Bore- og produksjonsteknologi | Hva er borehastighet – økende verktøy? Hvordan forbedre boreeffektiviteten og redusere kostnadene effektivt?

1Høy temperaturbestandig Skrueboringshastighet med lik veggtykkelse – økende teknologi

Den høytemperaturbestandige skruen med lik veggtykkelse er et hastighetsøkende verktøy som er spesielt utviklet for å møte behovene til høy ytelse og høy pålitelighet i boreindustrien. Ved bruk av tradisjonelle boreskruer oppstår ofte alvorlig slitasje og utmattingsskader på grunn av høytemperaturmiljøet og komplekse arbeidsforhold, noe som fører til redusert boreeffektivitet. Imidlertid har den høytemperaturbestandige skruen med lik veggtykkelse utmerket høytemperaturmotstand, som kan opprettholde stabile mekaniske egenskaper i et høytemperaturmiljø, redusere utstyrsfeil forårsaket av høye temperaturer og dermed forbedre borehastigheten.

1.1 Teknisk prinsipp

Borehullsmotoren driver borekronen direkte for å bryte fjell og bore, noe som kan overføre kraft til borekronen mer effektivt, redusere energitap og optimalisere arbeidsytelsen til borehullsverktøyene. Dette skyldes at motoren driver borekronen direkte, noe som kan unngå effekttap forårsaket av tap av transmisjonssystemet, slik at mer energi brukes til boring i fjell, noe som forbedrer borehastigheten og effektiviteten. For å forbedre utstyrets høye temperaturmotstand ytterligere, bruker den høytemperaturbestandige skruen med lik veggtykkelse noen spesielle høytemperaturbestandige materialer og overflatebehandlingsteknologier. For eksempel brukes høylegert stål som hovedmateriale, eller utstyrets overflate utsettes for varmebehandling eller beleggbehandling for å forbedre utstyrets høytemperaturmotstand. Siden statoren bruker et prefabrikert stålskall med en spesifikk tverrsnittsform, og deretter injiseres med lim for å danne et tynt og likt tykt gummilag, har motoren et større dreiemoment og kan tilpasse seg ulike komplekse geologiske forhold. Denne strukturen gjør gapet mellom statoren og motorens rotor mindre, noe som reduserer friksjon og slitasje, og forbedrer utstyrets levetid og pålitelighet. Verktøyet bruker også en mekanisk låse- eller friksjonsreduserende mekanisme for å forbedre rotasjonsnøyaktigheten og stabiliteten til utstyret, og unngå reduksjon i boreeffektivitet forårsaket av skruevibrasjon eller eksentrisitet.

1.2 Tilpasningsanalyse

Når det gjelder ytelse, er den høytemperaturbestandige skruen med lik veggtykkelseboreverktøyhar ikke bare alle egenskapene til vanlige skruemotorer, men har også egenskapene til stort dreiemoment, enkel oppstart og sterk overbelastningsmotstand, noe som gjør den mer egnet for boreoperasjoner i dype høytemperaturformasjoner. Ved å bruke en rett skrue med et lite pendelboreverktøy i høye fallformasjoner, kan høy borehastighet oppnås med lavt boretrykk, og en betydelig effekt av å redusere og forhindre avvik kan oppnås. Samtidig kan utformingen av den rette skruen også gi stabil støttekraft for å forhindre at borekronen avviker i høye fallformasjoner, og dermed forbedre stabiliteten i boringen. Både teoretisk forskning og applikasjoner på stedet viser at hurtigboreteknologi ved bruk av høytemperaturbestandige skruer med lik veggtykkelse kan øke rotasjonshastigheten til borekronen betydelig i bunnen av brønnen, tilpasse seg det høye temperaturmiljøet nede i hullet og effektivt optimalisere kvalitetskontrollen av brønnhullet. Samtidig kan det også redusere toppdriftsbelastningen og boreverktøyets dreiemoment, og forlenge boreverktøyets levetid. Sammenlignet med den konvensjonelle PDC-boreverktøyenheten, kan denne metoden forbedre boreeffektiviteten betraktelig og vise utmerkede omfattende økonomiske og tekniske effekter.

2Turbin + impregnert diamantborehastighet – økende teknologi

En turbobor er et kraftverktøy for boring i hullet som kan omdanne den hydrauliske energien fra væsken til rotasjonsmekanisk energi, og dermed drive borekronen til å rotere og slå, og oppnå høyhastighets og effektiv boring. Den består hovedsakelig av tre deler: turbinseksjonen, universalakselen og transmisjonsakselen. Den impregnerte diamantborekronen er en type diamantborekrone. Matrisen er laget ved å sintre polykrystallinske diamantpartikler på utsiden av matrisen, noe som gjør borekronen mer aggressiv. Matrisen har en viss høyde, dens ytre diameter er litt større enn den ytre diameteren på borekronens kropp, og dens indre diameter er litt mindre enn den indre diameteren på borekronens kropp. Yttersiden, innsiden og bunnen av matrisen er alle utstyrt med vannspor for å tømme ut steinkaks og kjøle borekronen gjennom spylevæsken. Matrisen har tilstrekkelig trykk- og slagfasthet, samt høy hardhet og slitestyrke. Turboborekronen og den impregnerte diamantborekronen er viktige verktøy i oljeboreprosessen, og deres kombinerte bruk kan forbedre boreeffektiviteten og borekvaliteten.

