Trikonu rullīšu uzgaļu sirds: trīs gultņu veidi, kas nosaka urbšanas efektivitāti

Naftas un gāzes izpētes un ģeoloģisko urbumu vietāsrullīšu konusa uzgalisir kā "tērauda zvērs", kas iekļūst dziļi zemē, un gultnis kalpo kā šī zvēra "sirds". Tas atbalsta rullīšu konusu ātrgaitas rotāciju, iztur sarežģītu pazemes spiedienu un berzi, kā arī tieši nosaka uzgaļa kalpošanas laiku un urbšanas darbību efektivitāti. Šodien mēs noskaidrosim trīs rullīšu konusa uzgaļu galvenos gultņu veidus, izpētot tehniskos noslēpumus un scenārijus, kuros tie ir izcili.

I. Bīdāms, noslēgts gumijas gultnis: rentabls čempions, uzticams palīgs mīkstiem un vidēji cietiem veidojumiem

Parastos urbšanas scenārijos bīdāmais, noslēgtais gumijas gultnis ir pieredzējis "veterāns" ar augstu izmantošanas līmeni. Tās struktūra nav sarežģīta; kodols sastāv no slīdoša berzes pāra, kas sastāv no leģētā tērauda kakliņa un nodilumizturīgas sakausējuma bukses. Tāpat kā divas precīzi uzstādītas metāla detaļas, tas pārraida jaudu ar slīdēšanas berzi. Lai novērstu urbšanas šķidruma iekļūšanu, speciāls gumijas blīvējuma mezgls—piemēram, radiālie blīvgredzeni un gala blīves—ir uzstādīts gultņa dobuma ārējā pusē, un dobums ir piepildīts ar augstas viskozitātes smērvielu, veidojot "aizsargbarjeru".

Šī gultņa lielākās priekšrocības slēpjas tā "stabilitātē" un "izmaksu lietderībā". Slīdošā berzes konstrukcija nodrošina vienmērīgu slodzes sadalījumu un izcilu triecienizturību, ļaujot tai stabili darboties pat augsta urbšanas spiediena un liela rotācijas ātruma apstākļos. Turklāt tam ir zemas ražošanas izmaksas un vienkārša apkope—pēc nodiluma ir jānomaina tikai bukse, lai atjaunotu uzgaļa darbību. Tomēr gumijas blīvējums ir tā "vājums": tā temperatūras izturība parasti nepārsniedz 120°C, un tā spiediena pretestības robeža ir aptuveni 50 MPa, padarot to neefektīvu augstas temperatūras dziļurbumos vai tad, ja tas ir pakļauts korozīviem urbšanas šķidrumiem.

Tāpēc slīdošo, noslēgto gumijas gultņu "galvenais kaujas lauks" ir mīkstos līdz vidēji cietos veidojumos, piemēram, mālā, smilšakmenī un kaļķakmenī. Tie ir īpaši piemēroti parastajai urbšanai krastā,virziena urbšana, un seklu urbumu operācijas, kur izmaksu kontrole ir ļoti svarīga. Ja jūsu urbšanas prasības atbilst šiem scenārijiem, šis gultnis būs ļoti rentabla izvēle.

II. Ritošs blīvēts gumijas gultnis: augstas efektivitātes pionieris, galvenais instruments vidēji cietiem līdz cietiem veidojumiem

Kad urbšana pāriet uz vidēji cietiem vai cietiem veidojumiem, piemēram, granītu un bazaltu, bīdāmo hermetizēto gumijas gultņu efektivitāte kļūst nepietiekama.—un tieši tad centrālo vietu ieņem velmēti noslēgti gumijas gultņi. Tās galvenais uzlabojums ir tradicionālā slīdošā berzes pāra aizstāšana ar rites elementiem (lodīšu gultņiem vai rullīšu gultņiem). Gan rites elementi, gan iekšējie/ārējie gredzeni ir izgatavoti no augstas precizitātes nodilumizturīga sakausējuma, vienlaikus saglabājot gumijas blīvējumu un uz smērvielu balstītu blīvēšanas un eļļošanas sistēmu.

Nozīmīgākās izmaiņas, ko rada rites berze, ir "samazināta piepūle": berzes pretestība ir ievērojami pazemināta,bitssākuma griezes moments ir mazāks, un tas var viegli sasniegt lielākus rotācijas ātrumus. Mehāniskais urbšanas ātrums parasti palielinās par 10–30%, kas neapšaubāmi ir galvenā priekšrocība projektiem, kuros tiek veikta augstas efektivitātes urbšana. Tomēr tas pārmanto arī gumijas blīvējumu ierobežojumus—tā maksimālā temperatūras pretestība ir nedaudz augstāka nekā bīdāmajiem gultņiem, bet sasniedz tikai 130°C, ar spiediena pretestību aptuveni 60 MPa. Turklāt ritošie elementi ir ļoti jutīgi pret piemaisījumiem; cietās daļiņas urbšanas šķidrumā var viegli izraisīt iesprūšanu, tāpēc urbšanas šķidruma tīrībai tiek izvirzītas augstākas prasības.

