Diskussjoni dwar l-ottimizzazzjoni tal-prestazzjoni tal-bit drill PDC biex tinkiseb żieda fil-veloċità tat-tħaffir
Fl-inġinerija tat-tħaffir, li tagħti rwol sħiħ lill-effett massimu ta 'PDC (kompost ta' djamant polikristallin) drill bits huwa wieħed mill-modi ewlenin biex tittejjeb l-effiċjenza tat-tħaffir. Dan id-dokument se jesplora fil-fond il-fatturi diretti li jaffettwaw iż-żieda fil-veloċità tat-tħaffir tal-PDC drill bits, u janalizza r-relazzjoni bejn pressjoni għolja tat-tħaffir, veloċità għolja ta 'rotazzjoni u densità tas-snien fuq il-veloċità tat-tħaffir u xedd ta' PDC drill bits biex tesplora l-kawżi ta 'falliment prematur tal-PDC drill bits u l-mekkaniżmu ta' xedd tagħhom.
Studji teoretiċi wrew li l-pressjoni tat-tħaffir (jiġifieri l-fond tal-penetrazzjoni tal-drill bit) u l-veloċità tar-rotazzjoni huma l-aktar fatturi diretti li jaffettwaw il-veloċità tat-tħaffir mekkaniku tal-drill bit, u ġeneralment ikun hemm relazzjoni lineari bejn it-tnejn u l-veloċità tat-tħaffir mekkaniku. Madankollu, fl-applikazzjonijiet attwali, risponsi mhux lineari spiss iseħħu bejn il-pressjoni tat-tħaffir u l-veloċità tat-tħaffir mekkaniku. It-tekniċi tal-qasam spiss jattribwixxu dan għal falliment tal-bit drill jew fatturi ta 'formazzjoni, iżda fil-fatt, ir-raġuni hija fatturi "anormali" li jseħħu waqt it-tħaffir.
Dawn il-fatturi jinkludu:
1.Fatturi li jaffettwaw direttament il-prestazzjoni tal-drill bit jinkludu vibrazzjonijiet assjali, torsjonali, laterali tal-drill bit (vortex, stick -slip, drill jumping, eċċ.), tindif fqir tal-qiegħ, ippakkjar tat-tajn ta 'qtugħ snien jew drill bit, eteroġeneità tal-formazzjoni, u n-nuqqas ta' qbil bejn il-metodu tat-tkissir tal-blat u l-litoloġija tal-formazzjoni.
2.Fatturi mhux -drill bit li jaffettwaw l-input ta 'enerġija għat-tħaffir jinkludu struttura ġeoloġika kumplessa li tillimita l-użu ta' għodod għat-tħaffir tal-qawwa downhole, effett ta 'buckling ta' tubi downhole, limitu ta 'torsjoni baxx ta' drive u għodod ta 'fuq, angolu kbir ta' inklinazzjoni tal-bir jeħtieġ pressjoni ħafifa u irfigħ, MWD u ġbir ta 'sinjali ta' għodda oħra, u problemi ta 'ġarr tal-blat u appoġġ ta' pressjoni f'sezzjonijiet orizzontali twal.
Field practice abroad shows that under high drilling pressure (>200 kN), il-veloċità tat-tħaffir tal-PDC drill bits titjieb b'mod sinifikanti mingħajr ma jiżdied l-ilbies. Din is-sejba hija kuntrarja għall-prinċipju tal-użu tal-bit drill PDC "pressjoni baxxa tat-tħaffir, veloċità għolja" li t-tekniċi tat-tħaffir Ċiniżi ilhom iżommu magħhom. L-inferenza li "l-ogħla pressjoni tat-tħaffir, l-iżgħar l-ilbies tal-bit drill" ġiet ivverifikata permezz tat-test tat-tħin imxarrab tal-granit tat-tħin tat-torn tat-turret vertikali (test VTL). Ir-riżultati tat-test juru li taħt l-istess parametri tat-tqattigħ, iktar ikun kbir il-fond tal-penetrazzjoni tas-snien tat-tqattigħ tal-PDC (li jirrappreżentaw il-pressjoni tat-tħaffir ogħla), iżgħar ikun il-volum tal-ilbies, li juri l-korrettezza tal-inferenza.
1.Meta l-PDC drill bit ikun fi stat effiċjenti ta 'tkissir tal-blat, iż-żieda tal-pressjoni tat-tħaffir tista' tnaqqas ix-xedd tal-drill bit.