2.1 Teknisk prinsipp

Turbinseksjonen er kjernekomponenten i turboboren, som består av turbinstatorer og -rotorer, sentraliseringslagre, hovedaksler og foringsrør. Den kan omdanne borevæskens energi til mekanisk energi fra hovedakselrotasjonen. Dens indre struktur inkluderer flere trinn med parede statorer og rotorer. Når borevæsken kommer inn i statoren langs boreverktøyet, vil statoren lede borevæsken i en bestemt retning og hastighet, og deretter komme inn i rotoren. I rotoren vil borevæsken treffe bladene for å generere en viss trykkforskjell, noe som vil føre til at rotoren roterer. Gjennom denne mekanismen omdannes energien fra borevæsken til mekanisk energi som driver turbinakselen til å rotere.

Den viktigste metoden for bergbryting av impregnerte diamantbor er slipende bergbryting, det vil si at diamantpartikler kontinuerlig slipes, skrapes og slipes under påvirkning av aksialkraft og dreiemoment for å oppnå formålet med å bryte berget. Diamantboret som hovedsakelig bruker denne bergbrytingsmetoden har høy slitestyrke, som effektivt kan håndtere svært slipende bergarter i harde – ekstremt harde slipende formasjoner, og forbedrer boreeffektiviteten og levetiden til boret.

2.2 Tilpasningsanalyse

Turboboret + impregnert diamantbor har en helmetallstruktur, som har høyere høytemperaturmotstand og mer stabil boreeffekt, noe som gjør at den kan arbeide stabilt selv i ekstreme miljøer. Dette er spesielt viktig ved boreoperasjoner av dype brønner og ultradype brønner. Denne verktøykombinasjonen har utmerket aksialbalanse, som kan redusere sideveis vibrasjon, generere en jevn borebane, redusere skade på brønnveggen, og dermed beskytte borekronen og andre verktøy nedi i hullet, og er gunstig for påfølgende operasjoner. På grunn av turboborets høyhastighetsrotasjonsegenskaper, kan kombinasjonen av den impregnerte diamantborekronen og høyhastighetsturbinen utvise ekstremt høy boreeffektivitet i dype formasjoner med høy hardhet og sterk slipeevne, og forbedre borekapasiteten betraktelig.

3Momentslagborehastighet – økende teknologi

Momentslagverktøyet er et rent mekanisk kraftverktøy som hovedsakelig brukes til ekstra bergbryting av PDC-borekroner. Verktøyet genererer et trykkfall gjennom en variabel strømningsdyse, som danner en høytrykkssone og en lavtrykkssone inni den. Når trykkforskjellen virker på verktøyet, bytter strømningskanalen slik at slaghammeren og starthammeren inni verktøyet reverseres med høy hastighet. Slaghammeren slår kontinuerlig mot slagflaten, og overfører dermed slagkraften til borekronen, og danner et høyfrekvent pulsmoment. Den omdanner på en smart måte væskeenergien i borevæsken til torsjons-, høyfrekvent, jevn og stabil mekanisk slagenergi og overfører den direkte til PDC-borekronen, slik at borekronen og bunnen av brønnen holdes kontinuerlige til enhver tid.

3.1 Teknisk prinsipp

Den høyfrekvente stabile slagkraften på 750 ganger/min til 1500 ganger/min levert av momentstøtfangeren tilsvarer å skjære formasjonen flere ganger per minutt. Dette gjør at borekronen kan skjære formasjonen uten å vente på at torsjonen skal akkumulere tilstrekkelig energi, noe som fullstendig endrer borekronens driftstilstand. På dette tidspunktet har borekronen to krefter for å skjære formasjonen: den ene er dreiemomentet levert av rotasjonsbordet, og den andre er slagkraften levert av momentstøtfangeren. Disse to kreftene overføres direkte til selve borekronen, slik at dreiemomentet som overføres av borerøret kan brukes fullt ut til å skjære formasjonen uten svinn. Den kombinerte virkningen av dette dreiemomentet og slagkraften kan ikke bare forbedre borehastigheten betydelig, men også effektivt redusere eller eliminere den skadelige vibrasjonen fra borekronen under boring i harde formasjoner, beskytte borekronen, forlenge borekronens levetid og samtidig redusere utmattingsfastheten til andre boreverktøy og forlenge levetiden til andre boreverktøy. Figur 1 viser spenningstilstanden til borestrengen nedihulls til det konvensjonelle boreverktøyet og momentstøtfangeren.

