Poraa bittiä öljyporaukseen
Porausbitit ovat kriittisiä työkaluja, joita käytetään kalliomuodostumien murtumiseen ja hyvinborien luomiseen öljynporaustoimintojen aikana. Niiden suorituskyky vaikuttaa suoraan porauksen laatuun, tehokkuuteen ja toimintakustannuksiin.
Luokittelu tyypin mukaan:
Vetää bittiä
Rullikarusteet
Timanttipalat
PDC (monikiteinen timantti kompakti) bittiä
Luokittelu toiminnolla:
Täysikäisen porausbitti
Ydinpalas
Erityisprosessin bitit (esim. Reamer-bitit, suuntaiset taipumabittit)
Vetää bittiä
Vedä bitit edustavat varhaisinta porausporaustyyppiä. Kiertoporausmenetelmien käyttöönoton jälkeen1800 -luku, nämä bitit ovat olleet käytössä, ja tietyt öljykentät käyttävät niitä edelleen tänään. Ensisijaisesti käytettyPehmeät ja tahmeat pehmeät muodostelmat, ne toimittavat korkeaaTunkeutumisnopeus (ROP)ja laajennettubittimateriaali. Niiden tärkeimpiin etuihin kuuluvat yksinkertainen rakenne, valmistuksen helppous, alhaiset kustannukset ja soveltuvuuspaikan päällä suunnittelu ja tuotantokirjoittanut öljykentät.
Vedä bittien rakenne
Vedä bitti käsittää neljä komponenttia: bittirunko, terät, vesistökorkki ja suuttimet. Bitt-runko, joka on konepaja keskikokoisesta hiiliteräksestä, pohjaksi hitsausterien ja vesistöjen korkkiin, ja sen yläpäässä on porakirjakappaleet; Terät (joita kutsutaan myös siipien), jotka on hitsattu alapäähän ensisijaisina leikkauselementeinä.
Vedä bittien toimintaperiaate
Vedä bitit murtumakivi leikkaustoiminnan avulla. Pehmeissä, muovimuodostelmissa niiden toiminta muistuttaa metallileikkaustyökaluja: terät tunkeutuvat stratumiin painossa-bittisessä (WOB), kun taas vääntövoimat indusoivat jatkuvan muovivirtauksen leikkuureunan edessä, kuorivan kivikerroksen kerroksen mukaan. Kun porat hauraita muodostelmia, kallion pirstoutuminen tapahtuu kolmessa vaiheessa:
Törmäys: Alkuperäisen kallion murtuman jälkeen vähentynyt vääntöresistenssi antaa terät edetä ja vaikuttaa ehjään kallioon;
Murskaus ja mikroleikkaus: Vääntövoimat murskaavat ja luovat pienimuotoisia leikkausmurtumia;
Makro-: Jatkuva terän puristus lisää vääntöä kriittiselle tasolle aiheuttaen suuren mittakaavan leikkausvaurion murtumatasoilla, mitä seuraa äkillinen vääntöstressin vapautuminen.
Tämä syklinen prosessi (törmäys → murskaus ja mikroleikkaus → makro-leikkaus) muodostaa vetobitin kallion pirstoutumismekanismin padolauta-hajonneissa muodostelmissa.
Vedä bittien asianmukainen käyttö
Vedä bitit soveltuvat pehmeisiin ja tahmeapehmeisiin muodostelmiin. Porauksen aikana operaattoreiden on:
① Ohjauspainon (WOB) ja pyörimisnopeus asianmukaisesti;
② Estä hyvin poikkeama, tarttuminen ja terän murtumat;
③ Hyväksy korkean virranopeuden verenkierto riittävän reiänpuhdistuksen ja bitin jäähdytyksen varmistamiseksi-välttämätöntä nopeaan tunkeutumisnopeuteen ja suurten pistokkaiden tilavuuteen pehmeissä muodostelmissa;
④ Tarkkaile kartiomaisia kulumiskuvioita (ulomman terän lineaarinen nopeus aiheuttaa kiihdytettyä kulumista), mikä vaatii korotettua keskittymistä poikkeaman hallintaan ja kairan halkaisijan ylläpitoon.
