ჭაბურღილის საჭრელი ხელსაწყოები: ლილვაკებიანი კონუსური და ალმასისებრი ბურღების კლასიფიკაციისა და გამოყენების სრული სახელმძღვანელო

ნავთობის ბურღვის ოპერაციებში, ბურღის პირი ქანების მსხვრევის ძირითადი ინსტრუმენტია და მისი მუშაობა პირდაპირ გავლენას ახდენს ბურღვის ეფექტურობასა და ღირებულებაზე. რთული და ცვალებადი ფორმირების პირობების წინაშე, ლილვაკებიანი კონუსური და ალმასის პირების სწორად შერჩევა ბურღვის ინჟინრებისთვის მთავარ ამოცანად იქცა.

01 ლილვაკებიანი კონუსური ბურღები: მრავალმხრივი ხელსაწყოები, რომლებიც ადაპტირდება ფორმაციებთან

1909 წელს მათი შემოღების შემდეგ, ლილვაკიანი კონუსური ბურღები როტაციულ ბურღვაში ყველაზე ფართოდ გამოყენებულ ბურღებად იქცა. მათი უნიკალური მრავალკონუსური სტრუქტურა საშუალებას აძლევს მათ ადაპტირდნენ სხვადასხვა ფორმირების პირობებთან, რბილიდან უკიდურესად მაგარამდე.

სტრუქტურა და ძირითადი ტექნოლოგია

როლიკერ-კონუსური წვერი ხუთი ძირითადი კომპონენტისგან შედგება:

· ბურღის კორპუსი: სამი კონუსური ფეხი, ერთმანეთზე შედუღებული, ზედა ნაწილში შემაერთებელი ხრახნით.

· კონუსები: კონუსური ფორმის ლითონის კორპუსები დაფქული კბილებით ან ვოლფრამის კარბიდის ჩანართებით (TCI) ზედაპირზე.

· საკისრების სისტემა: მოიცავს საკისრების ოთხ კომპლექტს: დიდს, საშუალოს, პატარას და ბიძგისებრს.

· საქშენები: როგორც წესი, 3.4 საქშენი 7.14 მმ დიამეტრით.

· შეზეთვისა და დალუქვის სისტემა: რეზინის ან ლითონის დალუქვის სისტემები, რომლებიც გაერთიანებულია წნევის კომპენსაციის მოწყობილობასთან.

საკისრების დალუქვის ტექნოლოგია ლილვაკებიანი კონუსური ბურღების სფეროში მნიშვნელოვან გარღვევას წარმოადგენს. თანამედროვე ბურღები იყენებენ წნევის კომპენსირებულ შეზეთვის სისტემას, რომელიც ინარჩუნებს დინამიურ ბალანსს საკისრების კამერაში საპოხი მასალის წნევასა და ჭაბურღილის ბურღვის სითხის სვეტის წნევას შორის წნევის გადამცემი არხის, წნევის კომპენსაციის მემბრანისა და საპოხი მასალის ჭიქის მეშვეობით.

კლასიფიკაციის სისტემა და IADC კოდი

საბურღი კონტრაქტორების საერთაშორისო ასოციაციამ (IADC) სამნიშნა კოდის სისტემის გამოყენებით შეიმუშავა გლობალური სტანდარტი ლილვაკებიანი კონუსური ბურღების კლასიფიკაციისთვის:

· პირველი ციფრი: კბილის ტიპი და შესაბამისი ფორმირება

· 1: დაფქული კბილი, რბილი წარმონაქმნი

· 2: დაფქული კბილი, საშუალოდან საშუალო სიმაგრის ფორმაციამდე

· 3: დაფქული კბილი, მაგარი, აბრაზიული წარმონაქმნი

· 5: TCI, რბილიდან საშუალომდე წარმონაქმნი

· 6: TCI, საშუალო სიმტკიცის ფორმირება

· 7: TCI, მყარი, აბრაზიული წარმონაქმნი

· 8: TCI, უკიდურესად მყარი, ძლიერ აბრაზიული წარმონაქმნი

· მეორე ციფრი: ფორმირების სიმტკიცის ქვედა ფენა (1·4, უფრო დიდი რიცხვი მიუთითებს უფრო მყარ ფორმირებაზე)