2."PDC drill bit + pressjoni għolja tat-tħaffir" flimkien ma 'għodod għat-tħaffir tal-qawwa downhole (bħal viti ta' torque għolja, eċċ.) Jistgħu jżidu b'mod effettiv il-veloċità tat-tħaffir mekkaniku u jnaqqsu l-użu tal-bit drill.
3.F'formazzjonijiet ta 'blat iebes (bħal granit), il-veloċità tat-tħaffir mekkaniku tal-PDC drill bit u l-pressjoni tat-tħaffir għadhom iżommu relazzjoni lineari, u ż-żieda tal-pressjoni tat-tħaffir tista' effettivament tnaqqas il-veloċità tal-ilbies tal-drill bit.
4.L-implimentazzjoni speċifika ta '"PDC drill bit + pressjoni għolja tat-tħaffir" hija limitata mill-kundizzjonijiet attwali tat-tħaffir, iżda tista' tiġi solvuta permezz ta 'teknoloġija u tagħmir tat-tħaffir avvanzati.
Ir-relazzjoni bejn il-veloċità tar-rotazzjoni u l-ilbies tal-cutter PDC ġiet studjata bl-użu tat-test VTL (PDC cutter cutting granit). Ir-riżultati tat-test wrew li l-volum tal-ilbies tal-qtugħ tal-PDC jiżdied biż-żieda tal-veloċità lineari (veloċità ta 'rotazzjoni), u meta l-veloċità lineari taqbeż ċertu limitu, il-volum tal-ilbies tal-cutters m'għadux relatat b'mod lineari mad-distanza tal-ivvjaġġar, u r-rata tal-ilbies tiżdied b'mod sinifikanti. Ir-riċerka ta 'National Oilwell Corporation sabet li taħt il-kundizzjonijiet ta' "veloċità għolja u qtugħ baxx-in", it-temperatura tal-qtugħ se titla 'malajr, u tikkawżahom jilbsu u jfallu f'distanza ta' vjaġġ qasir ħafna. Madankollu, il-kwalità attwali tal-qtugħ PDC tista 'tissodisfa bis-sħiħ il-ħtiġijiet ta' tħaffir fit-tul u effiċjenti fil-biċċa l-kbira tal-formazzjonijiet b'veloċità għolja ta '400{7}}500 r/min. Għodod tat-tħaffir tal-enerġija b'veloċità għolja-b'bits drill PDC saru wkoll għażla komuni għat-tħaffir barrani. Għal din ir-raġuni, ġiet proposta soluzzjoni tat-teknoloġija ta' tliet-veloċità għolja-up ta '"pressjoni għolja tat-tħaffir + veloċità għolja + densità għolja tas-snien PDC drill bit". It-testijiet fuq il-post urew li din is-soluzzjoni tejbet ħafna l-filmati tat-tħaffir ta 'vjaġġ wieħed u l-veloċità tat-tħaffir mekkaniku tal-bits tat-tħaffir PDC.
Sabiex tiġi esplorata r-relazzjoni bejn id-densità tas-snien tal-drill bit (numru ta 'xfafar, daqs tas-snien tat-tqattigħ) u r-rata ta' penetrazzjoni mekkanika, twettaq test fuq il-post fil-blokka Luojia ta 'Shengli Oilfield. Ir-riżultati wrew li l-biċċa kompost φ19.0 mm komunement użata erba-xafra SK419-YS PDC drill bit kellha l-inqas rata ta 'penetrazzjoni mekkanika, filwaqt li l-φ19.0 mm komposti biċċa ħames -xafra SK519-YS PDC drill bit wettaq aħjar. L-ogħla rata ta 'penetrazzjoni mekkanika kienet il-biċċa kompost ta' φ22.0 mm ta 'ħames xafra SK522-YS PDC drill bit, li adottat disinn ta' veloċità ta 'qtugħ mgħaġġel tas-snien kbar.
1.Il-vantaġġi tal-bit drill "ftit xfafar, xfafar kbar" jistgħu jiġu realizzati bis-sħiħ permezz tat-titjib tal-parametri tat-tħaffir.
