر به سایش ناهموار در سایر برش ها شوند.
- پراکنده: اسپال زدن حذف قطعات بزرگتر از سطح برش است. این اغلب در اثر گرمای بیش از حد ایجاد شده در هنگام حفاری ایجاد می شود که می تواند پیوند بین الماس و بستر کاربید را تضعیف کند. برش های پراکنده دیگر نمی توانند به طور موثری از طریق شکل گیری کاهش یابد و در نتیجه باعث کاهش میزان نفوذ و افزایش نیاز گشتاور می شود.
- پر زرق و برق دار: blunting سایش تدریجی لبه برش به مرور زمان است. این یک نتیجه طبیعی از فرآیند برش است ، اما می توان آن را با حفاری در سازندهای سخت یا ساینده تسریع کرد. برش های مبهم نیاز به نیروی بیشتری برای کاهش شکل گیری دارند و منجر به افزایش مصرف انرژی و کاهش راندمان حفاری می شود.
2. Bit Balling
Bit Balling هنگامی اتفاق می افتد که قلمه های حفر شده به بیت پایبند هستند و یک توده مانند توپ را در اطراف برش ها تشکیل می دهند. این می تواند در سازندهای نرم و چسبناک مانند خاک رس یا شیل اتفاق بیفتد. Bit Balling با جلوگیری از تماس برش ها با سازند ، بازده برش بیت را کاهش می دهد. همچنین می تواند باعث افزایش گشتاور و کشیدن شود و منجر به سایش زودرس در بیت و تجهیزات حفاری شود.
3. ترک خوردگی حرارتی
برش های PDC نسبت به درجه حرارت بالا حساس هستند. در حین حفاری ، اصطکاک بین برش ها و تشکیل گرما باعث ایجاد گرما می شود که می تواند باعث گسترش برش ها شود. اگر درجه حرارت خیلی سریع افزایش یابد یا به یک سطح بحرانی برسد ، برش ها به دلیل استرس حرارتی می توانند شکسته شوند. ترک خوردگی حرارتی می تواند منجر به خرابی ناگهانی و فاجعه بار بیت شود و در نتیجه خرابی پرهزینه و بهره وری از دست رفته باشد.
4
در برخی از بیت های مته PDC ، از یاتاقان ها برای پشتیبانی از چرخش بیت استفاده می شود. عدم موفقیت می تواند به دلایل مختلفی از جمله روغن کاری نادرست ، آلودگی و بارهای بیش از حد رخ دهد. یاتاقان های شکست خورده می توانند باعث بیت در هنگام حفاری بیت یا لرزش شوند و منجر به سایش ناهموار بر روی برش ها و کاهش دقت حفاری شود.
اقدامات پیشگیری
1. انتخاب مناسب بیت
اولین قدم برای جلوگیری از خرابی بیت مته PDC ، انتخاب بیت مناسب برای برنامه حفاری خاص است. هنگام انتخاب بیت مته PDC ، عوامل زیر را در نظر بگیرید:
- نوع تشکیل: سازندهای مختلف به طرح های مختلف برش و هندسه های بیت نیاز دارند. به عنوان مثال ، در سازندهای سخت و ساینده ، کمی با چگالی برش بالا و طراحی برش قوی توصیه می شود. در سازندهای نرم و چسبناک ، کمی با چهره صاف و ویژگی های ضد بالدار ممکن است مناسب تر باشد.
- پارامترهای حفاری: پارامترهای حفاری ، مانند وزن در بیت (WOB) ، سرعت دوار و سرعت جریان نیز می تواند بر عملکرد بیت تأثیر بگذارد. حتماً کمی را انتخاب کنید که با پارامترهای حفاری مورد انتظار سازگار باشد.
- شرایط خوب: شرایط چاه ، مانند اندازه سوراخ ، انحراف و دما نیز باید هنگام انتخاب کمی در نظر گرفته شود. به عنوان مثال ، در چاه های درجه حرارت بالا ، ممکن است کمی با برش های مقاوم در برابر گرما مورد نیاز باشد.
2. پارامترهای حفاری بهینه
حفظ پارامترهای حفاری بهینه برای جلوگیری از خرابی بیت مته PDC بسیار مهم است. در اینجا چند دستورالعمل برای تنظیم پارامترهای حفاری آورده شده است:
- وزن روی بیت (WOB): WOB مناسب را بر اساس طراحی بیت و نوع شکل گیری اعمال کنید. WOB بیش از حد می تواند باعث سایش بیش از حد بر روی برش ها شود ، در حالی که WOB خیلی کم می تواند منجر به میزان نفوذ ضعیف شود.
- سرعت چرخشی: سرعت چرخشی را که با بیت و تشکیل سازگار است ، انتخاب کنید. سرعت چرخشی بالا می تواند گرمای بیشتری ایجاد کند ، که می تواند منجر به ترک خوردگی حرارتی برش ها شود. سرعت چرخشی کم ممکن است عملکرد برش کافی را فراهم نکند و در نتیجه باعث کاهش میزان نفوذ شود.
- میزان جریان: اطمینان حاصل کنید که سرعت جریان مایع حفاری برای دور کردن قلمه ها از بیت و خنک کردن برش ها کافی است. سرعت جریان پایین می تواند باعث افزایش توپ و افزایش گرما شود ، در حالی که سرعت زیاد جریان می تواند باعث فرسایش بیش از حد بیت شود.
3. بازرسی و نگهداری بیت منظم
بازرسی منظم و نگهداری بیت مته PDC برای تشخیص و جلوگیری از خرابی های احتمالی ضروری است. در اینجا چند نکته برای بازرسی و حفظ بیت آورده شده است:
- بازرسی قبل از حفاری: قبل از اجرای بیت در چاه ، آن را با دقت از هرگونه علائم آسیب یا سایش بازرسی کنید. برش ها را برای تراشه ، لکه دار کردن ، یا لکه دار کردن بررسی کنید و بدن بیت را برای ترک ها یا نقص های دیگر بازرسی کنید.
- در حین بازرسی حفاری: پارامترهای حفاری و عملکرد بیت را در حین حفاری کنترل کنید. اگر متوجه رفتارهای غیر طبیعی مانند افزایش گشتاور ، کاهش میزان نفوذ یا لرزش هستید ، عملکرد حفاری را متوقف کرده و بیت را بازرسی کنید.
- بازرسی پس از حفاری: بعد از اینکه بیت از چاه بیرون کشیده شد ، آن را کاملاً تمیز کرده و دوباره آن را برای هرگونه علائم آسیب یا سایش بازرسی کنید. در صورت لزوم قطعات آسیب دیده یا فرسوده را جایگزین کنید.
4. استفاده از مایعات حفاری با کیفیت بالا
مایع حفاری نقش مهمی در عملکرد بیت مته PDC دارد. این کمک می کند تا برش ها را خنک کنید ، قلمه ها را از بیت دور کنید و تجهیزات حفاری را روغن کاری کنید. استفاده از مایعات حفاری با کیفیت بالا می تواند به جلوگیری از بیت بیت ، ترک خوردگی حرارتی و سایر خرابی ها کمک کند. در اینجا چند نکته برای انتخاب و استفاده از مایع حفاری آورده شده است:
- مایع مناسب را انتخاب کنید: یک مایع حفاری را انتخاب کنید که با نوع شکل گیری و طراحی بیت سازگار باشد. به عنوان مثال ، در سازندهای نرم و چسبنده ، یک گل مبتنی بر آب با ویسکوزیته بالا ممکن است مناسب تر باشد. در سازندهای ساینده سخت و ساینده ، یک گل نفتی ممکن است روانکاری و خنک کننده بهتری را فراهم کند.
- خواص سیال را حفظ کنید: در محدوده توصیه شده ، ویژگی های مایع حفاری مانند چگالی ، ویسکوزیته و pH را کنترل و نگهداری کنید. تغییر در خصوصیات سیال می تواند بر عملکرد بیت و تجهیزات حفاری تأثیر بگذارد.
- گردش مایعات مناسب: اطمینان حاصل کنید که مایع حفاری به درستی از طریق بیت و چاه گردش می شود. یک سیستم گردش خون مایع مناسب می تواند به جلوگیری از بیت بالشتک و خنک کردن برشها به طور مؤثر کمک کند.
پایان
من به عنوان یک تأمین کننده بیت مته PDC ، اهمیت ارائه محصولات و راه حل های با کیفیت بالا را برای مشتریان خود می فهمم. با درک خرابی های متداول بیت های مته PDC و اجرای اقدامات پیشگیرانه بیان شده در این وبلاگ ، می توانید عملکرد و ماندگاری بیت های مته PDC خود را به حداکثر برسانید ، خرابی و هزینه ها را کاهش داده و باعث بهبود کارآیی کلی عملیات حفاری خود شوید.
اگر در بازار بیت های مته PDC هستید یا به اطلاعات بیشتری در مورد محصولات و خدمات ما نیاز دارید ، لطفا در صورت تمایلبا ما تماس بگیریدبشر ما خوشحال خواهیم شد که در مورد الزامات خاص شما بحث کنیم و یک راه حل سفارشی را در اختیار شما قرار دهیم.
برای اطلاعات بیشتر در مورد سایر محصولات بیت مته ما ، مانندبیت هسته الماس آغشته به PQ3بابیت هسته الماس HQوتبیت هسته PDC، لطفاً به وب سایت ما مراجعه کنید.
منابع
- Mitchell ، RF ، & Miska ، SZ (2006). اصول مهندسی حفاری. انجمن مهندسان نفت.
- Bourgoyne ، AT ، Chenevert ، ME ، Millheim ، KK ، & Young ، FS (1986). مهندسی حفاری کاربردی. انجمن مهندسان نفت.
- واکر ، د. (2010). فناوری بیت مته PDC: بررسی. مجله علوم و مهندسی نفت ، 71 (3-4) ، 203-212.