· მესამე ციფრი: ბიტის სტრუქტურული მახასიათებლები

· 4: დალუქული მოძრავი საკისარი

· 6: დალუქული სამაგრი საკისარი

· 7: დალუქული სამაგრი საკისარი + ლიანდაგის დაცვა TCI-ით

· 8: მიმართულების ჭაბურღილების საწყისი წვერი

როლიკებიანი კონუსური ბურღების გამარტივებული IADC კლასიფიკაციის სისტემა

კლდის მსხვრევის მექანიზმი და მოძრაობის მახასიათებლები

როდესაც როლიკებით კონუსური ბურღი მუშაობს, ის ავლენს სამ კომპოზიტურ მოძრაობას:

· ბრუნვა: კონუსები ბრუნავს საათის ისრის მიმართულებით ბიტის კორპუსთან ერთად.

· როტაცია: კბილები ბრუნავს საათის ისრის საწინააღმდეგო მიმართულებით კონუსის ღერძის გარშემო.

· სრიალი: მოიცავს რადიალურ და ტანგენციალურ სრიალს.

ეს კომპოზიტური მოძრაობა ორმაგ კლდის მსხვრევის ეფექტს წარმოქმნის:

1. დარტყმითი დამსხვრევა: ერთ და ორ კბილებს შორის მონაცვლეობითი კონტაქტი ქმნის ვერტიკალურ ვიბრაციას, რაც წარმოქმნის დარტყმით დატვირთვას.

2. ძვრის ჭრა: მიიღწევა გადახრის, ოფსეტისა და მრავალკონუსური გეომეტრიის გამოყენებით, რაც საშუალებას იძლევა ქანების ძვრის.

ბიტების შერჩევის სტრატეგია და ფორმირების შესაბამისობა

კლდის თვისებების მიხედვით როლიკებით კონუსური ფრთების შერჩევის ძირითადი პრინციპები:

· რბილი ფორმირებები: აირჩიეთ ოფსეტირებული, გადმოკიდებული და მრავალკონუსიანი დიზაინის მქონე პირები; აღჭურვილია მაღალი, ფართო, ფართოდ განლაგებული ფრეზირებული კბილებით ან TCI-ით.

· საშუალო სიმტკიცის წარმონაქმნები: შეამცირეთ გადახრის, გადმოკიდების და მრავალკონუსიანი მნიშვნელობები; გამოიყენეთ მოკლე, ვიწრო, ერთმანეთთან ახლოს განლაგებული კბილები.

· მყარი და აბრაზიული წარმონაქმნები: გამოიყენეთ ერთკონუსიანი გეომეტრია, გადახრის გარეშე, წანაცვლების გარეშე; აღჭურვეთ სფერული ან კონუსურ-სფერული TCI-ით.

· დახრილი ნახვრეტებისკენ მიდრეკილი წარმონაქმნები: აირჩიეთ მოკლეკბილიანი პირები მცირე ან საერთოდ არგადახრილი და არ აქვს ლიანდაგის დაცვა, და აირჩიეთ ოდნავ რბილი, ვიდრე სინამდვილეშია.

· ერთმანეთზე გადაჯაჭვული რბილ-მყარი წარმონაქმნები: ბურღის შერჩევა უფრო მყარი ქანის მიხედვით და დინამიურად რეგულირება ბურღვის პარამეტრები.

განსაკუთრებული პირობების რეაქციები:

· წვრილი ნახვრეტები (<177 მმ): გამოიყენეთ ერთკონუსიანი ბურღები, რომლებსაც უფრო დიდი კონუსები, კბილები და საკისრები აქვთ უფრო მაღალი სიმტკიცისთვის.

· მიმართულებითი ბურღვა: აირჩიეთ IADC-ის მესამე ციფრი 8-ით (მხოლოდ განკუთვნილი საწყისი ბურღები).

