Quyu Açar Alətləri: Diyircəkli Konus və Almaz Uclarının Təsnifatı və Tətbiqi üzrə Tam Təlimat

Neft qazma əməliyyatlarında qazma ucluğu süxuru qırmaq üçün əsas alətdir və onun performansı qazma səmərəliliyinə və qiymətinə birbaşa təsir göstərir. Mürəkkəb və dəyişkən formalaşma şərtləri ilə qarşılaşdıqda, diyircəkli konus ucluqlarının və almaz ucluqlarının düzgün seçilməsi qazma mühəndisləri üçün əsas vəzifəyə çevrilib.

01 Roller Konus Uçları: Formasiyalara Uyğunlaşan Çoxfunksiyalı Alətlər

1909-cu ildə təqdim olunduqdan bəri, diyircəkli konusvari uçlar fırlanan qazma işlərində ən çox istifadə edilən uç növünə çevrilmişdir. Onların unikal çoxkonuslu quruluşu onlara yumşaqdan son dərəcə sərtə qədər müxtəlif əmələ gəlmə şəraitinə uyğunlaşmağa imkan verir.

Struktur və Əsas Texnologiya

Roller konus ucu beş əsas komponentdən ibarətdir:

· Uç gövdəsi: Üst hissəsində birləşdirici yiv olan üç konus ayağı bir-birinə qaynaq edilmişdir.

· Konuslar: Səthində frezelənmiş dişlər və ya volfram karbid əlavələri (TCI) olan konik metal gövdələr.

· Yastıq sistemi: Dörd dəst yastıqdan ibarətdir: böyük, orta, kiçik və dartma.

· Burunlar: Adətən diametri 7·14 mm olan 3·4 burun.

· Yağlama və möhürləmə sistemi: Təzyiq kompensasiyası cihazı ilə birləşdirilmiş rezin və ya metal möhürlər.

Yastıq möhürü texnologiyası diyircəkli konus ucluqlarında əsas irəliləyişdir. Müasir ucluqlar təzyiq ötürmə keçidi, təzyiq kompensasiyası membranı və sürtkü stəkanı vasitəsilə yataq kamerasındakı sürtkü təzyiqi ilə quyualtı qazma mayesi sütununun təzyiqi arasında dinamik tarazlığı qoruyan təzyiq-kompensasiya olunmuş yağlama sistemindən istifadə edir.

Təsnifat Sistemi və IADC Kodu

Beynəlxalq Qazma Podratçıları Assosiasiyası (IADC) üç rəqəmli kod sistemindən istifadə edərək diyircəkli konus uçlarının təsnifatı üçün qlobal standart müəyyən etmişdir:

· Birinci rəqəm: Diş növü və tətbiq olunan formasiya

· 1: Dəyirmanlı diş, yumşaq formasiya

· 2: Orta və orta sərt formasiyalı frezelənmiş diş

· 3: Frezelenmiş diş, sərt, aşındırıcı əmələ gəlmə

· 5: TCI, yumşaqdan orta səviyyəyə qədər formalaşma

· 6: TCI, orta·sərt formalaşma

· 7: TCI, sərt, aşındırıcı əmələ gəlmə

· 8: TCI, son dərəcə sərt, yüksək aşındırıcı əmələ gəlmə

· İkinci rəqəm: Formalaşma sərtliyi altqrad (1·4, daha böyük rəqəm daha sərt formasiyanı göstərir)

· Üçüncü rəqəm: Bit struktur xüsusiyyətləri

· 4: Möhürlənmiş diyirlənən rulman

· 6: Möhürlənmiş jurnal yastığı

· 7: Möhürlənmiş jurnal yastığı + TCI ilə ölçü mühafizəsi

· 8: İstiqamətli quyular üçün başlanğıc ucu

Roller Konus Bitləri üçün Sadələşdirilmiş IADC Təsnifat Sistemi

Qaya Qırma Mexanizmi və Hərəkət Xüsusiyyətləri

Rolikli konus ucu işləyərkən üç mürəkkəb hərəkət nümayiş etdirir:

· İnqilab: Konuslar bit gövdəsi ilə birlikdə saat əqrəbi istiqamətində fırlanır.

