1Magas – hőmérsékletálló, egyenlő – falvastagságú csavaros fúrási sebesség – növekvő technológia
A nagy hőmérsékletnek ellenálló, azonos falvastagságú csavar egy sebességnövelő szerszám, amelyet kifejezetten a fúróipar nagy teljesítményű és megbízható igényeinek kielégítésére terveztek. A hagyományos fúrócsavarok használata során a magas hőmérsékletű környezet és az összetett munkakörülmények miatt gyakran súlyos kopás és fáradás okozta károk lépnek fel, ami a fúrási hatékonyság csökkenéséhez vezet. A nagy hőmérsékletnek ellenálló, azonos falvastagságú csavar azonban kiváló magas hőmérséklettel szembeni ellenállással rendelkezik, amely stabil mechanikai tulajdonságokat képes fenntartani magas hőmérsékletű környezetben, csökkenti a magas hőmérséklet okozta berendezéshibákat, és ezáltal javítja a fúrási sebességet.
1.1 Műszaki alapelv
A fúrómotor közvetlenül hajtja a fúrófejet a kőzetbontáshoz és a fúráshoz, ami hatékonyabban továbbítja az erőt a fúrófejhez, csökkenti az energiaveszteséget és optimalizálja a fúrószerszámok teljesítményét. Ez azért van, mert a motor közvetlenül hajtja a fúrófejet, ami elkerüli az átviteli rendszer kiesése okozta teljesítményveszteséget, így több energiát használ fel a kőzetbontáshoz szükséges fúráshoz, javítva a fúrási sebességet és a hatékonyságot. A berendezés magas hőmérséklettel szembeni ellenállásának további javítása érdekében a magas hőmérséklettel szemben ellenálló, azonos falvastagságú csavar speciális, magas hőmérséklettel szemben ellenálló anyagokat és felületkezelési technológiákat alkalmaz. Például fő anyagként magas ötvözetű acélt használnak, vagy a berendezés felületét hőkezelésnek vagy bevonatkezelésnek vetik alá a berendezés magas hőmérséklettel szembeni ellenállásának javítása érdekében. Mivel az állórész egy előre gyártott acélhéjat alkalmaz, amelynek meghatározott keresztmetszeti formája van, majd ragasztóval fecskendeznek rá egy vékony és azonos vastagságú gumiréteget, a motor nagyobb nyomatékkimenettel rendelkezik, és képes alkalmazkodni a különböző összetett geológiai körülményekhez. Ez a szerkezet kisebbé teszi az állórész és a motor forgórésze közötti rést, ezáltal csökkenti a súrlódást és a kopást, valamint javítja a berendezés élettartamát és megbízhatóságát. A szerszám mechanikus reteszelő vagy súrlódáscsökkentő mechanizmust is alkalmaz, amely javítja a berendezés forgási pontosságát és stabilitását, valamint elkerüli a csavar rezgése vagy excentricitása által okozott fúrási hatékonyság csökkenését.
1.2 Alkalmazkodóképesség-elemzés
Teljesítmény szempontjából a magas hőmérsékletnek ellenálló, azonos falvastagságú csavarfúrószerszámNemcsak a hagyományos csavarmotorok összes jellemzőjével rendelkezik, hanem nagy nyomatékkal, könnyű indítással és erős túlterhelésállósággal is rendelkezik, így alkalmasabbá teszi mély, magas hőmérsékletű formációkban végzett fúrási műveletekhez. Egyenes csavar és kis ingafúrószerszám használatával nagy merülésű formációkban nagy fúrási sebesség érhető el alacsony fúrási nyomás mellett, és jelentős hatást lehet elérni az eltérés csökkentésében és megelőzésében. Ugyanakkor az egyenes csavar kialakítása stabil támasztóerőt is biztosít, hogy megakadályozza a fúrófej elhajlását nagy merülésű formációkban, ezáltal javítva a fúrás stabilitását. Mind az elméleti kutatások, mind a helyszíni alkalmazások azt mutatják, hogy a magas hőmérsékletnek ellenálló, azonos falvastagságú csavarokat használó gyorsfúrási technológia jelentősen növelheti a fúrófej forgási sebességét a kút alján, alkalmazkodhat a mélyfúrás magas hőmérsékletű környezetéhez, és hatékonyan optimalizálhatja a kút minőségellenőrzését. Ugyanakkor csökkentheti a felső hajtás terhelését és a fúrószerszám nyomatékát, és meghosszabbíthatja a fúrószerszám élettartamát. A hagyományos PDC fúrószerszám-egységgel összehasonlítva ez a módszer jelentősen javíthatja a fúrás hatékonyságát, és kiváló átfogó gazdasági és műszaki hatásokat mutathat.