3.2 Tilpasningsanalyse

Som et avansert boreverktøy har momentstøtfangeren en rimelig intern mekanisk struktur, ingen gummideler og elektroniske komponenter, og få deler. Selv om den skulle svikte, tilsvarer den bare en borekrone som roterer kontinuerlig sammen med PDC-kronen uten å påvirke den kontinuerlige boringen, og det er ikke nødvendig å utløse boret, så den har høy pålitelighet. Momentstøtfangeren er egnet for ulike komplekse formasjoner, spesielt magmatiske bergformasjoner med sterk slitasje og dårlig borbarhet. Samtidig er verktøyet enkelt å betjene. Når du bruker momentstøtfangeren, trenger den bare å kobles direkte til det roterende eller retningsbestemte boreverktøyet, noe som er enkelt og praktisk å betjene.

4Sammensatt nedslagsmiddel

Den sammensatte slaganordningen er et avansert boreutstyr med en innebygd energiomformingsenhet som kan konvertere borevæskens væskeenergi til pulsslagenergi, og dermed generere stabile høyfrekvente omkrets- og aksiale slagkrefter. Denne arbeidsmetoden forbedrer borekronens bergbrytende effektivitet betydelig, løser effektivt problemene med fastklemming og trykkholding under boring, og oppnår dermed målet om hastighetsøkning. Den sammensatte slaganordningen har ikke bare torsjonsslagegenskapene og fordelene til momentslaganordningen, men kombinerer også innovativt den aksiale slagfunksjonen..

sammensatt nedslagslegeme

4.1 Teknisk prinsipp

Den indre strukturen til den sammensatte støtfangeren består av rent metallmaskineri. Den omdanner væskeenergien i borevæsken til høyfrekvent og stabil omkretsmessig og aksial slagenergi gjennom en reverseringsmekanisme. Under boreprosessen til den konvensjonelle boreverktøyenheten, etter at PDC-borekronen kommer inn i formasjonen, må energiakkumuleringen til det øvre boreverktøyet overstige en viss kritisk verdi for å starte skjærbergbrudd. I motsetning til dette omdanner den sammensatte støtfangeren væskeenergien i borevæsken til slagenergi, noe som gir høyfrekvent og stabil slagkraft for borekronen. På denne måten kan bergbruddspenningen raskt nå den kritiske spenningen for formasjonsskjæring, noe som forbedrer skjæreffektiviteten til PDC-borekronen betraktelig. Samtidig, på grunn av reduksjonen i fluktuasjoner i bergbruddspenning og dreiemoment, er det fordelaktig for borekronen å utføre jevn skjæring i bunnen av brønnen, noe som eliminerer den umiddelbare ekstremt høye belastningen på PDC-borekronen under konvensjonelle boreverktøy. Derfor blir belastningen på borekronen mer jevn og stabil, og dermed forlenges levetiden til PDC-borekronen og arbeidslengden til en enkelt borekrone økes.

4.2 Tilpasningsanalyse

Sammenlignet med momentstøtfangeren øker den sammensatte støtfangeren energien fra det langsgående støtet. Teoretisk sett er dens bergbrytende effektivitet høyere, og den er mer egnet for bruk i trange formasjoner. Ved samme størrelse er det optimale boretrykket til den sammensatte støtfangeren litt høyere enn for momentstøtfangeren. For den sammensatte støtfangeren bør borekronen som brukes ha sterkere slagmotstand, og det er støtdempende tenner fordelt ved siden av hovedskjæretennene på borekronen, noe som effektivt beskytter borekronen. Ved boring i harde formasjoner og svært slipende formasjoner kan valg av PDC-bor i HPM-serien oppnå en perfekt balanse mellom borehastighet og lengde.

5Konklusjoner og utsikter

Denne artikkelen studerer og introduserer vanlige verktøy for økt borehastighet. Gjennom analyse av prinsippene, egenskapene og bruksområdene til disse verktøyene viser resultatene at ulike typer verktøy for økt borehastighet er egnet for ulike geologiske forhold og borekrav. Samtidig, på grunn av de ulike brukskostnadene for ulike verktøy, må valg av verktøy for økt borehastighet også vurderes fra et økonomisk perspektiv.

For fremtidig forskning foreslås det å utføre følgende aspekter: videre studier av borehastighetens virkemåte – flere verktøy, optimalisering av verktøydesign og forbedring av deres tilpasningsevne og effektivitet; kombinasjon av teknologier som kunstig intelligens og stordata for å realisere intelligens og fjernovervåking av borehastighet – flere verktøy, og forbedring av sikkerheten og effektiviteten til boreoperasjoner; utvidelse av bruken av borehastighet – flere verktøy på andre felt, som vannbrønner, gassbrønner og geotermiske brønner, for å møte behovene til sosial og økonomisk utvikling.

Kontakt: Jessie Zhou

Mobil/Whatsapp: +0086-18109206861
E-post:landrill@landrilltools.com
Nett:www.landrilltools.com