Burg'ilash tezligini oshirish uchun PDC matkap uchining ishlashini optimallashtirish bo'yicha muhokama
Burg'ulash muhandisligida PDC (polikristalli olmosli kompozit) matkap uchlarining maksimal ta'siriga to'liq o'ynash burg'ulash samaradorligini oshirishning asosiy usullaridan biridir. Ushbu maqola PDC matkap uchlarini burg'ulash tezligini oshirishga ta'sir qiluvchi to'g'ridan-to'g'ri omillarni chuqur o'rganadi va PDC matkap uchlari va ularning aşınma mexanizmining muddatidan oldin ishdan chiqishi sabablarini o'rganish uchun burg'ulash tezligi va PDC matkap uchlarining aşınması bo'yicha yuqori burg'ulash bosimi, yuqori aylanish tezligi va tish zichligi o'rtasidagi bog'liqlikni tahlil qiladi.
Nazariy tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, burg'ulash bosimi (ya'ni burg'ulash uchining kirib borish chuqurligi) va aylanish tezligi burg'ulashning mexanik burg'ulash tezligiga ta'sir qiluvchi eng to'g'ridan-to'g'ri omillardir va odatda bu ikki va mexanik burg'ulash tezligi o'rtasida chiziqli bog'liqlik mavjud. Biroq, haqiqiy ilovalarda, burg'ulash bosimi va mexanik burg'ulash tezligi o'rtasida ko'pincha chiziqli bo'lmagan javoblar paydo bo'ladi. Dala texniklari buni ko'pincha burg'ulash bitlarining ishdan chiqishi yoki shakllanish omillari bilan bog'lashadi, lekin aslida sabab burg'ulash paytida yuzaga keladigan "g'ayritabiiy" omillardir.
Bu omillarga quyidagilar kiradi:
1.Burg'ilash uchining ishlashiga bevosita ta'sir qiluvchi omillarga burg'ulash uchining eksenel, buralish, lateral tebranishlari (girdob, tayoq-slip, burg'ulash va boshqalar), pastki tozalanishning yomonligi, kesuvchi tishlar yoki burg'ulash uchlarining loy bilan o'ralganligi, shakllanishning heterojenligi, tosh sindirish usuli va hosil bo'lish usullari o'rtasidagi nomuvofiqlik kiradi.
2.Burg'ilash uchun energiya sarfiga ta'sir etuvchi{1}}burg'ulash uchi bo'lmagan omillar qatoriga quduq ostidagi elektr burg'ulash asboblaridan foydalanishni cheklovchi murakkab geologik tuzilma, quduq tubining burilish effekti, yuqori qo'zg'alish va asboblarning past buralish chegarasi, quduqning katta egilish burchagi engil bosim va yuk ko'tarishni talab qiladi, MWD va boshqa asboblar signallarini yig'ish, shuningdek, tog 'tashish va bosimning gorizontal qismidagi muammolar.
Field practice abroad shows that under high drilling pressure (>200 kN), PDC matkap uchlarini burg'ulash tezligi aşınmayı oshirmasdan sezilarli darajada yaxshilanadi. Ushbu topilma Xitoy burg'ulash bo'yicha mutaxassislar uzoq vaqtdan beri amal qilgan "past burg'ulash bosimi, yuqori tezlik" PDC matkap uchidan foydalanish tamoyiliga ziddir. "Burg'ilash bosimi qanchalik baland bo'lsa, matkap uchining aşınması shunchalik kichik bo'ladi" degan xulosa vertikal turretli torna kesish granitini nam silliqlash sinovi (VTL testi) orqali tasdiqlandi. Sinov natijalari shuni ko'rsatadiki, bir xil kesish parametrlari ostida, PDC kesish tishlarining penetratsiya chuqurligi qanchalik katta bo'lsa (yuqori burg'ulash bosimini ifodalaydi), eskirish hajmi shunchalik kichik bo'lib, bu xulosaning to'g'riligini tasdiqlaydi.
1.PDC matkap uchi samarali tosh sindirish holatida bo'lsa, burg'ulash bosimini oshirish matkap uchining aşınmasını kamaytirishi mumkin.
2. "PDC matkap uchi + yuqori burg'ulash bosimi" quduqli elektr burg'ulash asboblari (masalan, yuqori torkli vintlardek va boshqalar) bilan birgalikda mexanik burg'ulash tezligini samarali oshirishi va matkap uchining aşınmasını kamaytirishi mumkin.
3. Qattiq tosh hosilalarida (granit kabi), PDC matkap uchining mexanik burg'ulash tezligi va burg'ulash bosimi hali ham chiziqli munosabatlarni saqlab turadi va burg'ulash bosimining oshishi burg'ulash bitining aşınmasını samarali ravishda sekinlashtirishi mumkin.
4."PDC matkap uchi + yuqori burg'ulash bosimi" ning o'ziga xos amalga oshirilishi haqiqiy burg'ulash sharoitlari bilan cheklangan, ammo ilg'or burg'ulash texnologiyasi va uskunalari bilan hal qilinishi mumkin.
Aylanish tezligi va PDC to'sarning aşınması o'rtasidagi bog'liqlik VTL testi (PDC to'sar kesish graniti) yordamida o'rganildi. Sinov natijalari shuni ko'rsatdiki, PDC to'sarlarining aşınma hajmi chiziqli tezlik (aylanish tezligi) ortishi bilan ortadi va chiziqli tezlik ma'lum bir chegaradan oshib ketganda, to'sarlarning aşınma hajmi endi sayohat masofasiga chiziqli bog'liq emas va aşınma tezligi sezilarli darajada oshadi. Milliy Oilwell korporatsiyasining tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, "yuqori tezlik va past kesish-" sharoitida to'sarlarning harorati tez ko'tarilib, ularning juda qisqa masofada eskirishiga va ishlamay qolishiga olib keladi. Biroq, PDC to'sarlarining hozirgi sifati ko'pgina qatlamlarda 400-500 rpm/min yuqori tezlikda uzoq muddatli va samarali burg'ulash ehtiyojlarini to'liq qondira oladi. PDC burg'ulash uchlari bilan-tezkor elektr burg'ulash asboblari ham xorijiy burg'ulash uchun keng tarqalgan variantga aylandi. Shu sababli, "yuqori burg'ulash bosimi + yuqori tezlikli + tish zichligi yuqori PDC matkap uchi"dan iborat uchta{10}}yuqori tezlik-texnologik yechim taklif qilindi. Dala sinovlari shuni ko'rsatdiki, ushbu yechim PDC matkap uchlarining bir martalik burg'ulash tasvirlari va mexanik burg'ulash tezligini sezilarli darajada yaxshilagan.
Matkap uchi tishlarining zichligi (pichoqlar soni, kesish tishining o'lchami) va mexanik penetratsiya tezligi o'rtasidagi bog'liqlikni o'rganish uchun Shengli neft konining Luojia blokida dala sinovi o'tkazildi. Natijalar shuni ko'rsatdiki, keng tarqalgan ishlatiladigan ph19,0 mm to'rtta pichoqli SK419-YS PDC burg'ulash uchi eng past mexanik penetratsiya tezligiga ega, ph19,0 mm kompozit bo'lak besh-pichoq SK519-YSDC burg'ulash esa yaxshiroq ishlaydi. Eng yuqori mexanik penetratsiya tezligi ph22,0 mm kompozit bo'lakli besh pichoqli SK522-YS PDC matkap uchi bo'lib, u katta tishni tez kesish tezligini oshirish dizaynini qabul qildi.
1. "Bir necha pichoqlar, katta pichoqlar" matkap uchining afzalliklari burg'ulash parametrlarini yaxshilash orqali to'liq amalga oshirilishi mumkin.
2. "O'z vaqtida ovqatlanish, kesish va tushirish" dinamik muvozanatini ta'minlash uchun etarli burg'ulash bosimi, moment, nasos bosimi va joy almashish ta'minlansa, hatto "ko'p pichoqlar va kichik tishlarga" ega yuqori{1}}tish zichlikli PDC burg'ulash uchi ham yuqori tishli burg'ulashning optimal va tez burg'ilashiga erisha oladi.
VTL sinov qurilmasi asosida ichki sinovlar ph6,0 mm nanopolikristalli olmos bloklari (NPD) silindrlarida o'tkazildi. Natijalar shuni ko'rsatdiki, NPD granit bilan aloqa qilgandan so'ng tezda buzildi va sinish nisbatan silliq edi. PDC to'sarlari bilan solishtirganda, NPD yuqori qattiqlikka ega bo'lsa-da (NPD qattiqligi 130 - 140 GPa, PDC to'sarlari esa atigi 50-70 GPa qattiqlikka ega), NPD zaif zarba qarshiligiga ega va burg'ulash va tosh sindirishning yuqori talablariga javob berish hali ham qiyin. Shuning uchun, neft va gazni burg'ulash uchun tosh sindirish materiallari ko'r-ko'rona o'ta yuqori qattiqlikni ta'qib qila olmaydi, lekin qattiqlik va qattiqlik o'rtasidagi eng yaxshi muvozanatni izlashi kerak va moddiy kuch va mustahkamlik integratsiyasining texnik darajasini doimiy ravishda yaxshilash kerak.
Kobaltni olib tashlashning PDC to'sarlarining aşınma qarshiligi va zarba qarshiligiga ta'siri VTL testlari yordamida o'rganildi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, PDC to'sarlarining aşınma qarshiligi va termal barqarorligi dekobaltingdan keyin samarali ravishda yaxshilanadi, ammo dekobaltlangan PDC kesgichlarning zarba qarshiligi nisbatan yomon. PDC to'sarlarining tez eskirishi ikki holatga bog'liq: birinchisi, to'sarlarning katta silliqlash qirralari bo'lishi va silliqlash qirralari-dekobaltlanmagan maydonga kirganligi; ikkinchisi - silliqlash qirralari va tosh orasidagi ishqalanish natijasida hosil bo'lgan issiqlik etarli. Xuddi shu tasvirni olish uchun zarur bo'lgan sayohat masofasini qisqartirish va so'qmoqlar va ishqalanish issiqligini o'z vaqtida bo'shatish, shu bilan kesgichlarning eskirishini sekinlashtirish uchun quduqqa kirishning dastlabki bosqichida burg'ulash parametrlarini yaxshilash (burg'ulash bosimini oshirish, siljishni oshirish va boshqalar) dan foydalanish tavsiya etiladi.
Xulosa qilib, biz quyidagi xulosalar chiqarishimiz mumkin:
1.Burg'ulash bosimini oshirish burg'ulash tezligini oshirishga erishish mumkin.
2.Burg'ulash parametrlarini yaxshilash qattiq tosh tezligini oshirish uchun javob beradi.
3. Aylanish tezligini oshirish matkap uchining mexanik burg'ulash tezligini oshiradi.
4.Tish zichligi (pichoqlar soni, to'sar o'lchami, tish oralig'i va boshqalar) PDC matkap uchlarini mexanik burg'ulash tezligiga ta'sir qiluvchi omillardan biri hisoblanadi, lekin bu bevosita omil emas.
5.Hozirgi vaqtda PDC to'sarlarining aşınma qarshiligi qumtosh va granit kabi bir hil qattiq jinsli qatlamlarda burg'ulash uchlarini uzoq muddatli burg'ulashni ta'minlash uchun etarlicha yaxshi.
6.Umumiy tuzilmalarda burg'ulashda PDC to'sarlarini dekobaltlash kerak emas yoki faqat mo''tadil dekobalting kerak. Yuqori abraziv shakllanishlar uchun yaxshi termal barqarorlik va kuchli aşınma qarshilik va chuqur dekobalting bilan PDC kesgichlardan foydalanish tavsiya etiladi.
