Bit gerudi dalam penggerudian petroleum
Bit gerudi adalah alat kritikal yang digunakan untuk membentuk batuan patah dan membuat wellbores semasa operasi penggerudian minyak. Prestasi mereka secara langsung memberi kesan kepada kualiti penggerudian, kecekapan, dan kos operasi.
Klasifikasi mengikut Jenis:
Seret bit
Bit roller cone
Bit berlian
PDC (Polycrystalline Diamond Compact) bit
Klasifikasi mengikut fungsi:
Bit penggerudian lubang penuh
Bit teras
Bit proses khas (contohnya, bit reamer, bit pesongan arah)
Seret bit
Bit seret mewakili jenis gerudi yang paling awal yang digunakan dalam penggerudian berputar. Sejak penggunaan kaedah penggerudian berputar diAbad ke -19, bit ini masih digunakan, dengan medan minyak tertentu masih menggunakannya hari ini. Terutamanya digunakan dalamFormasi lembut dan melekit lembut, mereka memberikan tinggiKadar penembusan (ROP)dan dilanjutkanrakaman bit. Kelebihan utama mereka termasuk struktur mudah, kemudahan pembuatan, kos rendah, dan kesesuaian untukReka bentuk dan pengeluaran di tempatoleh medan minyak.
Struktur bit seret
Bit seret terdiri daripada empat komponen: badan bit, bilah, topi air, dan muncung. Bit body-machined dari keluli karbon sederhana-serves sebagai pangkalan untuk bilah kimpalan dan topi air, yang memaparkan benang strat-string di bahagian atasnya; Bilah (juga dipanggil sayap) dikimpal ke fungsi akhir bawah sebagai elemen pemotongan utama.
Prinsip kerja bit seret
Seret bit retak batu melalui tindakan pemotongan. Dalam formasi plastik yang lembut, operasi mereka menyerupai alat pemotongan logam: bilah menembusi lapisan di bawah berat badan (wob), manakala daya kilasan mendorong aliran plastik yang berterusan di hadapan canggih, mengelupas lapisan batu dengan lapisan. Apabila penggerudian formasi rapuh, pemecahan batu berlaku dalam tiga fasa:
Perlanggaran: Selepas patah batu awal, rintangan kilasan yang dikurangkan membolehkan bilah untuk maju dan memberi kesan kepada batu utuh;
Crushing & micro-shearing: Pasukan kilasan menghancurkan dan membuat fraktur ricih berskala kecil;
Makro-shearing: Mampatan bilah yang berterusan meningkatkan kilasan ke tahap kritikal, menyebabkan kegagalan ricih berskala besar di sepanjang pesawat patah, diikuti oleh pelepasan tekanan kilasan yang mendadak.
Proses kitaran ini (Perlanggaran → Crushing & Micro-Shearing → makro-shearing) merupakan mekanisme pemecahan batu Drag Bit dalam formasi mulur.
Penggunaan bit seret yang betul
Bit seret sesuai untuk formasi lembut dan melekit. Semasa penggerudian, pengendali mesti:
① mengawal berat badan (wob) dan kelajuan putaran dengan sewajarnya;
② Mencegah sisihan, melekat, dan patah pisau;
③ Mengadopsi peredaran kadar aliran tinggi untuk memastikan pembersihan lubang yang mencukupi dan penyejukan sedikit-penting kerana kadar penembusan pesat dan jumlah keratan besar dalam formasi lembut;
④ Memantau corak haus konik (halaju linear bilah luar menyebabkan haus dipercepatkan), yang memerlukan tumpuan yang tinggi pada kawalan sisihan dan penyelenggaraan diameter diameter.
