Հիմնական հորատանցքային գործիքներ. գլանաձև կոնաձև և ադամանդե գլանաձև կտրիչների դասակարգման և կիրառման համապարփակ ուղեցույց

01 Գլանաձև կոնաձև գլխիկներ. բազմակողմանի գործիքներ՝ կազմավորումներին հարմարվելու համար

1909 թվականին իրենց ի հայտ գալուց ի վեր, գլանաձև կոնաձև գլխիկները դարձել են պտտվող հորատման մեջ ամենատարածված գլխիկների տեսակը: Դրանց եզակի բազմակոնաձև կառուցվածքային դիզայնը թույլ է տալիս դրանց հարմարվել տարբեր ձևավորման պայմաններին, փափուկից մինչև չափազանց կարծր:

Կառուցվածքային կազմ և հիմնական տեխնոլոգիաներ

Գլանաձև կոնաձև գլխիկը բաղկացած է հինգ հիմնական բաղադրիչներից՝

• Բիտի մարմին՝ երեք կոնաձև ոտքեր, որոնք եռակցված են միասին, վերին մասում միացնող թելերով։
• Գլանաձև կոներ. Կոնաձև մետաղական մարմիններ՝ մակերեսին ֆրեզերային ատամներով կամ ներդիր ատամներով։
• Կրողային համակարգ. Բաղկացած է կրողների չորս հավաքածուից՝ մեծ, միջին, փոքր և հենարանային կրողներ։
• Ծայրակալներ՝ սովորաբար 3-4 հատ, 7-14 մմ տրամագծով։
• Յուղի պահեստավորման և կնքման համակարգ. Ռետինե կամ մետաղական կնքման օղակներ՝ զուգակցված ճնշման փոխհատուցման սարքերի հետ։

Դրանց թվում, կրող կոնաձև գլխիկների համար կարևոր տեխնոլոգիական առաջընթաց է ներկայացնում կրող կնքման տեխնոլոգիան: Ժամանակակից գլխիկները կիրառում են յուղի կուտակման ճնշման փոխհատուցման համակարգ, որը պահպանում է դինամիկ հավասարակշռություն կրող խոռոչում յուղի ճնշման և հորատանցքի հորատման հեղուկի սյան ճնշման միջև՝ ճնշման փոխանցման անցքերի, ճնշման փոխհատուցման դիաֆրագմաների և յուղի բաժակների նման բաղադրիչների միջոցով:

Դասակարգման համակարգ և IADC կոդավորում

Հորատման կապալառուների միջազգային ասոցիացիան (IADC) մշակել է գլանաձև կոնաձև գլխիկների համար գլոբալ միասնական դասակարգման ստանդարտ՝ օգտագործելով եռանիշ կոդավորման համակարգ.

Առաջին նիշ՝ ատամի տեսակը և համապատասխան կազմավորումը

1: Ֆրեզավորված ատամներ, փափուկ կազմավորումներ

2: Ֆրեզավորված ատամներ, միջինից մինչև միջին կարծրության կազմավորումներ

3: Ֆրեզավորված ատամներ, կոշտ և հղկող կազմավորումներ

5: Տեղադրեք ատամներ, փափուկից մինչև միջին չափի կազմավորումներ

6: Ատամների տեղադրում, միջին կարծրության կազմավորումներ

7: Ներդիր ատամներ, կոշտ և հղկող կազմավորումներ

8: Ներդրեք ատամներ, չափազանց կոշտ և խիստ հղկող կազմավորումներ

Երկրորդ նիշ՝ կազմավորման կարծրության ենթաբաժանում (1-4 աստիճան; ավելի բարձր թվերը ցույց են տալիս ավելի կարծր կազմավորումներ)

Երրորդ նիշ. Բիթի կառուցվածքային բնութագրերը

4: Հերմետիկ գլանային կրողներ

6: Հերմետիկ սահող կրողներ

7: Հերմետիկ սահող կրողներ + ներդիրի չափիչի պաշտպանություն

8: Ուղղորդված հորատման համար նախատեսված շեղող գլխիկներ

Պարզեցված IADC դասակարգման համակարգ գլանաձև կոնաձև գլխիկների համար

Քարերի կոտրման մեխանիզմը և շարժման բնութագրերը

Գործողության ընթացքում գլանաձև կոնաձև գլխիկը ցուցաբերում է երեք տեսակի կոմպոզիտային շարժում.

• Պտտում. կոները պտտվում են ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ ամբողջ գլխիկի հետ միասին։
• Պտտում. Ատամները պտտվում են ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ կոնի առանցքի շուրջը։
• Սահող. Ներառյալ ճառագայթային և շոշափողական սահքը։

Այս կոմպոզիտային շարժումը հասնում է կրկնակի ժայռաբեկորային էֆեկտի.

1.Հարվածային ջարդման էֆեկտ. Միակ և կրկնակի ատամների ներքևի անցքի հետ հերթագայող շփումը առաջացնում է երկայնական տատանումներ, ստեղծելով հարվածային բեռներ։

2.Սահող կտրման էֆեկտ. Ապարի կտրումը իրականացվում է կախված, կրկնակի կոնաձև և տեղաշարժված կառուցվածքների նախագծման միջոցով։

Ընտրության ռազմավարություն և ձևավորման համապատասխանեցում 

Գլանաձև կոնաձև գլխիկներ ընտրելու հիմնական սկզբունքները՝ հիմնվելով ժայռի հատկությունների վրա.

• Փափուկ կազմավորումներ. ընտրեք շեղված, կախված և կրկնակի կոնաձև կառուցվածքներով գլխիկներ, որոնք հագեցած են բարձր, լայն և նոսր ֆրեզերային կամ ներդիր ատամներով։
• Միջին-կարծր կազմավորումներ. նվազեցրեք շեղման, ելուստի և կրկնակի կոնի արժեքները. օգտագործեք կարճ, նեղ և խիտ ատամներ։
• Կարծր և հղկող կազմավորումներ. Ընդունեք միակոնաձև գլաններ՝ առանց դուրս գալու կամ տեղաշարժի, որոնք հագեցած են գնդաձև կամ կոնաձև գնդաձև ատամներով։
• Շեղման հակված կազմավորումներ. Ընտրեք կարճ ատամներով գլխիկներ՝ առանց շեղման կամ փոքր շեղումով, և առանց չափիչ ատամների։
• Միջշերտավորված փափուկ և կարծր կազմավորումներ. Ընտրեք գլխիկների տեսակները՝ հիմնվելով կարծր ապարի վրա և դինամիկ կերպով կարգավորեք պարամետրերը հորատման ընթացքում։

Հատուկ աշխատանքային պայմաններին արձագանք

• Փոքր հորատանցքեր (<177 մմ): Օգտագործեք միագլան կոնաձև գլխիկներ, որոնք ունեն ավելի մեծ կոներ, ատամներ և կրողներ՝ ավելի բարձր ամրության համար:
• Ուղղորդված հորատում. Ընտրեք հատուկ շեղող բիտեր, որոնց IADC կոդի երրորդ նիշը 8 է։ 

02 Ալմաստե ֆրեզեր. Հզոր գործիքներ կոշտ կազմավորումների համար 

Որպես բնության մեջ առկա ամենակարծր նյութ՝ ադամանդն ունի Մոհսի 10-րդ աստիճանի կարծրություն, մինչև 8800 ՄՊա սեղմման դիմադրություն և պողպատից 9000 անգամ ավելի մաշվածության դիմադրություն։ Այս հատկությունը օգտագործելով՝ ադամանդի ֆրեզերը դարձել են կարծր կազմավորումների դեմ պայքարի լավագույն գործիքը։

Դասակարգման համակարգ և տեխնոլոգիական էվոլյուցիա

Ժամանակակից ադամանդի բիտերը հիմնականում բաժանված են երեք տեսակի՝

1.Մակերեսային ադամանդե բիտեր

• Ադամանդի մասնիկները հայտնվում են մատրիցի մակերեսին։
• Հարմար է միջինից մինչև կարծր կազմավորումների համար։
• Ալմաստի մասնիկների չափի դասակարգում.
• Փափուկ կազմավորումներ՝ 2 հատիկ մեկ կարատում (gpc) (մասնիկի չափը մոտավորապես 4 մմ)
• Միջին կարծր կազմավորումներ՝ 3-4 գպկ (մասնիկի չափը մոտավորապես 3.6 մմ)
• Կարծր կազմավորումներ՝ 10-15 գպկ (մասնիկի չափը մոտավորապես 2.0 մմ)

2.Ներծծված ադամանդե բեկորներ

• Ադամանդները ներծծվում են մատրիցայի ներսում (60-400 գպկ):
• Հարմար է կոշտ և հղկող կազմավորումների համար (օրինակ՝ կայծքար, սիլիկատային դոլոմիտ):
• Ադամանդի ինքնասրումը ձեռք է բերվում մատրիցային մաշվածության միջոցով։

3.PDC բիթեր (պոլիկրիստալային ադամանդե կոմպակտ բիթեր)

• Առաջին անգամ ներկայացվել է ԱՄՆ-ի General Electric (GE) ընկերության կողմից 1973 թվականին։
• Կոմպակտ կառուցվածք՝ ադամանդե շերտ + ցեմենտացված կարբիդային հիմք։
• Հարմար է փափուկից մինչև միջին կարծրության միատարր կազմավորումների համար։

Կառուցվածքային նախագծում և հիմնական պարամետրեր

Ադամանդե գլխիկները ունեն ինտեգրալ դիզայն՝ առանց շարժական մասերի, որոնք հիմնականում ներառում են՝

• Պողպատե կորպուս. պատրաստված է միջին ածխածնային պողպատից, վերին մասում միացնող թելերով։
• Մատրից՝ վոլֆրամի կարբիդի փոշի + պղնձի վրա հիմնված կապող մետաղ, HRC 30-45 կարծրության աստիճանով։
• Կտրող տարրեր՝ բնական/սինթետիկ ադամանդներ կամ PDC կոմպակտներ։
• Հիդրավլիկ կառուցվածք. Ջրային հոսքեր և հոսքուղիներ (շառավղային, պարուրաձև և այլն):

Հիմնական նախագծման պարամետրեր

• Ադամանդի կոնցենտրացիա. Կարգավորվում է ձևավորման հղկողականության հիման վրա. ավելի բարձր կոնցենտրացիա՝ ավելի հղկող կազմավորումների համար։
• Դրսի բարձրությունը՝
• Փափուկ կազմավորումներ՝ մասնիկների չափի 1/3-ը
• Կարծր կազմավորումներ՝ մասնիկների չափի 1/6-1/10-ը
• Շրթունքների ձևը՝
• Հարթ հատակով. համասեռ կազմավորումների համար
• Կոր։ Կոշտ կազմավորումների համար
• Ատամնավոր: հղկող կազմավորումների համար

Ժայռաբեկման մեխանիզմը և ձևավորման արձագանքը

Ալմաստե կտորների ապարահատման մեթոդը տարբերվում է ձևավորման հատկություններից կախված՝

Պլաստիկ կազմավորումներ (օրինակ՝ ցեխաքար, գիպս). Նման է «հերկման» գործընթացին. ադամանդները թափանցում են կազմավորման մեջ՝ առաջացնելով ապարի պլաստիկ հոսք։

Փխրուն կազմավորումներ (օրինակ՝ քվարցային ավազաքար). Ձևավորվում են ծավալային մանրացման փոսեր, որոնց կտրման չափերը ադամանդների ցցվածությունից 2-4 անգամ մեծ են, ինչը հանգեցնում է բարձր արդյունավետության:

Կարծր ապարներ (օրինակ՝ կայծքար, սիլիկատային ապար). Օգտագործվում են ներծծված կտորներ, և ապարների կոտրումը իրականացվում է միկրոկտրման և քերծման միջոցով, նման է հղկող անիվի մաշմանը։

PDC բիթերի տեխնիկական առավելություններն ու սահմանափակումները

Որպես ադամանդե գլխիկների ընտանիքի հեղափոխական արտադրանք, PDC գլխիկներն ունեն եզակի առավելություններ.

Կառուցվածքային առանձնահատկություններ

Պողպատե կորպուսով PDC գլխիկներ. ինտեգրալ միջին ածխածնային պողպատ՝ մակերեսային կարծրացման մշակմամբ։

Մատրիցային մարմնով PDC գլխիկներ. Վերին պողպատե մարմին + ստորին վոլֆրամի կարբիդային մատրից, որն ապահովում է ավելի լավ աշխատանք։

Պրոֆիլային դիզայն

Պարաբոլիկ. փափուկ կազմավորումների համար, որը հնարավորություն է տալիս բարձր կադրեր և հորատման արագություն։

Կլոր. պտտվող սեղանի վրա հորատման համար, որը հեշտացնում է կոշտ միջադիրների ներթափանցումը:

Կոնաձև. Բարձր արագությամբ հորատման համար, լավ թափանցելիությամբ։

Կիրառման սահմանափակումներ

Հարմար չէ խճաքարային կազմավորումների և միջշերտավորված փափուկ-կարծր կազմավորումների համար։

Ջերմաստիճանային դիմադրության սահման (մաշվածությունն ուժեղանում է 350℃-ից բարձր, ամրության անկումը տեղի է ունենում 700℃-ի դեպքում):

Վատ հարվածային դիմադրություն; նոր գլխիկների եզրերի կոտրման հավանականություն կա։

Ալմաստե գլխիկների համար կիրառելի կազմավորումների համեմատական ​​աղյուսակ

03 Գիտական ​​ընտրության ուղեցույց. Համապատասխան կազմավորումներ և գործառնական պահանջներ

Գլանաձև կոնաձև գլխիկի ընտրության ոսկե կանոններ

Ձևավորման կարծրության համապատասխանեցում

Փափուկ կազմավորումներ. ընտրեք բարձր շեղումով, ելուստային և կրկնակի կոնաձև կառուցվածքներով սղոցներ, որոնք հագեցած են սեպաձև կամ գդալաձև ատամներով։