02 ალმასის ბურღები: საუკეთესო ინსტრუმენტი მყარი წარმონაქმნებისთვის

ბრილიანტს აქვს ყველაზე მაღალი ბუნებრივი სიმტკიცე (მოჰსის სიმტკიცე 10, შეკუმშვის სიმტკიცე 8800 მპა-მდე, ცვეთამედეგობა ფოლადზე 9000-ჯერ მეტი). ბრილიანტის ბურღები იყენებენ ამ თვისებას და მყარი წარმონაქმნების წინააღმდეგ საბრძოლველად საუკეთესო იარაღად იქცევიან.

კლასიფიკაცია და ტექნოლოგიური ევოლუცია

თანამედროვე ალმასის საჭრელები ძირითადად სამ ტიპად იყოფა:

1. ზედაპირზე დამაგრებული ალმასის ბურღები

· გვირგვინის ზედაპირზე გამოჩენილი ალმასის ნაწილაკები.

· გამოდგება საშუალოდან მკვრივი და მაგარი წარმონაქმნებისთვის.

· ალმასის ზომის კლასიფიკაცია:

· რბილი წარმონაქმნები: 2 ქვა/კარატი (დაახლოებით 4 მმ დიამეტრი)

· საშუალო სიმტკიცის წარმონაქმნები: 3-4 ქვა/კარატი (დაახლოებით 3.6 მმ)

· მყარი წარმონაქმნები: 10-15 ქვა/კარატი (დაახლოებით 2.0 მმ)

2. გაჟღენთილი ალმასის ბურღები

· მატრიცაში ჩასმული ბრილიანტები (60-400 ქვა/კარატი).

· გამოდგება ძალიან მაგარი და აბრაზიული წარმონაქმნებისთვის (ქინძოვანი ქვა, სილიციუმის დოლომიტი და ა.შ.).

· თვითმახვილება, რომელიც მიიღწევა მატრიცის ცვეთის შედეგად.

3. PDC ბურღები (პოლიკრისტალური ალმასის კომპაქტური)

· პირველად წარადგინა General Electric-მა 1973 წელს.

· საჭრელის სტრუქტურა: ალმასის ფენა + ვოლფრამის კარბიდის სუბსტრატი.

· შესაბამისი წარმონაქმნები: რბილიდან საშუალო სიმაგრის ერთგვაროვანი წარმონაქმნები.

სტრუქტურა და ძირითადი დიზაინის პარამეტრები

ბრილიანტის ბურღებს აქვთ ინტეგრალური კორპუსი მოძრავი ნაწილების გარეშე, რომელიც ძირითადად შედგება:

· ფოლადის კორპუსი: საშუალო სიმტკიცის ნახშირბადოვანი ფოლადი, ხრახნიანი ზედაპირით.

· მატრიცა: ვოლფრამის კარბიდის ფხვნილი + სპილენძის ბაზაზე დამზადებული შემაკავშირებელი ლითონი, სიმტკიცე HRC 30-45.

· ჭრის ელემენტები: ნატურალური/სინთეზური ბრილიანტები ან PDC საჭრელები.

· ჰიდრავლიკური დიზაინი: საქშენები, წყლის არხები (რადიალური, სპირალური და ა.შ.).

ძირითადი დიზაინის პარამეტრები:

· ალმასის კონცენტრაცია: დაარეგულირეთ წარმონაქმნის აბრაზიულობის მიხედვით - უფრო მაღალი კონცენტრაცია უფრო აბრაზიული წარმონაქმნებისთვის.

· ექსპოზიციის სიმაღლე:

· რბილი წარმონაქმნები: ალმასის დიამეტრის 1/3

· მყარი წარმონაქმნები: ალმასის დიამეტრის 1/6-1/10

· გვირგვინის ფორმა: ბრტყელი (ერთგვაროვანი წარმონაქმნები), მრგვალი (მყარი წარმონაქმნები), დაკბილული (აბრაზიული წარმონაქმნები).

კლდის მსხვრევის მექანიზმი და ფორმირების რეაქცია

ბრილიანტის ნატეხების კლდის მსხვრევის რეჟიმი იცვლება ფორმირების თვისებებთან ერთად:

· პლასტიკური წარმონაქმნები (თილაქვი, თაბაშირი და ა.შ.) – „ხვნის“ პროცესის მსგავსი; ბრილიანტები აღწევენ და იწვევენ ქანის პლასტიკურ დინებას.

