"Hjarta" Tricone Roller Bits: Þrjár kjarna gerðir sem ákvarða skilvirkni borunar

Á olíu- og gasleitar- og jarðfræðilegum borstöðum errúllukeilubitaer eins og „stáldýr“ sem smýgur djúpt niður í jörðina og legan þjónar sem „hjarta“ þessa dýrs. Það styður háhraða snúning keilanna, þolir flókinn neðanjarðarþrýsting og núning og ákvarðar beinlínis endingartíma bitans og skilvirkni borunaraðgerða. Í dag munum við brjóta niður þrjár kjarnalagergerðir af keilubitum, kanna tæknileg leyndarmál á bak við hvern og atburðarásina þar sem þeir skara fram úr.

I. Rennandi innsigluð gúmmíleg: Hagkvæmur meistari, áreiðanlegur hjálpari fyrir mjúkar til meðalharðar myndanir

Í hefðbundnum borunaratburðarás er rennandi lokuðu gúmmílagurinn vanur „öldungur“ með háan nýtingarhlutfall. Uppbygging þess er ekki flókin; kjarninn samanstendur af rennandi núningspari sem samanstendur af stálblendi og slitþolinni álbræðslu. Eins og tveir nákvæmir málmíhlutir, sendir það kraft með rennandi núningi. Til að koma í veg fyrir innkomu borvökva, sérstakur gúmmíþéttibúnaður—eins og geislaður þéttihringir og endaþéttingar—er settur upp á ytri hlið leguholsins og holrúmið er fyllt með hárseigju fitu til að mynda "verndandi hindrun."

Stærstu kostir þessarar legu liggja í „stöðugleika“ hennar og „hagkvæmni“. Rennandi núningshönnunin gerir kleift að dreifa álagi jafnt og yfirburða höggþol, sem gerir það kleift að starfa stöðugt, jafnvel við háan borþrýsting og háan snúningshraða. Að auki hefur það lágan framleiðslukostnað og einfalt viðhald—eftir slit þarf aðeins að skipta um buskinn til að koma bitanum aftur í notkun. Hins vegar er gúmmíþéttingin "veikleiki" þess: hitaþol þess er yfirleitt ekki meira en 120°C, og þrýstingsþolsmörk þess eru um 50MPa, sem gerir það óvirkt í háhita djúpum holum eða þegar það verður fyrir ætandi borvökva.

Þess vegna er "aðalvígvöllur" rennandi innsiglaðra gúmmílaga í mjúkum til meðalhörðum myndunum, svo sem leir, sandsteini og kalksteini. Þeir henta sérstaklega vel fyrir hefðbundnar boranir á landi,stefnuborun, og grunna brunnastarfsemi þar sem kostnaðareftirlit er mikilvægt. Ef borunarkröfur þínar eru í samræmi við þessar aðstæður mun þetta lega vera afar hagkvæmt val.

II. Rúlluþétt gúmmílager: afkastamikill brautryðjandi, lykilverkfæri fyrir meðalharðar til harðar myndanir

Þegar borun færist yfir í meðalharðar til harðar myndanir, eins og granít og basalt, verður skilvirkni þess að renna lokuðum gúmmílegum ófullnægjandi—og það er þegar rúllandi innsigluð gúmmíleg eru í aðalhlutverki. Kjarnabati þess er að skipta út hefðbundnu rennandi núningspari fyrir veltiefni (kúlulegur eða rúllulegur). Bæði rúlluhlutirnir og innri/ytri hringirnir eru úr slitþolnu álfelgur með mikilli nákvæmni, en halda á sama tíma gúmmíþéttingunni og fitu-undirstaða þéttingu og smurningu.

Mikilvægasta breytingin sem veltingur núning hefur í för með sér er „minni áreynsla“: núningsviðnám er verulega lækkað,bitansbyrjunartog er minna og það getur auðveldlega náð hærri snúningshraða. Vélrænni borunarhraði eykst venjulega um 10% -30%, sem er án efa kjarni kostur fyrir verkefni sem stunda háhagkvæmar boranir. Hins vegar erfir það einnig takmarkanir gúmmíþéttinga—Hámarkshitaþol þess er aðeins hærra en rennilegra legur, en nær aðeins 130°C, með þrýstingsþol um það bil 60MPa. Ennfremur eru veltiefnin mjög viðkvæm fyrir óhreinindum; fastar agnir í borvökvanum geta auðveldlega valdið truflun og því eru gerðar meiri kröfur til hreinleika borvökvans.