Bit roller cone
Sejak pengenalan bit roller pertama pada tahun 1909, jenis bit ini telah mencapai dominasi global dalam penggerudian berputar. Bit tri-cone kini mewakili bit gerudi yang paling banyak digunakan di seluruh dunia. Memaparkan pelbagaiKonfigurasi gigidanstruktur galas, mereka menyesuaikan diri dengan hampir semua jenis pembentukan. Prestasi optimum - dicirikan oleh kompetitifkadar penembusan (ROP)dan dilanjutkanrakaman bit-dicapai melalui pemilihan bit khusus pembentukan.
Struktur asas bit roller kon
Bit badan: Tiga kaki yang dikimpal bersama dengan threading API di bahagian atas.
Kon: Badan keluli kerucut yang terdiri daripada kerang kerucut dan gigi (gigi giling atau sisipan karbida tungsten).
Sistem Bearings & Lubricant-Sealed:
Muncung: Mengoptimumkan kecekapan hidraulik bendalir penggerudian.
Prinsip Kerja Roller Cone Bit
Semasa operasi di bahagian bawah lubang bor, bit gerudi keseluruhan berputar di sekitar paksi pusatnya (dipanggil putaran bit), manakala tiga kerucut bergulung di sepanjang paksi mereka sendiri di bahagian bawah lubang (dipanggil putaran kerucut). Berat pada bit (wob) dihantar melalui patah gigi batu (kesan menghancurkan). Ketika kerucut roll, mereka secara bergantian menghubungi bahagian bawah lubang dengan gigi tunggal dan berganda, menyebabkan ayunan menegak pusat kon. Ini menjana getaran membujur dalam sedikit. Getaran secara kitaran memampatkan dan memanjangkan rentetan gerudi, menukar tenaga elastik yang bervariasi secara berkala dari rentetan gerudi yang lebih rendah ke dalam daya impak pada pembentukan melalui gigi untuk memecahkan batu. Impak gabungan dan tindakan penghancuran ini merupakan mekanisme pemecahan batu utama roller cone bit.
Sebagai tambahan kepada kesan dan kesan menghancurkan, bit roller kontindakan ricihpada batu borehole-bottom. Semasa gerakan bergulir, kerucut secara serentak menjanagelongsor gigiterhadap pembentukan. Gerakan gelongsor ini menggigil batu, mengikis bahagian bawah lubang sama seperti sedikit seret. Gigi yang meluncur terutamanya dari tiga konfigurasi reka bentuk:Cone Offset ,Profil kon sekunder, Peralihan paksi. TheCone Offsetdigabungkan denganProfil multi-conemendoronggelongsor tangen, sementaraPeralihan paksipuncagelongsor paksi. Konfigurasi reka bentuk biasanya mengikuti prinsip-prinsip khusus pembentukan ini: bit untukpembentukan lembut hingga sederhana: Menggabungkan konfset kon, profil berbilang kon, dan pergeseran paksi; Bit untuksederhana hingga formasi keras: Ciri kone offset dan profil multi-cone; bit untukPembentukan yang sangat keras\/kasar: Menggunakanstruktur satu-konTanpa konfset atau pergeseran paksi.
Klasifikasi dan pemilihan bit roller cone
Banyak pengeluar menghasilkan bit roller, menawarkan pelbagai jenis bit dan struktur. Untuk memudahkan pemilihan dan aplikasi bit,Persatuan Kontraktor Penggerudian Antarabangsa (IADC)telah menubuhkan standard klasifikasi dan sistem pengekodan bersatu secara global untuk bit roller kon
Bit berlian
Bit berlian merujuk kepada bit gerudi yang patah batu melalui zarah berlian yang tertanam dalam matriksnya. Diamond kini diiktiraf sebagai bahan yang paling sukar dan paling tahan yang dikenali sebagai manusia. Akibatnya, bit berlian mencapai rakaman yang agak tinggi apabila penggerudian keras, formasi yang sangat kasar. Walaupun kos tinggi Diamond, kadar haus yang rendah dan rakaman luar biasa setiap bit mengekalkan daya saing yang kukuh dalam penggerudian petroleum moden. Pada masa ini, bit berlian digunakan secara meluas dalam penggerudian rotary konvensional, pengendalian turbo, dan operasi coring, denganPolycrystalline Thermally Stabil (TSP)Gigi berlian melihat aplikasi yang luas.