· მყიფე წარმონაქმნები (კვარცის ქვიშაქვა და ა.შ.) – წარმოქმნის მოცულობით დამსხვრევ ორმოებს; კალმების ზომა ბრილიანტის ექსპოზიციაზე 2-4-ჯერ დიდია, რაც ძალიან ეფექტურია.

· მაგარი ქანები (ქინძი, კაჟიანი ქანები) – გამოიყენეთ გაჟღენთილი ნატეხები; დამსხვრევა ხდება მიკროჭრით და ფხაჭნით, ბორბლით დაფქვის მსგავსად.

PDC ბიტების უპირატესობები და შეზღუდვები

როგორც ბრილიანტის საჭრელი ბურღების ოჯახის რევოლუციურ პროდუქტს, PDC საჭრელებს უნიკალური უპირატესობები აქვთ:

სტრუქტურული მახასიათებლები:

· ფოლადის კორპუსით PDC ბურღი: ერთიანი საშუალო სიმტკიცის ნახშირბადოვანი ფოლადი, ზედაპირით გამაგრებული.

· მატრიცული კორპუსით PDC ბურღი: ზედა ფოლადის კორპუსი + ქვედა ვოლფრამის კარბიდის მატრიცა – უკეთესი მუშაობა.

პროფილის დიზაინი:

· პარაბოლური: რბილი წარმონაქმნები, მაღალი კადრები, მაღალი ROP.

· მრგვალი: გამოდგება მბრუნავი მაგიდის ბურღვისთვის, ხელს უწყობს მყარი შუალედური ფენების შეღწევას.

· კონუსური: მაღალსიჩქარიანი ბურღვა, კარგი შეღწევადობა.

შეზღუდვები:

· არ არის შესაფერისი ხრეშიანი ფენების ან რბილ-მყარი შუალედური წარმონაქმნებისთვის.

· ტემპერატურის შეზღუდვა (350°C-ზე მეტი ტემპერატურა ცვეთას აჩქარებს; 700°C-ზე სიმტკიცე იკლებს).

· დარტყმისადმი დაბალი წინააღმდეგობა; ახალი საჭრელები მიდრეკილნი არიან კიდების ჩამოფხეკისკენ.

ალმასის ფრთის გამოყენებადობის შედარება ფორმირების მიხედვით

03 სამეცნიერო შერჩევის სახელმძღვანელო: ფორმირებისა და ოპერაციული საჭიროებების შესაბამისობა

როლიკებიანი კონუსის ფორმის ბურღის შერჩევის ოქროს წესები

1. ფორმირების სიმტკიცის შესაბამისობა

· რბილი ფორმირებები: აირჩიეთ მაღალი ოფსეტით, გადმოკიდებული, მრავალკონუსიანი და სოლისებრი ან კოვზის ფორმის კბილებით დამზადებული ბურღები.

· მყარი წარმონაქმნები: გამოიყენეთ ერთკონუსიანი, გადახრის გარეშე და სფერული ან კონუსურ-სფერული კბილები.

2. აბრაზიულობის დამუშავება

· აბრაზიული წარმონაქმნებისთვის აირჩიეთ TCI ბურღები ლიანდაგის დაცვით.

· თუ გარეთა რიგის კბილები მომრგვალებულია, ხოლო შიდა კბილები მცირე ცვეთას განიცდის, გაზარდეთ ლიანდაგის დაცვა შემდეგ ბურღზე.

3. განსაკუთრებული პირობების რეაგირება

· დახრილი ნახვრეტებისკენ მიდრეკილი წარმონაქმნები: აირჩიეთ მოკლეკბილიანი პირები მცირე ან საერთოდ არ არის გადახრილი; აირჩიეთ რეალურ წარმონაქმნთან შედარებით ოდნავ რბილი.

· რბილი-მყარი ურთიერთშარდეული ფენები: ბიტის შერჩევა უფრო მყარი ქანის მიხედვით, პარამეტრების დინამიურად კორექტირება.

· ღრმა მონაკვეთები: აირჩიეთ მაღალი საერთო კადრებით ნაჭრები, რათა კომპენსირება გაუკეთოთ გამორთვის დროს დანაკარგს.

ალმასის ბიტის შერჩევის სტრატეგია

1. როდის გამოვიყენოთ PDC ბიტები

· საუკეთესო გამოყენება: გრძელი, ერთგვაროვანი, რბილიდან საშუალო სიმაგრის წარმონაქმნები (ფიქალი, თიხნარი, თაბაშირი და ა.შ.).

· აკრძალული გამოყენება: ხრეშის ფენები, ჩერტის შუალედური ფენები, რბილ-მყარი შუალედური წარმონაქმნები.

· პარამეტრის დაყენება: დაბალი WOB (30‑60 კნ), მაღალი ბრუნვის სიჩქარე (100‑300 ბრ/წთ), მაღალი ნაკადის სიჩქარე.

2. როდის გამოვიყენოთ ნატურალური/სინთეზური ალმასის საჭრელი ბურღები

· მაგარიდან ძალიან მაგარ წარმონაქმნებამდე (გრანიტი, კვარცის ქვიშაქვა და ა.შ.).

· მაღალი აბრაზიული წარმონაქმნები (ქინძოვანი ქვა, სილიციუმის დოლომიტი).

· ტურბობურღვა, ღრმა და ულტრაღრმა ჭაბურღილები, ბირთვის ამოღების ოპერაციები.

3. სპეციალური მოთხოვნები საბურღი ბურღებისთვის

· ლილვაკური კონუსური ბირთვის საჭრელი პირები: ოთხკონუსიანი (კონუსური/ცილინდრული) ან ექვსკონუსიანი (სრული ლულით) დიზაინი.

· ბრილიანტის საჭრელი პირები: საჭრელები სიმეტრიულად უნდა იყოს განლაგებული, რათა უზრუნველყოფილი იყოს ცვეთისადმი მდგრადი იერი.

· ძირითადი ინდიკატორი: შიდა ხვრელი კონცენტრულია გარე დიამეტრთან ელიფსური ბირთვის თავიდან ასაცილებლად.

ჭაბურღილის ანომალიის დიაგნოსტიკა და მართვა

ლილვაკიანი კონუსისებრი წვერის მუშაობის პირობების იდენტიფიცირება:

· საკისრის უკმარისობა: ციკლური მბრუნავი მაგიდის ხტუნვა, გაუარესება მაღალი WOB-ის პირობებში, ROP ეცემა, მაგრამ ტუმბოს წნევა ნორმალურია.

· დაკარგული კონუსი: ბრუნვის მომენტის მკვეთრი რყევა, წონის ინდიკატორი ძლიერად ირყევა, სიმის სიგრძის ცვლილება აწევისას.

· კბილების გაბრტყელება: მბრუნავ მაგიდაზე დატვირთვის შემცირება, ხტუნვის არარსებობა, ROP-ის მკვეთრი ვარდნა.

ალმასის ნაჭრების გამოყენების აკრძალვები:

· ხვრელში ჩაშვებამდე ქვედა ხვრელი სუფთა უნდა იყოს; დარწმუნდით, რომ მასში ლითონის ნარჩენები არ არის.

· დაიწყეთ ბურღვა მსუბუქი WOB-ით, დაბალი ბრუნვით წუთში „შესარტყისთვის“ (0.5 მ ქვედა ხვრელის პროფილირება).

· მოერიდეთ გახეხვას; საჭიროების შემთხვევაში, შეასრულეთ მსუბუქი WOB, დაბალი ბრუნვის სიხშირით და სტაბილური მუშაობით.

04 უახლესი ტენდენციები და საველე პრაქტიკის პუნქტები

ტექნოლოგიური ინოვაციების მიმართულებები

მაღალი წნევის ჭავლური ბურღვის ტექნოლოგია:

· კლდის მსხვრევის დასახმარებლად იყენებს ულტრამაღალი წნევის ჭავლებს (150-200 მპა).

· ჭაბურღილის გამაძლიერებლები კვლევისა და განვითარების ცენტრშია; ტესტები აჩვენებს, რომ ROP-ს შეუძლია 3-5-ჯერ გაზრდა.