2Turbina + Impregnált gyémántfúró sebessége – Növekvő technológia
A turbófúró egy fúrólyukban használt gép, amely a folyadék hidraulikus energiáját forgó mechanikai energiává alakítja, ezáltal forgatja és üti a fúrófejet, és nagy sebességű és hatékony fúrást tesz lehetővé. Főként három részből áll: a turbinaszakaszból, az univerzális tengelyből és a közlőtengelyből. Az impregnált gyémántfúró egy gyémántfúró típus. Mátrixát a mátrix külső oldalán lévő polikristályos gyémántrészecskék szinterelésével állítják elő, ami agresszívabbá teszi a fúrót. A mátrixnak van egy bizonyos magassága, külső átmérője valamivel nagyobb, mint a fúrótest külső átmérője, belső átmérője pedig valamivel kisebb, mint a fúrótest belső átmérője. A mátrix külső, belső oldala és alja vízhornyokkal van ellátva, amelyek a kőzetforgácsot eltávolítják, és a fúrót az öblítőfolyadékon keresztül hűtik. A mátrix megfelelő nyomó- és ütésállósággal, valamint nagy keménységgel és kopásállósággal rendelkezik. A turbófúró és az impregnált gyémántfúró fontos eszközök az olajfúrási folyamatban, és együttes használatuk együttesen javíthatja a fúrás hatékonyságát és a fúrás minőségét.
2.1 Műszaki alapelv
A turbófúró központi eleme a turbina rész, amely turbina állórészekből és rotorokból, központosító csapágyakból, főtengelyekből és házakból áll. A fúrófolyadék folyadékenergiáját a főtengely forgásának mechanikai energiájává alakíthatja. Belső szerkezete több fokozatú párosított állórészeket és rotorokat tartalmaz. Amikor a fúrófolyadék a fúrószerszám mentén belép az állórészbe, az állórész egy bizonyos irányba és sebességre irányítja a fúrófolyadékot, majd belép a rotorba. A rotorban a fúrófolyadék a pengéknek ütközik, ami egy bizonyos nyomáskülönbséget hoz létre, ami a rotor forgását okozza. Ezen mechanizmus révén a fúrófolyadék energiája mechanikai energiává alakul, amely forgásba hozza a turbinatengelyt.
Az impregnált gyémántfúró fő kőzetaprító módszere az abrazív kőzetaprítás, azaz gyémántrészecskék segítségével folyamatosan őrlik, karcolják és csiszolják a kőzetet axiális erő és nyomaték hatására, hogy elérjék a kőzetaprítás célját. A főként ezt a kőzetaprító módszert alkalmazó gyémántfúró nagy kopásállósággal rendelkezik, így hatékonyan képes megbirkózni a kemény – rendkívül kemény – abrazív képződményekben lévő erősen abrazív kőzetekkel, és javítja a fúrás hatékonyságát és a fúrófej élettartamát.
2.2 Alkalmazkodóképesség-elemzés
A turbófúró + impregnált gyémántfúró teljes egészében fémből készült szerkezettel rendelkezik, amely nagyobb hőmérséklet-állósággal és stabilabb fúrási hatással rendelkezik, lehetővé téve a stabil működést még extrém környezetben is. Ez különösen fontos a mély kutak és az ultramély kutak fúrási műveleteinél. Ez a szerszámkombináció kiváló axiális kiegyensúlyozottsággal rendelkezik, ami csökkentheti az oldalirányú rezgést, sima fúrólyuk-pályát hoz létre, csökkenti a kútfal károsodását, ezáltal védi a fúrófejet és más fúrólyuk-szerszámokat, és előnyös a későbbi műveletek szempontjából. A turbófúró nagy sebességű forgási jellemzőinek köszönhetően az impregnált gyémántfúró és a nagy sebességű turbina kombinációja rendkívül magas fúrási hatékonyságot biztosíthat mély, nagy keménységű és erős koptató hatású képződményekben, és jelentősen javítja a fúrási kapacitást.
3Nyomatékütköző fúrási sebessége – növekvő technológia
A nyomatékütköző egy tisztán mechanikus szerszám, amelyet főként PDC fúrófejek kiegészítő kőzetaprítására használnak. A szerszám nyomásesést generál egy változtatható áramlású fúvókán keresztül, amelyen belül egy nagynyomású és egy alacsony nyomású zónát hoz létre. Amikor a nyomáskülönbség hat a szerszámra, az áramlási csatorna átkapcsol, így az ütőkalapács és a szerszám belsejében lévő indítókalapács nagy sebességgel megfordul. Az ütőkalapács folyamatosan üti az ütközési felületet, ezáltal továbbítja az ütőerőt a fúrófejnek, nagyfrekvenciás impulzusnyomatékot hozva létre. Okosan alakítja át a fúrófolyadék folyadékenergiáját torziós, nagyfrekvenciás, egyenletes és stabil mechanikai ütőenergiává, és közvetlenül továbbítja azt a PDC fúrófejnek, folyamatosan folytonos állapotban tartva a fúrófejet és a kút alját.
3.1 Műszaki alapelv
A nyomatékütköző által biztosított nagyfrekvenciás, stabil, percenként 750-1500-szoros ütési erő egyenértékű a formáció percenkénti többszöri elvágásával. Ez lehetővé teszi a fúrófej számára, hogy a formációt anélkül vágja el, hogy megvárná, amíg a torzió elegendő energiát halmoz fel, teljesen megváltoztatva a fúrófej működési állapotát. Ekkor a fúrófejnek két ereje van a formáció elvágásához: az egyik a forgóasztal által biztosított nyomaték, a másik pedig a nyomatékütköző által biztosított ütőerő. Ez a két erő közvetlenül magára a fúrófejre kerül, így a fúrócső által továbbított nyomaték teljes mértékben felhasználható a formáció elvágására veszteség nélkül. Ennek a nyomatéknak és az ütőerőnek az együttes hatása nemcsak jelentősen javíthatja a fúrási sebességet, hanem hatékonyan csökkentheti vagy kiküszöbölheti a fúrófej káros rezgését kemény formációkban történő fúrás során, védi a fúrófejet, meghosszabbítja a fúrófej élettartamát, és egyidejűleg csökkenti más fúrószerszámok kifáradási szilárdságát és meghosszabbítja más fúrószerszámok élettartamát. Az 1. ábra a hagyományos fúrószerszám és a nyomatékütköző fúrószálának feszültségi állapotát mutatja.
3.2 Alkalmazkodóképesség-elemzés
Fejlett fúrószerszámként a nyomatékmérőnek megfelelő belső mechanikai felépítése van, nincsenek gumi és elektronikus alkatrészei, és kevés alkatrészt tartalmaz. Még meghibásodás esetén is csak egy folyamatosan forgó fúrófejjel egyenértékű, amely a PDC fúrófejjel együtt forog, anélkül, hogy befolyásolná a folyamatos fúrást, és nincs szükség a fúró leállítására, így nagy megbízhatósággal rendelkezik. A nyomatékmérő alkalmas különféle összetett képződményekhez, különösen az erősen koptató és gyenge fúrhatóságú magmás kőzetképződményekhez. Ugyanakkor a szerszám könnyen kezelhető. A nyomatékmérő használatakor csak közvetlenül a forgó vagy irányított fúrószerszámhoz kell csatlakoztatni, ami egyszerű és kényelmes kezelést tesz lehetővé.
4Összetett ütközésmérő
Az összetett ütköző egy fejlett fúróberendezés, amelynek belsejében egy energiaátalakító eszköz található, amely a fúrófolyadék folyadékenergiáját impulzus ütési energiává alakítja, ezáltal stabil, nagyfrekvenciás kerületi és axiális ütési erőket generál. Ez a munkamódszer jelentősen javítja a fúrófej kőzetaprító hatékonyságát, hatékonyan megoldja az akadozó csúszás és a nyomástartás problémáit fúrás közben, és így eléri a sebességnövekedés célját. Az összetett ütköző nemcsak a nyomatékütő torziós ütési jellemzőivel és előnyeivel rendelkezik, hanem innovatív módon ötvözi az axiális ütési funkciót is..
összetett ütközésmérő
4.1 Műszaki alapelv
Az összetett ütköző belső szerkezete tiszta fémből készült. Egy irányváltó mechanizmuson keresztül a fúrófolyadék folyadékenergiáját nagyfrekvenciás és stabil kerületi és axiális ütési energiává alakítja. A hagyományos fúrószerszám-szerelvény fúrási folyamata során, miután a PDC-fúró belép a formációba, a felső fúrószerszám energiafelhalmozódásának meg kell haladnia egy bizonyos kritikus értéket ahhoz, hogy meginduljon a kőzet nyírása. Ezzel szemben az összetett ütköző a fúrófolyadék folyadékenergiáját ütési energiává alakítja, nagyfrekvenciás és stabil ütési erőt biztosítva a fúrófej számára. Ily módon a kőzettörő feszültség gyorsan elérheti a formáció nyírásához szükséges kritikus feszültséget, ami jelentősen javítja a PDC-fúró nyírási hatékonyságát. Ugyanakkor a kőzettörő feszültség és a nyomaték ingadozásának csökkenése miatt előnyös, hogy a fúrófej egyenletes vágást végezzen a kút alján, kiküszöbölve a hagyományos fúrószerszámok alatt a PDC-fúróra ható pillanatnyi rendkívül nagy feszültséget. Ennek következtében a fúrófejre ható feszültség egyenletesebbé és stabilabbá válik, ezáltal meghosszabbítva a PDC-fúró élettartamát és növelve egyetlen fúrófej munkaterületét.
4.2 Alkalmazkodóképesség-elemzés
A nyomatékütközővel összehasonlítva az összetett ütköző növeli a hosszanti ütés energiáját. Elméletileg a kőzettörési hatékonysága magasabb, és alkalmasabb szűk formációkban való használatra. Azonos méret mellett az összetett ütköző optimális fúrási nyomása valamivel magasabb, mint a nyomatékütközőé. Az összetett ütköző esetében a használt fúrófejnek nagyobb ütésállósággal kell rendelkeznie, és a fúrófej fő vágófogai mellett ütéselnyelő fogak vannak elosztva, amelyek hatékonyan védik a fúrófejet. Kemény formációkban és erősen abrazív formációkban fúráskor a HPM sorozatú PDC fúrófejek kiválasztásával tökéletes egyensúly érhető el a fúrási sebesség és a fúrási anyag között.
5Következtetések és kilátások
Ez a cikk a fúrási sebességnövelő szerszámokat vizsgálja és mutatja be. Ezen szerszámok alapelveinek, jellemzőinek és alkalmazási körének elemzésén keresztül az eredmények azt mutatják, hogy a különböző típusú fúrási sebességnövelő szerszámok alkalmasak különböző geológiai körülményekhez és fúrási követelményekhez. Ugyanakkor a különböző szerszámok eltérő felhasználási költségei miatt a fúrási sebességnövelő szerszámok kiválasztását gazdasági szempontból is figyelembe kell venni.
A jövőbeli kutatásokhoz a következő szempontok szerinti elvégzés javasolt: a fúrási sebességet növelő eszközök működési mechanizmusának további tanulmányozása, a szerszámok kialakításának optimalizálása, valamint alkalmazkodóképességük és hatékonyságuk javítása; a mesterséges intelligencia és a big data kombinálása a fúrási sebességet növelő eszközök intelligenciájának és távfelügyeletének megvalósítása, valamint a fúrási műveletek biztonságának és hatékonyságának javítása érdekében; a fúrási sebességet növelő eszközök alkalmazásának kiterjesztése más területeken, például vízkutakban, gázkutakban és geotermikus kutakban, a társadalmi és gazdasági fejlődés igényeinek kielégítése érdekében.
Kapcsolat: Jessie Zhou
Mobil/WhatsApp: +0086-18109206861
Email:landrill@landrilltools.com
Web:www.landrilltools.com
Közzététel ideje: 2025. október 16.
5-1203, Dahua Ipari Zóna, 2. sz. Yunshui út, Hi-tech fejlesztési övezet, Xi'an, 710065, Kína
86-13609153141