Pamatojoties uz šiem raksturlielumiem, velmētos gumijas gultņus galvenokārt izmanto urbšanai vidēji cietos līdz cietos veidojumos, piemēram, dziļu un īpaši dziļu urbumu vertikālajās daļās, kā arī augstas efektivitātes urbšanas projektos, kuriem nepieciešams liels mehāniskās urbšanas ātrums. Attiecībā uz urbšanas šķidruma izvēli tie ir vairāk saderīgi ar tīru ūdeni un zemas cietās fāzes urbšanas šķidruma sistēmām. Lai pilnībā izmantotu to augstās efektivitātes priekšrocības, pēc iespējas jāizvairās no tādu urbšanas šķidrumu izmantošanas, kas satur lielas cietās daļiņas.

III. Nenoblīvēts ritošais gaisa gultnis: augstas temperatūras izturīgs eksperts, specializēta iespēja unikāliem urbšanas procesiem

Īpaši augstas temperatūras un īpaši augsta spiediena dziļurbumu scenārijos, piemēram, ģeotermālās urbumos un slānekļa gāzes dziļurbumos, pirmo divu gultņu veidu gumijas blīves neizdosies augstas temperatūras dēļ. Šajā brīdī nehermetizētais rites gaisa gultnis kļūst par vienīgo dzīvotspējīgo risinājumu. Tās konstrukcijas dizains ir diezgan unikāls: tajā ir izmantots rites elementu berzes pāris, bet pilnībā tiek izslēgts blīvējuma mezgls. Gultņa dobums ir tieši savienots ar urbšanas vidi, un kā dzesēšanas un eļļošanas līdzeklis tiek izmantots augstspiediena gaiss vai atomizēts urbšanas šķidrums.

Bez blīvējumu ierobežojumiem tā temperatūras izturība ir sasniegusi kvalitatīvu lēcienu, sasniedzot vairāk nekā 200°C, kas pilnībā spēj pielāgoties īpaši augstas temperatūras pazemes videi. Tajā pašā laikā augstspiediena gaiss nepārtraukti attīra gultņa dobumu, ne tikai noņemot siltumu, ko rada berze, bet arī efektīvi izspiežot ielauztos atgriezumus, lai izvairītos no gultņu nodiluma, ievērojami uzlabojot uzticamību skarbos apstākļos. Tomēr tam ir arī unikālas "prasības": tai ir ārkārtīgi augstas prasības gaisa padeves sistēmai, kas prasa stabilu augstspiediena gaisa avotu. Turklāt gultņa kalpošanas laiku tieši ietekmē gaisa avota tīrība—ja piemaisījumi sajaucas gaisa avotā, tas var viegli izraisīt gultņu bojājumus.

Šim gultņu veidam ir salīdzinoši specializēts pielietojums, ko galvenokārt izmanto īpaši augstas temperatūras un īpaši augsta spiediena dziļurbumu urbšanā, kā arī īpašos procesos, piemēram, nelīdzsvarotā urbšanā un gaisa urbšanā. Šajos procesos augstspiediena gaiss ne tikai nodrošina gultņa eļļošanu un dzesēšanu, bet arī efektīvi novērš urbuma sabrukšanu, vienlaikus sasniedzot divus mērķus. Tomēr jāatzīmē, ka tas ir pilnībā nesaderīgs ar parastajām ūdens bāzes urbšanas šķidruma sistēmām un var darboties tikai gāzes vai atomizētā urbšanas šķidruma vidē.—tas ir tā galvenais lietojuma ierobežojums.

Kopsavilkums: Kā izvēlēties starp trim gultņiem? Atbilstoši darba apstākļi ir galvenais

Pēc šo trīs gultņu detaļu uzzināšanas ir skaidrs, ka starp tiem nav absolūta pārākuma vai mazvērtības—tikai atšķirības piemērotībā konkrētiem darba apstākļiem. Vienkārši izsakoties, atlases pamatloģiku var apkopot trīs punktos:

Mīkstiem līdz vidēji cietiem veidojumiem un seklu urbumu operācijām, kur rentabilitāte ir prioritāte, izvēlieties bīdāmo, noslēgto gumijas gultni; vidēji cietiem un cietiem veidojumiem, kur nepieciešams liels urbšanas ātrums un efektivitāte, izvēlieties velmēto gumijas gultni; un īpaši augstas temperatūras, īpaši augsta spiediena dziļurbumiem vai īpašiem procesiem, piemēram, gaisa urbšanai, vienīgā iespēja ir nehermetizēts rites gaisa gultnis.

Kā veltņa konusa uzgaļa "sirds" gultņu izvēle tieši ietekmē urbšanas operāciju izmaksas, efektivitāti un drošību. Cerams, ka šis raksts palīdzēs jums noskaidrot galvenās atšķirības starp trim gultņiem, ļaujot izvēlēties pareizo "sirdi" praktiskiem urbšanas projektiem un nodrošināt efektīvu un uzticamu urbšanu katru reizi.