2.Sakemm pressjoni suffiċjenti tat-tħaffir, torque, pressjoni tal-pompa u spostament huma pprovduti biex jiżguraw il-bilanċ dinamiku ta '"tiekol fi, qtugħ u jarmu fil-ħin", anke -densità tas-snien PDC drill bit bi "xfafar multipli u snien żgħar" jistgħu jiksbu t-tħaffir ottimali u veloċi ta' drill bit - għoli -
Ibbażat fuq l-apparat tat-test VTL, testijiet fuq ġewwa twettqu fuq φ6.0 mm nano polycrystalline djamant blokk (NPD) ċilindri. Ir-riżultati wrew li NPD kissru malajr wara li kkuntattja l-granit, u l-ksur kien relattivament bla xkiel. Meta mqabbel ma 'cutters PDC, għalkemm NPD għandu ebusija għolja (NPD għandu ebusija ta' 130-140 GPa, filwaqt li cutters PDC għandhom ebusija ta '50-70 GPa biss), NPD għandu reżistenza għall-impatt dgħajfa u għadu diffiċli biex jissodisfa r-rekwiżiti ogħla ta' tħaffir u tkissir tal-blat. Għalhekk, il-materjali tat-tkissir tal-blat għat-tħaffir taż-żejt u l-gass ma jistgħux jsegwu bl-addoċċ ebusija ultra-għolja, iżda għandhom ifittxu l-aħjar bilanċ bejn l-ebusija u t-toughness, u l-livell tekniku tas-saħħa tal-materjal u l-integrazzjoni tal-ebusija jeħtieġ li jittejjeb kontinwament.
L-effett tat-tneħħija tal-kobalt fuq ir-reżistenza għall-ilbies u r-reżistenza għall-impatt tal-qtugħ PDC ġie studjat bl-użu ta 'testijiet VTL. Ir-riżultati juru li r-reżistenza għall-ilbies u l-istabbiltà termali ta 'cutters PDC huma mtejba b'mod effettiv wara d-decobalting, iżda r-reżistenza għall-impatt ta' cutters PDC decobalted hija relattivament fqira. L-ilbies rapidu ta ' cutters PDC jiddependi fuq żewġ kundizzjonijiet: waħda hija li l-cutters għandhom truf kbar tat-tħin u t-truf tat-tħin daħlu fiż-żona mhux -decobalted; l-oħra hija li s-sħana ġġenerata mill-frizzjoni bejn it-truf tat-tħin u l-blat hija biżżejjed. Huwa rrakkomandat li tuża t-titjib tal-parametri tat-tħaffir (żieda fil-pressjoni tat-tħaffir, żieda fl-ispostament, eċċ.) Fl-istadju inizjali ta 'cutters PDC li jidħlu fil-bir biex titqassar id-distanza tal-ivvjaġġar meħtieġa biex tikseb l-istess filmati, u biex tiskarika f'waqtha t-tirqid u s-sħana tal-frizzjoni, u b'hekk tnaqqas il-veloċità tal-xedd tal-qtugħ.
Fil-qosor, nistgħu niġbdu l-konklużjonijiet li ġejjin:
1.Increasing pressjoni tat-tħaffir tista 'tikseb żieda fil-veloċità tat-tħaffir.
2.It-titjib tal-parametri tat-tħaffir huwa adattat għal żieda fil-veloċità tal-blat iebes.
3.Iż-żieda tal-veloċità tar-rotazzjoni se żżid il-veloċità tat-tħaffir mekkaniku tat-drill bit.
4.Densità tas-snien (numru ta 'xfafar, daqs tal-qtugħ, spazjar tas-snien, eċċ.) Hija waħda mill-fatturi li jaffettwaw il-veloċità tat-tħaffir mekkaniku ta' drill bits PDC, iżda mhuwiex fattur dirett.
5.Fil-preżent, ir-reżistenza għall-ilbies tal-qtugħ tal-PDC hija tajba biżżejjed biex tiżgura t-tħaffir fit-tul ta '-drill bits f'formazzjonijiet omoġenji ta' blat iebes bħal ġebel ramli u granit.
6.Meta tħaffir f'formazzjonijiet ġenerali, cutters PDC m'għandhomx għalfejn ikunu decobalted jew jeħtieġu biss decobalting moderat. Għal formazzjonijiet li joborxu ħafna, huwa rakkomandat li tuża cutters PDC bi stabbiltà termali tajba u reżistenza qawwija għall-ilbies, u decobalting fil-fond.