· ტექნიკური გამოწვევები მოიცავს ულტრამაღალი წნევის დალუქვას და გადაცემას.

ინტელექტუალური ბიტიანი სისტემები:

· ჩაშენებული სენსორები რეალურ დროში აკონტროლებენ ბიტის მდგომარეობას.

· ჭრის პარამეტრების ადაპტური რეგულირება ფორმირების ცვლილებებთან შესაბამისობაში.

· დიდი მონაცემების ანალიზი ბიტების შერჩევის ოპტიმიზაციისა და მომსახურების ხანგრძლივობის პროგნოზირებისთვის.

ოქროს წესები სფეროში

1. ხვრელიდან ამოღების დროის განსაზღვრა

· ROP-ის უწყვეტი კლება (ერთგვაროვან წარმონაქმნებში).

· ROP-ის უეცარი ვარდნა არაეფექტური მაკორექტირებელი ზომებით (ფორმირების ცვლილება).

· ბრუნვის მომენტის მკვეთრი ზრდა, რომელსაც თან ახლავს ROP-ის ვარდნა (ცერის დაზიანება).

· ტუმბოს წნევის უეცარი ვარდნა (დაკარგული საქშენი ან გაცვეთილი ბურღის ძაფი).

2. ბურღის სიცოცხლის გახანგრძლივების ზომები

· ახალი ბრიტი ჩართეთ მსუბუქი WOB-ით და დაბალი ბრუნვით შესაერთებლად.

· გამოიყენეთ წვერის დამცავი (ასაფეთქებელი მოწყობილობა).

· პერიოდული მოკლე მოგზაურობები ფსკერის ორმოს ნარჩენების გასასუფთავებლად.

· მოერიდეთ ფსკერზე ზედმეტ ბრუნვას.

3. ეკონომიკური ანალიზი

· გამოთვალეთ ღირებულება მეტრზე = (ბურღვის ღირებულება + ბურღვის დროის ღირებულება) / კადრები.

· მიუხედავად იმისა, რომ PDC ბურღებს უფრო მაღალი ერთეულის ღირებულება აქვთ, შესაფერის ფორმაციებში ერთი PDC ბურღით შესაძლებელია როლიკებით კონუსურ ბურღთან შედარებით 3-5-ჯერ მეტი სიგრძის გაბურღვა.

· ღრმა მონაკვეთებში, უპირატესობა მიანიჭეთ მაღალი საერთო კადრის მქონე ნაწილებს, რათა კომპენსირება გაუკეთოთ გამორთვის დროს დანაკარგებს.

ბურღების შერჩევა არის ზუსტი ტექნოლოგია, რომელიც აერთიანებს სამეცნიერო თეორიასა და საველე გამოცდილებას. ლილვაკიანი კონუსური ბურღები, მათი ფართო ადაპტირების უნარით, დღეს ყველაზე გავრცელებულ ტიპად რჩება. ბრილიანტის ბურღები, განსაკუთრებით PDC ბურღები, ავლენენ შეუდარებელ ეფექტურობას კონკრეტულ წარმონაქმნებში.

IADC კლასიფიკაციის სისტემის დაუფლება, სხვადასხვა ფრთის ქვის მსხვრევის მექანიზმების გაგება და ლითოლოგიის, ჭაბურღილის კონფიგურაციისა და ოპერაციული მოთხოვნების ყოვლისმომცველი შეფასება უზრუნველყოფს ფრთისა და ფორმირების იდეალურ შესაბამისობას. ჭაბურღილის სენსორების, დიდი მონაცემების ანალიტიკისა და ხელოვნური ინტელექტის გამოყენებით, ფრთის შერჩევა გამოცდილებაზე დაფუძნებული გადაწყვეტილებებიდან ინტელექტუალურ ზუსტ შესაბამისობაზე გადადის, რაც მუდმივად უწყობს ხელს ბურღვის ეფექტურობის რევოლუციურ გაუმჯობესებას.

კონტაქტი: ჯესი ჟოუ

მობილური/Whatsapp:+0086-18109206861

Email: energy@landrilltools.com