· Fırlanma: Dişlər konus oxu ətrafında saat əqrəbinin əksinə fırlanır.

· Sürüşmə: Radial və tangensial sürüşmə daxildir.

Bu mürəkkəb hərəkət ikiqat qaya qırma effekti yaradır:

1. Zərbə ilə əzmə: Tək və qoşa dişlərin növbə ilə təması şaquli vibrasiya yaradır və zərbə yükü yaradır.

2. Kəsmə: Süxurların kəsilməsinə imkan verən, kənardan asılmış, yerdəyişmiş və çoxkonuslu həndəsə ilə əldə edilir.

Bit Seçim Strategiyası və Formalaşdırma Uyğunluğu

Qaya xüsusiyyətlərinə görə diyircəkli konus uclarının seçilməsinin əsas prinsipləri:

· Yumşaq formasiyalar: Hündür, enli, geniş aralı freze dişləri və ya TCI ilə təchiz olunmuş, ofset, çıxıntılı və çoxkonuslu dizaynlı ucluqlar seçin.

· Orta sərtlikli formasiyalar: Ofset, çıxıntı və çoxkonuslu dəyərləri azaldın; qısa, dar, bir-birinə yaxın dişlərdən istifadə edin.

· Sərt və aşındırıcı formasiyalar: Tək konuslu həndəsədən istifadə edin, çıxıntı və yerdəyişmə yoxdur; sferik və ya konusvari sferik TCI ilə təchiz edin.

· Əyri dəliklərə meylli formasiyalar: Az və ya heç bir yerdəyişməsi olmayan və kalibr qoruması olmayan qısa dişli ucluqlar seçin və faktiki formasiyadan bir az daha yumşaq olanları seçin.

· Yataqlararası yumşaq-sərt formasiyalar: Daha sərt süxura əsasən balta seçin və qazma parametrlərini dinamik şəkildə tənzimləyin.

Xüsusi şərtlərə cavablar:

· Nazik dəliklər (<177 mm): Daha yüksək möhkəmlik üçün daha böyük konuslara, dişlərə və yastıqlara malik tək konuslu uçlardan istifadə edin.

· İstiqamətli qazma: IADC üçüncü rəqəmi 8 olan (xüsusi başlanğıc ucluqları) ucluqlar seçin.

02 Almaz Kəsikləri: Sərt Formasiyalar üçün Ən Yaxşı Alət

Almaz ən yüksək təbii sərtliyə malikdir (Mohs sərtliyi 10, sıxılma gücü 8800 MPa-ya qədər, aşınma müqaviməti poladdan 9000 dəfə çoxdur). Almaz ucluqları bu xüsusiyyətdən istifadə edərək sərt birləşmələri dəf etmək üçün ən yaxşı silaha çevrilir.

Təsnifat və Texnoloji Təkamül

Müasir almaz ucluqları əsasən üç növə bölünür:

1. Səthə bərkidilmiş almaz ucluqları

· Tac səthində açıq qalan almaz hissəcikləri.

· Orta-bərkdən sərt formasiyalara uyğundur.

· Almaz ölçüsünün qiymətləndirilməsi:

· Yumşaq formasiyalar: 2 daş/karat (təxminən 4 mm diametr)

· Orta sərtlikli formasiyalar: 3-4 daş/karat (təxminən 3,6 mm)

· Sərt formasiyalar: 10‑15 daş/karat (təxminən 2.0 mm)

2. Emprenye edilmiş almaz parçaları

· Matrisə yerləşdirilmiş almazlar (60‑400 daş/karat).

· Çox sərt və aşındırıcı formasiyalar (kert, silisli dolomit və s.) üçün uyğundur.

· Matris aşınması ilə əldə edilən öz-özünə itiləmə.

3. PDC bitləri (Polikristal Diamond Compact)

· İlk dəfə 1973-cü ildə General Electric tərəfindən təqdim edilmişdir.

· Kəsicinin quruluşu: almaz təbəqəsi + volfram karbid substratı.

· Tətbiq olunan formasiyalar: yumşaqdan orta sərtliyə qədər homogen formasiyalar.

Struktur və Əsas Dizayn Parametrləri

Almaz zərb alətləri, əsasən aşağıdakılardan ibarət olan hərəkətli hissələr olmayan ayrılmaz bir gövdəyə malikdir:

· Polad gövdə: Orta karbonlu polad, yivli üst hissə.

· Matris: Volfram karbid tozu + mis əsaslı bağlayıcı metal, sərtlik HRC 30-45.

· Kəsici elementlər: Təbii/sintetik almazlar və ya PDC kəsicilər.

· Hidravlik dizayn: Burunlar, su yolları (radial, spiral və s.).

Əsas dizayn parametrləri:

· Almaz konsentrasiyası: Formalaşma aşındırıcılığına görə tənzimləyin - daha çox aşındırıcı əmələ gəlmə üçün daha yüksək konsentrasiya.

· Ekspozisiya hündürlüyü:

· Yumşaq formasiyalar: almaz diametrinin 1/3 hissəsi

· Sərt formasiyalar: almaz diametrinin 1/6‑1/10 hissəsi

· Tac forması: Düz (homogen formasiyalar), dəyirmi (sərt formasiyalar), dişli (aşındırıcı formasiyalar).

Qayanın qırılma mexanizmi və əmələ gəlmə reaksiyası

Almaz zərb alətlərinin qaya qırma rejimi əmələ gəlmə xüsusiyyətləri ilə dəyişir:

· Plastik formasiyalar (palçıq daşı, gips və s.) – “Şumlama” prosesinə bənzəyir; almazlar süxurun içinə nüfuz edir və plastik axınına səbəb olur.

· Kövrək formasiyalar (kvars qumdaşı və s.) – Həcmli əzmə çuxurları əmələ gətirir; şlamların ölçüsü almaz məruz qalmasının 2-4 qatıdır və çox səmərəlidir.

· Sərt süxurlar (qırmızı daş, silisiumlu süxur) – Emprenye edilmiş hissəciklərdən istifadə edin; qırılma təkərlə üyütməyə bənzər şəkildə mikrokəsmə və cızma ilə həyata keçirilir.

PDC Bitlərinin Üstünlükləri və Məhdudiyyətləri

Almaz bit ailəsində inqilabi bir məhsul olaraq, PDC bitləri unikal üstünlüklərə malikdir:

Struktur Xüsusiyyətlər:

· Polad gövdəli PDC uçucu: Səthi bərkimiş, orta karbonlu bir hissəli polad.

· Matris gövdəli PDC ucluğu: Üst polad gövdə + aşağı volfram karbid matrisi – daha yaxşı performans.

Profil dizaynı:

· Parabolik: Yumşaq formasiyalar, yüksək görüntülər, yüksək ROP.

· Dəyirmi: Dönər masa qazma üçün uyğundur, sərt aralıq yataqların nüfuz etməsinə kömək edir.

· Konik: Yüksək sürətli qazma, yaxşı nüfuzetmə qabiliyyəti.

Məhdudiyyətlər:

· Çınqıl yataqları və ya yumşaq-sərt aralıq təbəqələr üçün uyğun deyil.

· Temperatur məhdudiyyəti (350°C-dən yuxarı aşınma sürətlənir; 700°C-də möhkəmlik azalır).

· Zərbəyə qarşı müqavimətin azalması; yeni kəsicilər kənarların qırılmasına meyllidir.

Almaz Bitinin Tətbiqinin Formalaşmaya Görə Müqayisəsi

03 Elmi Seçim Təlimatı: Formalaşma və Əməliyyat Ehtiyaclarının Uyğunlaşdırılması

Roller Konus Bit Seçimi üçün Qızıl Qaydalar

1. Formalaşma sərtliyinin uyğunlaşdırılması

· Yumşaq formasiyalar: yüksək kənarlı, çıxıntılı, çoxkonuslu və paz şəkilli və ya qaşıq şəkilli dişli ucluqlar seçin.