Rullikarusteet
Ensimmäisen rullakartiobitin käyttöönoton jälkeen vuonna 1909, tämä bittityyppi on saavuttanut globaalin vallitsevan kiertoporauksen. Tri-Cone-bitit edustavat nyt laajimmin käytettyjä porausbittejä maailmanlaajuisesti. Mukana monipuolinenhammaskokoonpanotjalaakerirakenteet, ne mukautuvat käytännössä kaikkiin muodostumistyyppeihin. Optimaalinen suorituskyky - kilpailevalletunkeutumisnopeus (ROP)ja laajennettubittimateriaali-saavutetaan muodostumiskohtaisella bittivalinnalla.
Rullakartiobittien perusrakenne
Bittirunko: Kolme jalkaa hitsattu yhdessä API -kierteellä yläosassa.
Käpyjä: Kartiokuoret ja hampaat käsittävät kartiomaiset teräskappaleet (jauhat hampaat tai volframikarbidisisät).
Laakerit ja voiteluaine-suljetut järjestelmät:
Suuttimet: Porausnesteen hydraulisen tehokkuuden optimointi.
Roller -kartiobittien toimintaperiaate
Reiän alaosassa toiminnan aikana koko porausbitti pyörii sen keskusakselin (nimeltään bittin pyörimisen) ympärillä, kun taas kolme käpyjä rullaa omia akseleitaan porareiän pohjassa (nimeltään kartion kierto). Bittin (WOB) paino, joka on lähetetty hampaiden läpi murtumaan kallion (murskausvaikutus). Kun käpyjä rullaa, ne vuorotellen koskettavat porausreikän pohjaan yksittäisillä ja kaksoishampaisilla, aiheuttaen kartiokeskusten pystysuuntaisen värähtelyn. Tämä tuottaa pitkittäisvärinää bitissä. Tärinä on syklisesti pakkaus ja pidentää porausjonon muuttamalla ajoittain vaihtelevan elastisen energian alemmasta porauskierrosta iskuvoimiksi hampaiden kautta tapahtuvaan muodostumiseen kallion katkaisemiseksi. Tämä yhdistetty vaikutus ja murskausvaikutus muodostavat rullkartiobittien ensisijaisen kallion pirstoutumismekanismin.
Impact- ja murskausvaikutusten lisäksi rullakartiobittiäleikkaustoimintaporausreikäpohjaisella rockilla. Kulkevan liikkeen aikana kartiot tuottavat samanaikaisestihampaan liukuvamuodostumista vastaan. Tämä liukuva liike levittää kallion raaputtaen porausreikän pohjaa samalla tavalla kuin vetobitti. Hampaan liukuminen johtuu pääasiassa kolmesta suunnittelukonfiguraatiosta:Kartion siirtymä ,Toissijainen kartioprofiili, Akselin siirto. Sekartion siirtymäyhdistettynä jhkmonikerroksinen profiilitindusoidatangentiaalinen liukuvakun taasakselin siirtosyytaksiaalinen liukuva. Suunnittelukonfiguraatiot noudattavat tyypillisesti näitä muodostumiskohtaisia periaatteita: bititpehmeät tai keskisuuret muodostelmat: Sisällytä kartion siirtymä, monikerroksiset profiilit ja akselin siirto; Bittiä jstkKeskikokoinen tai kovat muodostelmat: Ominaisuuden kartion siirtymä- ja monikerroksiset profiilit; bittiäerittäin kovat\/hankaavat muodostelmat: Palkatayhden kartion rakenteetilman kartion siirtymää tai akselin siirtymistä.
Rullikartiobittien luokittelu ja valinta
Lukuisat valmistajat tuottavat rullarustimia, jotka tarjoavat monenlaisia bittityyppejä ja rakenteita. Bitin valinnan ja käytön helpottamiseksiKansainvälinen porausurakoitsijoiden yhdistys (IADC)on perustanut maailmanlaajuisesti yhtenäisen luokittelustandardin ja koodausjärjestelmän rullarustimiin
Timanttipalat
Timanttiterä viittaa porausteriin, joka murtuu matriisiin upotettujen timanttihiukkasten läpi. Diamond tunnustetaan tällä hetkellä vaikeimmaksi ja kaikkein kulutuskestäväksi materiaaliksi ihmiskunnalle. Tämän seurauksena timanttibittit saavuttavat suhteellisen korkeat materiaalit poraamalla kovia, erittäin hankaavia muodostelmia. Diamondin korkeista kustannuksista huolimatta alhainen kulumisaste ja poikkeuksellinen materiaali bittiä kohti ylläpitävät voimakasta kilpailukykyä nykyaikaisessa öljyporauksessa. Tällä hetkellä timanttibittejä käytetään laajasti tavanomaisessa kiertoporauksessa, turbo-poraus- ja coring-operaatioissaLämpöinen stabiili monikiteinen (TSP)Diamond -hampaat näkevät erityisen laajan levityksen.