Byggt á þessum eiginleikum eru rúllandi innsigluð gúmmíleg aðallega notuð til að bora í miðlungs hörðum til hörðum myndunum, eins og lóðréttum hlutum djúpra og ofurdjúpra holna, sem og afkastamikilla borunarverkefna sem krefjast mikils vélræns borunarhraða. Hvað varðar val á borvökva, þá eru þeir samhæfari við hreint vatn og lágfastfasa borvökvakerfi. Til að veita hánýtni kostum þeirra fullan leik, ætti að forðast notkun borvökva sem innihalda stórar fastar agnir eins og hægt er.

III. Óinnsiglað rúlluloftlag: Háhitaþolinn sérfræðingur, sérhæfður valkostur fyrir einstaka borunarferli

Í djúpborunarsviðsmyndum með ofurháum hita og ofurháþrýstingi, eins og jarðhitaholum og leirgasdjúpum holum, munu gúmmíþéttingar fyrstu tveggja legugerðanna bila vegna hás hita. Á þessum tímapunkti verður óþétta rúlluloftlagurinn eina raunhæfa lausnin. Byggingarhönnun þess er alveg einstök: hún tekur upp núningspar á rúllueiningum en útilokar algjörlega þéttingarsamstæðuna. Legholið er beintengt við bormiðilinn og háþrýstiloft eða úðuð borvökvi er notaður sem kæli- og smurmiðill.

Án takmarkana sela hefur hitaþol þess náð eigindlegu stökki og náð yfir 200°C, sem er fullkomlega fær um að laga sig að mjög háum hita neðanjarðar umhverfi. Á sama tíma hreinsar háþrýstiloft stöðugt burðarholið, fjarlægir ekki aðeins hita sem myndast af núningi heldur rekur einnig á áhrifaríkan hátt út afskurði til að forðast slit á legum, sem eykur áreiðanleika í erfiðu umhverfi til muna. Hins vegar hefur það einnig einstakar „kröfur“: það gerir mjög miklar kröfur til loftveitukerfisins, sem krefst stöðugs háþrýstiloftgjafa. Þar að auki hefur burðarlífið bein áhrif á hreinleika loftgjafans—ef óhreinindi blandast inn í loftgjafann getur það auðveldlega valdið leguskemmdum.

Þessi tegund af legum hefur tiltölulega sérhæfða notkun, aðallega notuð við ofurháan hita og ofurháþrýsting djúpborunarborun, auk sérstakra ferla eins og vanjafnaðar boranir og loftboranir. Í þessum ferlum veitir háþrýstiloft ekki aðeins smurningu og kælingu fyrir leguna heldur kemur það einnig í veg fyrir hrun borhola og nær tveimur markmiðum í einu. Það skal þó tekið fram að það er algjörlega ósamrýmanlegt hefðbundnum vatnsbundnum borvökvakerfi og getur aðeins starfað í gasi eða sprautuðum borvökvamiðlum.—þetta er kjarnatakmörkun þess.

Samantekt: Hvernig á að velja á milli þriggja leganna? Samsvarandi vinnuskilyrði er lykillinn

Eftir að hafa lært um smáatriði þessara þriggja legur er ljóst að það eru engir algerir yfirburðir eða minnimáttarkennd meðal þeirra—aðeins mismunur á hæfi fyrir sérstakar vinnuaðstæður. Í einföldu máli má draga kjarnarökfræðina fyrir vali saman í þremur liðum:

Fyrir mjúkar til meðalharðar myndanir og grunnar brunnaaðgerðir þar sem hagkvæmni er í fyrirrúmi, veldu rennandi lokuðu gúmmílaginu; fyrir meðalharðar til harðar myndanir þar sem mikils borunarhraða og skilvirkni er krafist, veldu rúlluþéttu gúmmílaginu; og fyrir ofurháan hita, ofurháþrýsting djúpar holur eða sérstakar aðferðir eins og loftboranir, er ólokað rúlluloftlag eini kosturinn.

Sem „hjarta“ keilubitans hefur leguval bein áhrif á kostnað, skilvirkni og öryggi við boraðgerðir. Vonast er til að þessi grein hjálpi þér að skýra kjarnamuninn á legum þremur, sem gerir þér kleift að velja rétta „hjarta“ fyrir hagnýt borverkefni og tryggja skilvirka og áreiðanlega borun í hvert skipti.