· Sərt formasiyalar: tək konuslu, yerdəyişməsiz və sferik və ya konusvari sferik dişlərdən istifadə edin.

2. Aşındırıcılığın idarə edilməsi

· Aşındırıcı birləşmələr üçün, ölçü qoruyucusu olan TCI uçları seçin.

· Xarici sıra dişləri yuvarlaqlaşdırılıbsa, daxili dişlər az yeyilmə ilə örtülmüşsə, növbəti dişdə ölçmə mühafizəsini artırın.

3. Xüsusi vəziyyət reaksiyaları

· Əyri dəliklərə meylli formasiyalar: az və ya heç bir yerdəyişməsi olmayan qısa dişli ucluqlar seçin; faktiki formasiyadan bir az daha yumşaq olanı seçin.

· Yumşaq-sərt ara təbəqəli təbəqələr: daha sərt süxura əsasən bit seçin, parametrləri dinamik olaraq tənzimləyin.

· Dərin hissələr: büdrəmə vaxtı itkisini kompensasiya etmək üçün ümumi görüntüləri yüksək olan hissələr seçin.

Brilyant Bit Seçimi Strategiyası

1. PDC bitlərindən nə vaxt istifadə etməli

· Ən yaxşı tətbiq: uzun, homogen yumşaqdan orta sərtliyə qədər olan formasiyalar (şist, palçıq daşı, gips və s.).

· Qadağan olunmuş tətbiqlər: çınqıl yataqları, qrunt ara təbəqələri, yumşaq-sərt ara təbəqəli formasiyalar.

· Parametr qəbulu: aşağı WOB (30‑60 kN), yüksək RPM (100‑300 rpm), yüksək axın sürəti.

2. Təbii/sintetik almaz ucluqlarından nə vaxt istifadə etməli

· Bərkdən çox bərk formasiyalara (qranit, kvars qumdaşı və s.).

· Yüksək aşındırıcı formasiyalar (kert, silisli dolomit).

· Turboqazma, dərin və ultra dərin quyular, kernləmə əməliyyatları.

3. Core bitləri üçün xüsusi tələblər

· Rolikli konusvari özək uçları: dörd konuslu (konusvari/silindrik) və ya altı konuslu (tam lüləli) dizayn.

· Almaz özək kəsiciləri: kəsicilər simmetrik şəkildə ardıcıl aşınma müqaviməti ilə yerləşdirilməlidir.

· Əsas göstərici: elliptik nüvədən qaçınmaq üçün xarici diametrə malik daxili dəlik konsentrikdir.

Quyu Anomaliyasının Diaqnozu və Müalicəsi

Roller konus ucunun iş şəraitinin müəyyən edilməsi:

· Yastıq nasazlığı: Dövri fırlanan masa sıçrayır, yüksək WOB altında pisləşir, ROP düşür, lakin nasos təzyiqi normaldır.

· İtirilmiş konus: Fırlanma momentində kəskin dalğalanma, çəki göstəricisi kəskin şəkildə yellənir, qaldırıldıqda ipin uzunluğunda dəyişiklik.

· Dişlər yastı vəziyyətdədir: Fırlanan masa yükü azalır, sıçrayış yoxdur, kəskin ROP azalması.

Brilyant ucluqlarının istifadəsinə qadağalar:

· Çuxura girməzdən əvvəl dib təmiz olmalıdır; metal tullantılarının olmadığından əmin olun.

· Qazma işlərinə yüngül WOB ilə, aşağı dövr/dəqiqə ilə başlayın ki, bu da “dəliklərin dibinə” daxil olmağa imkan versin (0,5 m dib quyusunun profillənməsi).