Timanttipalkkien rakenteelliset ominaisuudet
Timanttibitissä on monoliittinen rakenne liikkumatta komponentteja, jotka käsittävät viisi välttämätöntä elementtiä: bittirunko, kruunu, hydraulinen kokoonpano (mukaan lukien vesikurssit\/suuttimet, virtauskanavat ja pistokeet poistourat), Gage -suojaus ja leikkuureunat (hampaat). Kruunu toimii kallioleikkausosana, ja sen työpinta on upotettu timanttialushampaisiin ja sisältäen hydrauliset piirteet. Kruunun sivupinta toimii mittarisuojavyöhykkeellä (asennettuna hampaiden kanssa), kytkettynä bitin runkoon, joka on valmistettu joko volframikarbidimatriisista tai teräsmateriaalista. Teräsbitin runko sisältää kierteitetyt liitännät sen yläpäässä porausjonokokoonpanon suhteen, kun taas sen alemmat osat sidokset kruunumatriisiin (teräsrunkojen malleissa kruunu integroi monoliittisesti bitin rungon kanssa).
Timanttipalkkien toimintaperiaate
Timanttibittiporaamisen aikana bittipinnalla olevat useita timanttihiukkasia kiinnittyvät samanaikaisesti kivimuodostelmiin. Timanttien kallion pirstoutumisella on selkeät ominaisuudet erilaisissa muodostumistyypeissä. Sisä-muovimuodostelmat(tai kiviä, joilla on plastisuus stressin alla), timantit tunkeutuvat muodostumiseen allePaino bitissä (WOB)ja indusoi edessä olevan kallion murtumisen tai muovivirtauksenbittiromomentti. Tämä kalliomurtava mekanismi muistuttaa "auran" prosessia, jota kutsutaan siten "auravaikutus".
Kallion pirstoutumismekanismit eri muodostelmissa
Porauksen aikanahauras muodostelma, timanttibittit murtuvat pääasiassa "murskaavan" mekanismin läpi. YhdistyneessäPaino bitissä (WOB)javääntömomentti, indusoidut jännitykset aiheuttavat kallion timanttileikkurien alla murtumaan maksimaalisen leikkausjännitystasojen varrella. Tämä luo murtuneita uria liikkuvien timanttien takana, missä pirstoutuneen kallion tilavuus ylittää merkittävästi välittömän tunkeutumisvyöhykkeen. Tämä tilavuusfragmentti mahdollistaa erittäin tehokkaan kallion rikkoutumisen.
Sisä-kovat muodostelmat(esim. Chert, piipitoinen dolomiitti), kyllästetyt timanttibittejä upotetut hienot timanttihiukkaset matriisin sisällä-ovat tyypillisesti käytettyjä. Heidän kallionmurtava prosessi muistuttaa hiomapyörien hankausta. Jokainen paljaat timantti toimii mikroleikkausreunana, mikä tekee bitistä äärettömän terän työkalun. Käynnistyksen aikana timanttirunojen ulkonevat murtumakivi mikroleikkaus- ja naarmuuntumistoimenpiteillä. Tämä hiontamekanismi muodostaa pintatason pirstoutumisen pienemmällä tehokkuudella.
Timanttipalkkien asianmukainen levitys
Timanttipalat soveltuvat porausväliaineisiin koviin, hankaaviin muodostelmiin sekä turbiinin poraukseen, syvän\/erittäin syvän kaivonporaukseen ja korin operaatioihin. Ennen timanttiterän käyttöönottoa porareiän pohja on puhdistettava perusteellisesti, jotta metallisia roskia ei jää. Alkuperäisessä kosketuksessa pohjan kanssa bitin tulisi käydä läpi amurto-aikakäyttäminenpieni paino bitissä (WOB)jaVähentynyt kierto -nopeus. Myöhemmin poraus eteneeSuhteellisen matala WOB (alempi kuin rullaruskeat), korkean kiertokaudenjaSuurin virtausnopeus. Reaming -toiminnot tulisi minimoida. Kun Reaming on väistämätöntä, levitäminimaalinen Wobjamatala kierrosluku; Operaatiot on suoritettava tasaisesti timantin murtumisen ja liiallisen kulumisen estämiseksiGage -osa.
PDC -bitit (monikiteinen timantti kompakti bitit)
PDC -bitti, lyhennettyMonikiteinen timantti kompakti bitti, kutsutaan myös aMonikiteinen timanttileikkuribittitaiKompaktileikkuribitti. Sen jälkeen kun General Electric Company (USA) esitteli PDC -leikkurit vuonna 1973 ja kehitti ensimmäisen PDC -bitin, nämä bitit ovat saaneet laajan käytön öljynporauksiin niiden takiakorkea tunkeutumisnopeus (ROP), pidennetty käyttöikäjapoikkeuksellinen materiaali. Lähes kaikki porausterävalmistajat ovat ottaneet tämän tekniikan käyttöön tuottamaan omaa PDC -bittituotelinjoja.
PDC -bittien rakenteelliset ominaisuudet
PDC -bitit koostuvat bitin rungosta, PDC -leikkureista ja suuttimista, jotka on luokiteltuteräsrunkojamatriisikuvaSarja, joka perustuu rakenne- ja valmistuseroihin.
Teräsrunko PDC-bitit
Koko bittirunko on valmistettu keskipitkästä teräksestä mekaanisilla valmistusprosesseilla. Reiät porataan bittipinta PDC -leikkurien kiinnittämiseksi kruunuunpuuttuminen. Kruunu tapahtuu pinnan kovettumiskäsittelyt (volframikarbidipinnoite, hiilihappoinen jne.) Eroosionkestävyyden parantamiseksi. Ensisijaisiin etuihin sisältyy yksinkertaistettu valmistus; Haittoja käsittävät alhaisen eroosion resistenssin ja epäluotettavan leikkurien pidätyksen, mikä johtaa rajoitetun virran sovellukseen.
Matrix-vartalo PDC-bitit
Yläosassa käytetään teräsrakennetta, kun taas alemmassa osassa on avolframikarbidin kulumiskestävä matriisimuodostettu kauttajauhemetallurgian sintraus. PDC-leikkurit on pakko pre-asetettuihin pistorasioihin käyttämällä matalan lämpötilan juotosseoksia. Karbidimatriisin korkea kovuus ja eroosiovastus mahdollistavat pidentyneen käyttöiän ja ylivoimaisen materiaalin, jolloin nämä bitit hyödyntävät pääasiassa nykyään.
PDC -bittien toimintaperiaate
PDC -bitit murtumakivi aleikkausmekanismi. Itsekorvausleikkurit tunkeutuvat helposti muodostelmiinPaino bitissä (WOB), eteneminenvääntömomenttiLeikkaa kallion. Kun useat PDC -leikkurit toimivat samanaikaisesti, porareiän pohja kehittää lukuisiaIlmaiset kallion kasvot-Hävittäminen pirstoutumisen tehokkuus hajautetun leikkaustoimenpiteen avulla.
PDC -bittien asianmukainen käyttö
PDC -bitit saavuttavat optimaalisen suorituskyvynlaajennettu homogeeniset muodostelmatvaihtelee pehmeästä keskipitkään. Ne eivät ole sopimattomiasorakerroksetjaUnderded Hard\/Pehmeät muodostelmat. Porausparametrien tulisi käyttääpieni paino bitissä (WOB), korkean kiertokaudenjaSuurin virtausnopeustehokkaan bittisuorituskyvyn saavuttamiseksi. Ennen käyttöönottoa porareiän pohja on puhdistettava metallisista roskista. Alkuperäisen laskeutumisen yhteydessä käytäminimaalinen WobjaVähentynyt kierroslukuJatka normaalia porausta, kunnes pohjareiän kuvio on perustettu, kunnes pohjareiän kuvio. Kunmonoliittiset bittirakenteetPDC-bitit ovat ihanteellisia nopeaan komponentteihin ilman liikkuvia komponenttejaturbo-sovellukset.