Ciri -ciri struktur bit berlian
Bit berlian mempunyai struktur monolitik tanpa komponen bergerak, yang terdiri daripada lima elemen penting: badan bit, mahkota, konfigurasi hidraulik (termasuk kursus air\/muncung, saluran aliran, dan alur penyingkiran keratan), perlindungan gage, dan tepi pemotongan (gigi). Mahkota berfungsi sebagai bahagian pemotongan batu, dengan permukaan kerja yang tertanam dengan gigi pemotongan berlian dan menggabungkan ciri-ciri hidraulik. Fungsi permukaan sisi mahkota sebagai zon perlindungan gage (dipasang dengan gigi gage), yang disambungkan ke badan bit yang dibuat dari matriks tungsten karbida atau bahan keluli. Badan bit keluli termasuk sambungan berulir di hujung atasnya untuk pemasangan rentetan gerudi, manakala ikatan bahagian bawahnya ke matriks mahkota (dalam reka bentuk badan keluli, mahkota mengintegrasikan secara monolitik dengan badan bit).
Prinsip kerja bit berlian
Semasa penggerudian bit berlian, pelbagai zarah berlian pada permukaan bit serentak melibatkan diri dengan formasi batu. Pemecahan batu oleh berlian mempamerkan ciri -ciri yang berbeza dalam jenis pembentukan yang berbeza. Dalampembentukan plastik(atau batu yang mempamerkan keplastikan di bawah tekanan), berlian menembusi pembentukan di bawahBerat pada Bit (Wob)dan menyebabkan fraktur atau aliran plastik batu di hadapanBit tork. Mekanisme pemecahan batu ini menyerupai proses "membajak", dengan itu disebut "kesan membajak".
Mekanisme pemecahan batu dalam formasi yang berbeza
Semasa penggerudianpembentukan rapuh, bit berlian terutamanya batu patah melalui mekanisme "menghancurkan". Di bawah gabunganBerat pada Bit (Wob)dantork, tekanan yang disebabkan menyebabkan batu di bawah pemotong berlian menjadi patah sepanjang pesawat tegasan ricih maksimum. Ini mewujudkan alur patah di belakang berlian bergerak, di mana jumlah batuan berpecah -belah jauh melebihi zon penembusan segera. Pemecahan volumetrik ini membolehkan pemecahan batu yang sangat cekap.
Dalampembentukan keras(misalnya, chert, dolomit siliceous), zarah berlian yang berlian berlian berlian dalam matriks-biasanya digunakan. Proses pemecah batu mereka menyerupai lelasan roda pengisaran. Setiap fungsi berlian terdedah sebagai kelebihan mikro, menjadikan sedikit alat bilah tak terhingga. Semasa operasi, menonjolkan batu berlian retak melalui tindakan pemotongan mikro dan menggaru. Mekanisme pengisaran ini merupakan pemecahan peringkat permukaan dengan kecekapan yang lebih rendah.
Permohonan bit berlian yang betul
Bit berlian sesuai untuk penggerudian medium hingga keras, formasi kasar, serta penggerudian turbin, penggerudian yang mendalam\/ultra-dalam, dan operasi coring. Sebelum menggunakan sedikit berlian, bahagian bawah lubang mesti dibersihkan dengan teliti untuk memastikan tiada serpihan logam kekal. Apabila hubungan awal dengan bahagian bawah, bit harus menjalani atempoh pemecahanmenggunakanBerat rendah pada bit (wob)danmengurangkan kelajuan putar. Seterusnya, penggerudian meneruskan denganWOB yang agak rendah (lebih rendah daripada bit kerucut roller), Kelajuan berputar yang tinggi, dankadar aliran maksimum. Operasi reaming hendaklah diminimumkan. Apabila reaming tidak dapat dielakkan, terpakaiWob minimumdanRPM rendah; Operasi mesti dilakukan secara seragam untuk mengelakkan patah berlian dan haus yang berlebihan diSeksyen Gage.
Bit pdc (bit kompak berlian polikristalin)
Bit PDC, disingkat dariBit padat berlian polikristalin, juga disebut aBit pemotong berlian polikristalinatauBit pemotong padat. Sejak General Electric Company (USA) memperkenalkan pemotong PDC pada tahun 1973 dan mengembangkan bit PDC pertama, bit ini telah mendapat aplikasi yang luas dalam penggerudian petroleum kerana merekakadar penembusan tinggi (ROP), hayat perkhidmatan yang dilanjutkan, danrakaman luar biasa. Hampir semua pengeluar bit gerudi telah menggunakan teknologi ini untuk menghasilkan barisan produk bit PDC proprietari.
Ciri -ciri struktur bit PDC
Bit PDC terdiri daripada badan bit, pemotong PDC, dan muncung, diklasifikasikan ke dalamkeluli-badandanmatriks-badansiri berdasarkan perbezaan struktur dan pembuatan.
Bit PDC keluli-badan
Seluruh badan bit dibuat dari keluli karbon sederhana menggunakan proses pembuatan mekanikal. Lubang digerudi pada muka bit untuk menjamin pemotong pdc ke mahkota melaluiFit gangguan. Mahkota menjalani rawatan pengerasan permukaan (salutan karbida tungsten, karburisasi, dan lain -lain) untuk meningkatkan rintangan hakisan. Kelebihan utama termasuk pembuatan mudah; Kelemahan merangkumi rintangan hakisan yang rendah dan pengekalan pemotong yang tidak boleh dipercayai, mengakibatkan permohonan semasa terhad.
Bit PDC Matrix-Body
Bahagian atas menggunakan pembinaan keluli, sementara bahagian bawah mempunyai ciri aMatriks Tahan Tungsten Carbidedibentuk melaluiserbuk metalurgi sintering. Pemotong PDC dilancarkan ke soket pra-set menggunakan aloi solder suhu rendah. Kekerasan dan rintangan hakisan matriks karbida membolehkan hayat perkhidmatan lanjutan dan rakaman yang lebih baik, menjadikan bit ini digunakan hari ini.
Prinsip kerja bit PDC
PDC bit patah batu melalui amekanisme ricih. Pemotong Sendiri Mendesap dengan mudah menembusi pembentukan di bawahBerat pada Bit (Wob), maju ke hadapan di bawahtorkuntuk ricih batu. Dengan pelbagai pemotong PDC yang beroperasi secara serentak, bahagian bawah lubang membangun banyakwajah batu percuma-Menhancing kecekapan pemecahan melalui tindakan ricih yang diedarkan.
Permohonan bit PDC yang betul
Bit PDC mencapai prestasi yang optimum diPembentukan homogen yang dilanjutkanmulai dari lembut hingga sederhana. Mereka tidak sesuai untuklapisan kerikildanformasi keras\/lembut yang disambungkan. Parameter penggerudian mesti menggunakanBerat rendah pada bit (wob), Kelajuan berputar yang tinggi, dankadar aliran maksimumUntuk prestasi bit yang berkesan. Sebelum penggunaan, bahagian bawah lubang mesti dibersihkan daripada serpihan logam. Apabila keturunan awal, gunakanWob minimumdandikurangkan rpmUntuk memecah masuk sehingga corak lubang bawah ditubuhkan, kemudian teruskan penggerudian normal. Sebagaistruktur bit monolitikTanpa komponen bergerak, bit PDC sesuai untuk berkelajuan tinggiTurbo-gergajiaplikasi.