· Kəsmə hərəkətlərindən çəkinin; zəruri hallarda, yüngül WOB, aşağı dövr/dəqiqə və sabit işləmə ilə yerinə yetirin.

04 Ən qabaqcıl trendlər və sahə təcrübələri

Texnoloji innovasiya istiqamətləri

Yüksək təzyiqli reaktiv qazma texnologiyası:

· Süxurların qırılmasına kömək etmək üçün ultra yüksək təzyiqli şırnaqlardan (150‑200 MPa) istifadə edir.

· Quyualtı gücləndiricilər tədqiqat və inkişaf işlərinin əsas mövzusudur; sınaqlar göstərir ki, ROP 3-5 dəfə arta bilər.

Texniki çətinliklərə ultra yüksək təzyiqli möhürləmə və ötürmə daxildir.

Ağıllı bit sistemləri:

· Daxili sensorlar bit vəziyyətini real vaxt rejimində izləyir.

· Forma dəyişikliklərinə uyğun olaraq kəsmə parametrlərinin adaptiv tənzimlənməsi.

· Bit seçimini optimallaşdırmaq və xidmət müddətini proqnozlaşdırmaq üçün böyük məlumatların təhlili.

Sahədə Qızıl Qaydalar

1. Çuxurdan nə vaxt çıxarmaq barədə qərar vermək

· Davamlı ROP azalması (homogen formasiyalarda).

· Səmərəsiz korreksiyaedici tədbirlərlə (formalaşma dəyişikliyi) qəfil ROP düşməsi.

· ROP düşməsi (bit zədələnməsi) ilə müşayiət olunan fırlanma anı kəskin şəkildə artır.

· Nasos təzyiqinin qəfil düşməsi (itirilmiş başlıq və ya yuyulmuş qazma kolonu).

2. Bitin ömrünü uzatmaq üçün tədbirlər

· Yeni biti yüngül WOB və aşağı RPM ilə işə salın ki, daxil ola bilsin.

· Bit qoruyucusundan (sıçrayış əleyhinə cihaz) istifadə edin.

· Quyu dibindəki zibilləri təmizləmək üçün vaxtaşırı qısa səfərlər.

· Alt hissədə həddindən artıq fırlanmaqdan çəkinin.

3. İqtisadi təhlil

· Metr başına xərcləri hesablayın = (buraxma dəyəri + qazma müddəti dəyəri) / görüntülər.

· PDC ucluqlarının vahid qiyməti daha yüksək olsa da, uyğun formasiyalarda tək bir PDC ucluğu diyircəkli konus ucluğundan 3-5 dəfə çox qazma apara bilər.

· Dərin hissələrdə, büdrəmə vaxtı itkisini kompensasiya etmək üçün ümumi görüntüləri yüksək olan hissələrə üstünlük verin.

Uç seçimi elmi nəzəriyyə və sahə təcrübəsini birləşdirən dəqiq bir texnologiyadır. Geniş uyğunlaşma qabiliyyətinə malik diyircəkli konuslu uclar bu gün ən çox yayılmış uc növü olaraq qalır. Almaz ucları, xüsusən də PDC ucları, spesifik formasiyalarda misilsiz səmərəlilik nümayiş etdirir.

IADC təsnifat sisteminin mənimsənilməsi, müxtəlif baltaların süxur qırma mexanizmlərinin başa düşülməsi və litologiyanın, quyu lüləsinin konfiqurasiyasının və əməliyyat tələblərinin hərtərəfli qiymətləndirilməsi balta ilə formalaşma arasında mükəmməl uyğunluğa nail olmağa imkan verəcək. Quyu dibi sensorlarının, böyük məlumatların analitikasının və süni intellektin tətbiqi ilə balta seçimi təcrübəyə əsaslanan qərarlardan ağıllı dəqiq uyğunluğa doğru irəliləyir və qazma səmərəliliyində davamlı olaraq inqilabi irəliləyişlərə səbəb olur.

Əlaqə: Jessie Zhou

Mobil/Whatsapp:+0086-18109206861

Email: energy@landrilltools.com