Analisi comparata della punta a rullo e della punta PDC

Il lavoro di perforazione è un'ingegneria del sistema complessa e diversificato. Al fine di garantire il completamento, la coordinazione e la cooperazione di più sistemi sono necessari, tra cui la ragionevole selezione di bit è il requisito essenziale per garantire l'alta qualità e il completamento efficiente dei lavori di perforazione. I bit più utilizzati oggi nell'ingegneria di perforazione sono punte a rulli e punte composite diamantate (PDC). Questa carta analizza l'applicazione di punte a rullo ePunte PDCNell'ingegneria della perforazione.

1. Definizione della punta a rullo e PDC

IlPunta a rulloÈ la punta di perforazione più utilizzata. Quando la punta funziona, i denti da taglio contattano automaticamente la parte inferiore del pozzo, la coppia di rottura della roccia è piccola, l'area di contatto tra i denti da taglio e il fondo del pozzo è piccola, la pressione specifica è alta ed è facile da scavare nella formazione; La lunghezza totale del bordo di lavoro è grande, quindi l'usura è leggermente ridotta. La punta a cono può adattarsi a una varietà di strati da morbidi a duri. In base al numero di coni, può essere diviso in una punta a cono singolo, tre punte a cono e punta multicono assemblata. Secondo il materiale da taglio, può essere diviso in denti d'acciaio (denti di fresatura) e punta a cono dei denti inserita.

La punta PDC è un trapano a chip composito diamantato policristallino e si riferisce all'icona della testa. La forma del chip composito è uno strumento da taglio circolare che è intarsiato e saldato sul cilindro e lo strumento da taglio è intarsiato sul corpo del trapano per diventare un trapano PDC. La punta PDC è molto più economica della punta diamantata naturale, ma è adatta solo per una formazione morbida e media.Punta PDCSviluppato rapidamente dopo che è stato prodotto e utilizzato con successo nei primi anni 1970 Può essere utilizzato con bassa velocità di rotazione e alta velocità di rotazione, riprese ad alto bit e basso costo del filmato dell'unità. In alcuni giacimenti petroliferi della cina, i chip compositi policristallini diamantati vengono utilizzati per l'indeposizione e la saldatura su raschietto e si ottengono grandi effetti.

Al momento, i bit PDC sono progettati con le ali da taglio. Con l'aumento del numero di ali da taglio, il carico d'urto che agisce sui denti da taglio riduce, la controllabilità della punta aumenta e la durata della punta si estende. Al contro, con la riduzione del numero di ali da taglio, le prestazioni di perforazione della punta migliorano e la punta ha una velocità di perforazione più elevata. In generale, maggiore è la forza di formazione, più il numero di denti da taglio è, e più il numero di ali da taglio è in generale. Il numero di ali PDC bit non è inferiore a 3, ma ce ne sono poche più di 10.

2. Analisi comparata del meccanismo di rottura della roccia tra la punta del rullo e la punta PDC

Il meccanismo della rottura della roccia con la punta a rullo. Sotto l'azione della pressione della punta e della rotazione della corda del trapano, i denti schiacciano e scavano nella roccia e allo stesso tempo producono una roccia scorrevole e cesoia. Quando il cono si arrotola nella parte inferiore del pozzo, i denti sul cono si impattano e si comprimono gradualmente nella formazione. Questo effetto può schiacciare parte della roccia inferiore e tagliare la parte rimanente della roccia tra i denti dall'effetto di taglio portato dallo scorrevole del rullo, in modo che la roccia inferiore sia completamente rotta e il pozzo può essere esteso.

Meccanismo di rottura della roccia della punta PDC. Il principio di funzionamento della punta PDC è lo stesso della punta del raschietto.

(1) quando la punta PDC sta perforando in una formazione dura, preme la roccia sotto l'azione di WOB, che rende la roccia in contatto con il diamante in uno stato di stress molto elevato e rende la plasticità della roccia.

(2) nella formazione di plastica (o roccia è di plastica sotto lo stress), la formazione di ingranaggi diamantati e fa cadere la roccia anteriore o il flusso di plastica sotto l'azione della coppia di bit, che si separa dalla matrice di roccia e forma i detriti di roccia.

(3) nella roccia con elevata fragili, lo stress prodotto sotto l'azione di WOB e torque rende la frattura fragile del rock show, vale a dire, la roccia viene distrutto da cesoie e tensioni. In questo caso, la velocità di rottura della roccia della punta diamantata è più alta e il volume della rottura della roccia è molto più grande di quello dello spostamento dopo lo scavo del diamante.

(4) In hard rock, a causa della limitazione della forza del diamante stesso, la pressione della punta sul diamante di dimensioni maggiori non è sufficiente per far sì che la deformazione plastica nella roccia, il diamante con particelle fini viene utilizzato in generale per realizzare punte diamantate impregnate per la perforazione, Che è caratterizzato da micro taglio, intaglio e altri modi per rompere la roccia a seconda dell'angolo del diamante. Le talee così separate sono in polvere a grana fine, e l'efficienza lavorativa e la durata del bit sono molto basse.

3. Condizioni applicabili di punte da roccia rotanti e punte PDC

Il campo di applicazione diPunta per trapano da roccia rotanteÈ il più utilizzato nella perforazione petrolifera e nella perforazione geologica. La punta per trapano da roccia rotante ha l'effetto di incidere, frantumare e tosare la roccia di formazione quando ruota. La punta per trapano da roccia rotante può adattarsi a varie forme, morbida, media e dura. Soprattutto dopo la comparsa di punte a rullo a cono a getto e punte a rullo a cono con ugello lungo. La velocità di perforazione delle punte coniche a rulli è notevolmente aumentata. È una grande rivoluzione nella storia di sviluppo delle punte a cono a rulli. Secondo il tipo di denti, le punte del cono del rullo possono essere divise in denti fresati (denti in acciaio) punte e inserti del cono del rullo (le punte del cono del rullo del dente in lega dura sono installate sul cono del rullo; in base al numero di coni a rulli, possono essere divisi in una singola punta da roccia rotante ePunta da trapano triconicaE punte multicono assemblate. Le punte triconiche sono le più utilizzate in patria e all'estero.

Ambito di applicazione della punta PDC al momento, utilizza spesso una sezione di pozzo, fango a base di olio, O fango a base d'acqua utilizzato nella sezione del pozzo non riducente dove la punta deve funzionare a lungo nella parte inferiore del pozzo. La punta PDC ha anche vantaggi negli strumenti di perforazione ad alta velocità, come il turbotrapano, il trapano a vite o la sezione di deviazione.

Il bit PDC viene spesso utilizzato nella formazione con bassa resistenza alla compressione, bassa cementazione, bassa abrasività o interstrato sottile, come roccia salina, roccia di gesso, marmo, calcare, ecc., E la formazione con media resistenza alla compressione, alcune abrasività e fragili, come arenaria, scisto siliceo, Roccia di carbonato poroso e roccia di gesso. Ma la punta PDC è ad alta resistenza alla compressione, cementazione stretta come arenaria abrasiva, chert e granito, corindone, pirite e tomba, gli effetti non sono buoni.

Molte società di servizi e appaltatori di perforazione utilizzano un software di analisi della resistenza alla compressione della roccia per determinare la durezza della formazione. Questi modelli di analisi del computer della forza di compressione della roccia utilizzano la tecnologia di analisi della registrazione per l'analisi e la determinazione della resistenza alla compressione triassiale della formazione. Il software di analisi della resistenza alla compressione della roccia può aiutare l'appaltatore di perforazione a determinare la sezione del pozzo perforabile della punta PDC, semplificare la selezione dei bit e determinare i parametri di perforazione ottimali. Lo sviluppo e l'applicazione di questo software possono promuovere l'uso del bit PDC.

4. Vantaggi e svantaggi della punta a rullo e della punta PDC

Vantaggi e disadvantagEs of roller bit

(1) la punta a cono è adatta a vari strati, quindi è la punta più utilizzata.

(2) le talee di roccia prodotte dalla roccia rotta della punta a cono sono più grandi, il che è utile per separare le talee di roccia e classificare le condizioni geologiche in modo più accurato.

(3) la durata della punta a cono non è abbastanza lunga e il filmato è piccolo, il che aumenta i tempi di intervento e influenza l'intero avanzamento della costruzione. La presa di corrente prolunga il tempo di immersione del fango nel serbatoio del petrolio e del gas, danneggia in modo grave il serbatoio del petrolio e del gas e danneggia lo sfruttamento di petrolio e gas.

(4) il nucleo della punta conica non può essere riutilizzato, il che aumenta il costo di perforazione in una buona misura.

(5) a causa della limitazione delle sue caratteristiche strutturali, la punta conica è facile da cadere fino al fondo del pozzo e causa di incidenti di fondo.

Vantaggi e svantaggi del bit PDC

(1) il bit PDC è adatto per alta velocità, alta cilindrata e basso WOB, quindi il requisito dell'attrezzatura è abbastanza alto.

(2) il principio di funzionamento della punta PDC è lo stesso della punta del raschietto, quindi in genere richiede una bassa velocità di rotazione e una maggiore velocità di rotazione. La pressione della punta della punta PDC è in genere del 20-40% della stessa punta di dimensioni quando viene utilizzata in loco.

(3) la punta PDC è composta da matrice di bit e foglio composito diamantato. Durante il taglio della roccia, il foglio composito contatta principalmente la roccia. La matrice non sarà danneggiata in fondo, quindi la matrice può essere riutilizzata. In una buona misura, il costo di perforazione viene conservato.

(4) la punta PDC non è ben utilizzata in arenaria abrasiva, chert e granito, corindone, pirite e ghiaia con elevata resistenza alla compressione e cementazione.

(5) quando la punta PDC sta perforando, il micro taglio viene realizzato dall'angolo del bordo del diamante. Per rompere le rocce intagliando, ecc. le talee separate in questo modo sono in polvere a grana fine. Non è facile valutare con precisione la situazione del fondo quando la registrazione delle ritagli viene utilizzata sul campo.

(6) a causa di alcune caratteristiche della punta PDC stessa, causa i problemi di deviazione e controllo dell'azimut nel pozzo direzionale, quindi viene spesso utilizzato nel campo direzionale bene.

5. Prospettiva di sviluppo di 5 punte a cono e punta PDC

I vantaggi della punta a rullo e della punta PDC sono molto chiari nel processo di perforazione. La punta mista PDC roller è uscita ed è stata utilizzata nella perforazione sul campo e ha ottenuto risultati eccezionali. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, ci sarà più e più avanzata struttura della punta e tecnologia di perforazione.