Կարծր կազմավորումներ. Ընդունեք միակ կոնաձև, ոչ տեղաշարժված կառուցվածքներ, որոնք հագեցած են գնդաձև ատամներով կամ կոնաձև գնդաձև ատամներով։

Արձագանքը քերծվածքին

Հղկող կազմավորումների համար օգտագործեք չափիչ ատամներով ներդիր գլխիկներ։

Եթե ​​արտաքին շարքի ատամները կլորացված են, մինչդեռ միջին ատամները քիչ մաշվածություն են ցուցաբերում, հաջորդ գլխիկը պետք է նախագծված լինի ուժեղացված չափիչով։

Հատուկ աշխատանքային պայմանների համար նախատեսված հակազդեցություններ

Շեղման հակված կազմավորումներ. ընտրեք կարճ ատամներով սղոցներ՝ առանց շեղման կամ փոքր շեղումով։ Ձևավորման հարմարվողականությունը պետք է մի փոքր ավելի մեղմ լինի, քան իրական ձևավորումը։

Միջշերտավորված փափուկ-կարծր կազմավորումներ. ընտրեք կտրիչներ՝ հիմնվելով կարծր ապարի վրա և դինամիկ կերպով կարգավորեք պարամետրերը հորատման ընթացքում։

Խորը հորատանցքի հատվածի հորատում. օգտագործեք մեծ ընդհանուր տրամագիծ ունեցող գլխիկներ՝ անջատման ժամանակի կորուստը փոխհատուցելու համար։

Ալմաստե բիտերի ընտրության ռազմավարություն

PDC բիթերի համար կիրառելի պայմաններ

Օպտիմալ սցենարներ՝ երկար, միատարր, փափուկից մինչև միջին կարծրության կազմավորումներ (օրինակ՝ թերթաքար, ցեխաքար, գիպս):

Արգելված սցենարներ՝ խճաքարային կազմավորումներ, կայծքարե միջշերտեր, միջշերտ փափուկ-կարծր կազմավորումներ։

Պարամետրերի կարգավորում՝ ցածր WOB (30-60 կՆ), բարձր պտույտ/րոպե (100-300 պտույտ/րոպե), մեծ հոսքի արագություն։

Բնական/սինթետիկ ադամանդե գլխիկների համար կիրառելի պայմաններ

Կարծրից մինչև չափազանց կարծր կազմավորումներ (օրինակ՝ գրանիտ, քվարց ավազաքար):

Բարձր հղկող կազմավորումներ (օրինակ՝ կայծքար, սիլիկատային դոլոմիտ):

Տուրբինային հորատում, խորը/գերխորը հորատանցքեր և միջուկազերծման գործողություններ։

Հատուկ պահանջներ միջուկային բիթերի համար

Գլանաձև կոնաձև միջուկի գլխիկներ. Չորս գլանաձև կոնաձև (կոնաձև/գլանաձև) կամ վեց գլանաձև կոնաձև (լրիվ գլանաձև) դիզայն։

Ադամանդե միջուկով գլխիկներ. Պահանջում են սիմետրիկորեն բաշխված կտրող եզրեր՝ հաստատուն մաշվածության դիմադրությամբ։

Հիմնական ցուցիչ՝ ներքին անցքի և արտաքին շրջանակի միջև համակենտրոնություն՝ միջուկի օվալացումից խուսափելու համար։

Հորատանցքային անոմալիայի գնահատում և կառավարում

Գլանաձև կոնաձև գլխիկի աշխատանքային վիճակի նույնականացում

Կրողային վնասվածք. պտտվող սեղանի պարբերական ցնցումներ, վատթարացում բարձր WOB-ի ազդեցության տակ, հորատման արագության նվազում, բայց պոմպի նորմալ ճնշում։

Կոնի կորուստ. հորատման ժամանակ ուժեղ կպչունություն, քաշի ցուցիչի կտրուկ տատանում, փորվածքի լարը վեր քաշելիս ընկնելու խորության փոփոխություն։

Ատամների մաշվածություն. պտտվող սեղանի վրա բեռի նվազում, ցնցումների բացակայություն, հորատման արագության զգալի նվազում։

Ադամանդե բիթերի օգտագործման արգելքներ

Գիծը փոսը մտցնելուց առաջ պետք է մաքրել ներքևի անցքը՝ մետաղական մնացորդներ չմնալու համար։

Սկսեք հորատումը փոքր WOB-ով և ցածր պտույտներով՝ «մուտքի» համար (0.5 մ հատակի անցքի նախապատրաստում):

Խուսափեք լայնացման գործողություններից։ Անհրաժեշտության դեպքում, միատարր աշխատանքի համար օգտագործեք ցածր WOB և ցածր պտույտներ։

Կապ:Ջեսի Չժոու
Բջջային/Whatsapp:+0086-18109206861
Վեբ:www.landrilltools.com