Tricone Roller Bits-ի «սիրտը». երեք առանցքային կրող տեսակներ, որոնք որոշում են հորատման արդյունավետությունը

Նավթի և գազի հետախուզման և երկրաբանական հորատման վայրերումակ կոն բիծնման է «պողպատե գազանի», որը ներթափանցում է գետնի խորքը, և կրողը ծառայում է որպես այս գազանի «սիրտը»: Այն աջակցում է գլանաձև կոնների արագ պտույտին, դիմանում է ստորգետնյա բարդ ճնշումներին և շփմանը և ուղղակիորեն որոշում է բիթի ծառայության ժամկետը և հորատման գործողությունների արդյունավետությունը: Այսօր մենք կքանդենք գլանաձև կոնի բիտերի երեք հիմնական կրող տեսակները՝ ուսումնասիրելով յուրաքանչյուրի հիմքում ընկած տեխնիկական գաղտնիքները և այն սցենարները, որտեղ նրանք գերազանցում են:

I. Լոգարիթմական կնքված ռետինե առանցքակալ. ծախսարդյունավետ չեմպիոն, հուսալի օգնական փափուկ և միջին կոշտ կազմավորումների համար

Հորատման սովորական սցենարներում լոգարիթմական կնքված ռետինե առանցքակալը փորձված «վետերան» է՝ օգտագործման բարձր մակարդակով: Նրա կառուցվածքը բարդ չէ. միջուկը բաղկացած է լոգարիթմական շփման զույգից, որը կազմված է լեգիրված պողպատից և մաշվածության դիմացկուն խառնուրդից: Ինչպես երկու ճշգրիտ տեղադրվող մետաղական բաղադրիչները, այն փոխանցում է ուժը սահող շփման միջոցով: Հորատման հեղուկի ներթափանցումը կանխելու համար հատուկ ռետինե կնքման հավաքույթ—ինչպիսիք են շառավղային կնիքի օղակները և վերջի միջադիրները—տեղադրված է կրող խոռոչի արտաքին կողմում, իսկ խոռոչը լցված է բարձր մածուցիկությամբ քսուքով՝ «պաշտպանիչ պատնեշ» ձևավորելու համար։

Այս առանցքակալի ամենամեծ առավելությունները նրա «կայունության» և «ծախսերի արդյունավետության» մեջ են: Լոգարիթմական շփման դիզայնը հնարավորություն է տալիս բեռի միասնական բաշխում և բարձր ազդեցության դիմադրություն, ինչը թույլ է տալիս կայուն գործել նույնիսկ հորատման բարձր ճնշման և պտտման բարձր արագության պայմաններում: Բացի այդ, այն առանձնանում է արտադրության ցածր ծախսերով և պարզ սպասարկումով—մաշվելուց հետո պետք է փոխարինել միայն թաղանթը, որպեսզի բիթը վերականգնվի: Այնուամենայնիվ, ռետինե կնիքը նրա «թուլությունն է». ջերմաստիճանի դիմադրությունը սովորաբար 120-ից ոչ ավելի է:°C, և դրա ճնշման դիմադրության սահմանը մոտ 50 ՄՊա է, ինչը այն դարձնում է անարդյունավետ բարձր ջերմաստիճանի խորքային հորերում կամ քայքայիչ հորատման հեղուկների ազդեցության դեպքում:

Հետևաբար, սահող կնքված ռետինե առանցքակալների «հիմնական մարտադաշտը» գտնվում է փափուկ և միջին կոշտ կազմավորումներում, ինչպիսիք են կավը, ավազաքարը և կրաքարը: Դրանք հատկապես հարմար են ցամաքային սովորական հորատման համար,ուղղորդված հորատումև մակերեսային ջրհորի գործառնություններ, որտեղ ծախսերի վերահսկումը կարևոր է: Եթե ​​հորատման ձեր պահանջները համընկնում են այս սցենարների հետ, ապա այս առանցքակալը չափազանց ծախսարդյունավետ ընտրություն կլինի:

II. Գլանափաթեթավոր կնքված ռետինե առանցքակալ.

Երբ հորատումը անցնում է միջին կոշտ և կոշտ կազմավորումների, ինչպիսիք են գրանիտը և բազալտը, սահող կնքված ռետինե առանցքակալների արդյունավետությունը դառնում է անբավարար:—և դա այն դեպքում, երբ պտտվող ռետինե առանցքակալները կենտրոնական տեղ են զբաղեցնում: Դրա հիմնական բարելավումը ավանդական լոգարիթմական շփման զույգի փոխարինումն է շարժակազմի տարրերով (գնդիկավոր առանցքակալներ կամ առանցքակալներ): Ե՛վ պտտվող տարրերը, և՛ ներքին/արտաքին օղակները պատրաստված են բարձր ճշգրտությամբ մաշվածության դիմացկուն համաձուլվածքից՝ պահպանելով ռետինե կնիքը և քսուքի վրա հիմնված կնքման և քսման համակարգը:

Գլորվող շփման արդյունքում առաջացած ամենակարևոր փոփոխությունը «նվազեցված ջանքերն» է. շփման դիմադրությունը զգալիորեն նվազում է,բիթըմեկնարկային ոլորող մոմենտն ավելի փոքր է, և այն հեշտությամբ կարող է հասնել ավելի բարձր պտտվող արագությունների: Հորատման մեխանիկական արագությունը սովորաբար աճում է 10%-30%-ով, ինչը, անկասկած, հիմնական առավելությունն է բարձր արդյունավետությամբ հորատման ծրագրերի համար: Այնուամենայնիվ, այն նաև ժառանգում է ռետինե կնիքների սահմանափակումները—դրա առավելագույն ջերմաստիճանի դիմադրությունը մի փոքր ավելի բարձր է, քան լոգարիթմական առանցքակալները, բայց հասնում է միայն 130-ի°C, մոտավորապես 60 ՄՊա ճնշման դիմադրությամբ: Ավելին, պտտվող տարրերը շատ զգայուն են կեղտերի նկատմամբ. Հորատման հեղուկի պինդ մասնիկները կարող են հեշտությամբ առաջացնել խցանումներ, ուստի ավելի բարձր պահանջներ են դրվում հորատման հեղուկի մաքրության վրա:

Ելնելով այս բնութագրերից՝ գլանվածքով կնքված ռետինե առանցքակալները հիմնականում օգտագործվում են միջին կոշտ և կոշտ կազմավորումներում հորատման համար, ինչպիսիք են խորը և գերխոր հորերի ուղղահայաց հատվածները, ինչպես նաև բարձր արդյունավետությամբ հորատման նախագծերը, որոնք պահանջում են հորատման բարձր արագություն: Հորատման հեղուկի ընտրության առումով դրանք ավելի համատեղելի են մաքուր ջրի և ցածր պինդ ֆազային հորատման հեղուկ համակարգերի հետ: Դրանց բարձր արդյունավետության առավելություններին լիարժեք խաղալու համար պետք է հնարավորինս խուսափել խոշոր պինդ մասնիկներ պարունակող հորատման հեղուկների օգտագործումից:

III. Չկնքված գլանվածքային առանցքակալ՝ բարձր ջերմաստիճանի դիմացկուն փորձագետ, եզակի հորատման գործընթացների մասնագիտացված տարբերակ

Գերբարձր ջերմաստիճանի և գերբարձր ճնշման խորքային հորատման սցենարներում, ինչպիսիք են երկրաջերմային հորերը և թերթաքարային գազի խորքային հորերը, առաջին երկու կրող տիպերի ռետինե կնիքները կխափանվեն բարձր ջերմաստիճանի պատճառով: Այս պահին չկնքված շարժակազմի օդային առանցքակալը դառնում է միակ կենսունակ լուծումը: Նրա կառուցվածքային դիզայնը բավականին յուրօրինակ է. այն ընդունում է շարժակազմի տարրերի շփման զույգ, բայց ամբողջությամբ վերացնում է կնքման հավաքը: Կրող խոռոչը ուղղակիորեն կապված է հորատման միջավայրի հետ, և որպես հովացման և քսելու միջոց օգտագործվում է բարձր ճնշման օդը կամ ատոմացված հորատման հեղուկը:

Առանց կնիքների սահմանափակումների, նրա ջերմաստիճանի դիմադրությունը հասել է որակական թռիչքի՝ հասնելով ավելի քան 200-ի։°C, որը լիովին ունակ է հարմարվելու գերբարձր ջերմաստիճանի ստորգետնյա միջավայրերին: Միևնույն ժամանակ, բարձր ճնշման օդը շարունակաբար մաքրում է կրող խոռոչը՝ ոչ միայն հեռացնելով շփման հետևանքով առաջացած ջերմությունը, այլև արդյունավետ կերպով դուրս մղելով ներխուժած հատումները՝ առանց կրողներից մաշվածությունից խուսափելու համար՝ զգալիորեն բարելավելով հուսալիությունը կոշտ միջավայրում: Այնուամենայնիվ, այն ունի նաև եզակի «պահանջներ»՝ չափազանց մեծ պահանջներ ունի օդի մատակարարման համակարգի վրա՝ պահանջելով կայուն բարձր ճնշման օդի աղբյուր։ Ավելին, կրող կյանքի վրա ուղղակիորեն ազդում է օդի աղբյուրի մաքրությունը—եթե կեղտերը խառնվում են օդի աղբյուրին, դա կարող է հեշտությամբ վնասել կրողներին:

Այս տեսակի կրողն ունի համեմատաբար մասնագիտացված կիրառություններ, որոնք հիմնականում օգտագործվում են ծայրահեղ բարձր ջերմաստիճանի և գերբարձր ճնշման խորը հորատման, ինչպես նաև հատուկ գործընթացների, ինչպիսիք են անհավասարակշռված հորատումը և օդային հորատումը: Այս գործընթացներում բարձր ճնշման օդը ոչ միայն ապահովում է քսում և հովացում առանցքակալի համար, այլև արդյունավետորեն կանխում է հորատանցքի փլուզումը` հասնելով միանգամից երկու նպատակի: Հարկ է նշել, սակայն, որ այն լիովին անհամատեղելի է սովորական ջրային հիմքով հորատման հեղուկ համակարգերի հետ և կարող է գործել միայն գազի կամ ատոմացված հորատման հեղուկի միջավայրում:—սա դրա հիմնական կիրառման սահմանափակումն է:

Համառոտ. Ինչպե՞ս ընտրել երեք առանցքակալներից: Աշխատանքային պայմանների համապատասխանեցումը հիմնականն է

Այս երեք առանցքակալների մանրամասների մասին իմանալուց հետո պարզ է դառնում, որ նրանց մեջ բացարձակ գերազանցություն կամ թերարժեքություն չկա.—միայն որոշակի աշխատանքային պայմանների համապատասխանության տարբերություններ: Պարզ բառերով, ընտրության հիմնական տրամաբանությունը կարելի է ամփոփել երեք կետով.

Փափուկից միջին կոշտ կազմավորումների և մակերեսային հորերի շահագործման համար, որտեղ ծախսարդյունավետությունն առաջնահերթ է, ընտրեք սահող կնքված ռետինե առանցքակալը. միջին կոշտ և կոշտ կազմավորումների համար, որտեղ հորատման բարձր արագություն և արդյունավետություն է պահանջվում, ընտրեք գլանվածքով կնքված ռետինե առանցքակալը. և ծայրահեղ բարձր ջերմաստիճանի, գերբարձր ճնշման խորքային հորերի կամ հատուկ գործընթացների համար, ինչպիսիք են օդային հորատումը, չկնքված շարժակազմի օդային առանցքակալը միակ տարբերակն է:

Որպես գլանաձև կոնի բիտի «սիրտ», առանցքակալների ընտրությունը ուղղակիորեն ազդում է հորատման աշխատանքների արժեքի, արդյունավետության և անվտանգության վրա: Հուսով ենք, որ այս հոդվածը կօգնի ձեզ պարզաբանել երեք առանցքակալների միջև առկա հիմնական տարբերությունները՝ հնարավորություն տալով ընտրել ճիշտ «սիրտը» գործնական հորատման նախագծերի համար և ամեն անգամ ապահովել արդյունավետ և հուսալի հորատում: