Punta da trapano: un importante strumento di estrazione nell'ingegneria della trivellazione petrolifera

La punta da trapano gioca un ruolo chiave nella trivellazione petrolifera, utilizzata per schiacciare le rocce per formare i pozzi. Le sue prestazioni hanno un impatto significativo sulla qualità di perforazione, efficienza e costi. I principali tipi di punte da trapano includono punte coniche a rulli e punte PDC, che possono essere classificate in base alla funzione in punte di perforazione complete, punte da coring e punte di processo speciali.

Punta a cono a rullo

Dal primo roller cone bit è stato inserito nel 1909, è stato ampiamente utilizzato in tutto il mondo, con la punta a tre coni che è la più comune nelle operazioni di perforazione rotativa. Può adattarsi a vari tipi di forme e, attraverso una corretta selezione della struttura adatta della punta conica del rullo in base alle proprietà di formazione forata, è possibile ottenere una velocità di perforazione soddisfacente e una penetrazione.

Struttura di base

È composto dal corpo della punta, dai coni, dai cuscinetti e dai loro dispositivi e ugelli di tenuta di lubrificazione. Il corpo della punta è assemblato e saldato da tre sezioni, con una filettatura di collegamento sulla parte superiore. I coni sono corpi metallici conici realizzati con il corpo e i denti del cono, che sono di due tipi: denti fresati e denti inseriti.

Principio di funzionamento

Quando la punta del cono del rullo funziona nella parte inferiore del pozzo, l'intera punta ruota intorno all'asse, che è chiamata rivoluzione, E i tre coni si arrotolano sul fondo del pozzo lungo i loro assi, che è chiamato rotazione. Il peso sulla punta (WOB) funziona sulla roccia attraverso i denti, causando la rottura. Durante il processo di rotolamento, i coni contattano il fondo del pozzo alternato con denti singoli o doppi, produrre vibrazioni longitudinale che comprimono e allungano la corda del trapano e trasformano l'energia di deformazione elastica in forza d'urto per rompere la roccia. La punta del cono del rullo esercita una forza di taglio sulla roccia inferiore, simile a una punta del raschietto, che raschia la parte inferiore del pozzo. Questa forza di taglio deriva principalmente dalla corona del cono, dal cono secondario e dalla disposizione offset.

Classificazione e selezione

Ci sono molti produttori di punte a cono a rulli e l'organizzazione internazionale degli appaltatori di perforazione (IADC) ha stabilito uno standard di classificazione unificato e un metodo di numerazione. Ogni tipo di bit è caratterizzato da un numero a tre cifre: la prima cifra indica il tipo di denti e la formazione adatta, la seconda cifra rappresenta il grado di durezza della formazione, E la terza cifra indica le caratteristiche strutturali della punta.

Punta PDC

Le punte PDC, note anche come punte compatte diamantate policristalline, sono state ampiamente utilizzate nella trivellazione petrolifera dal primo pezzo PDC elettrico generale nel 1973 con frese PDC. Sono preferiti per la loro velocità di perforazione rapida, lunga durata e alto filmato.

Caratteristiche strutturali

I bit PDC sono composti dal corpo della punta, frese e ugelli PDC e sono divisi in due serie principali: corpo in acciaio e corpo a matrice. I bit PDC con corpo in acciaio sono facili da produrre ma sono meno resistenti all'erosione e hanno difficoltà a fissare le frese, renderle meno comunemente usate. I bit PDC con corpo a matrice hanno un corpo superiore in acciaio e un corpo inferiore a matrice resistente all'usura in carburo di tungsteno, realizzato utilizzando i processi di sinterizzazione della metallurgia delle polveri. Hanno una lunga durata e un alto filmato, che li rendono ampiamente utilizzati.

Principio di funzionamento

Rompono la roccia attraverso il taglio, dove le frese autoaffilanti penetrano facilmente la formazione sotto il WOB e cesono la roccia mentre si spostano in avanti sotto la coppia, con frese multiple che funzionano contemporaneamente per un'elevata efficienza di rottura della roccia e velocità di perforazione rapida.

Uso corretto

Si mostrano al meglio in grandi, omogenee, morbide a medio-dure, non sono adatte per strati di ghiaia o alternate soft-hard. Dovrebbe essere forato con bassa WOB, alta velocità di rotazione e alta portata del fluido. Il fondo del pozzo dovrebbe essere pulito e privo di detriti metallici prima di eseguire la punta nel foro. Quando la punta è la prima volta, dovrebbe essere azionata con bassa velocità di rotazione e bassa velocità di rotazione fino a quando il fondo del pozzo è formato, la normale perforazione può essere rigenerata. Sono adatti per la perforazione a turbina ad alta velocità.