Puurimistööstuses peetakse survet laialdaselt puurimiskiirust mõjutavaks põhiparameetriks-paljud operaatorid usuvad intuitiivselt, et puurimissurve suurenemine võib otseselt kiirendada läbitungimiskiirust (ROP), lühendada puuritsükleid ja vähendada kulusid. See vaade jätab aga tähelepanuta puuraukude keskkondade, kivimite omaduste ja puuri jõudluse keerukuse. Põhiküsimus, mida peame uurima, on järgmine: kas kõrgem rõhk parandab alati puurimiskiirust? Vastus on selge: ei. Kuigi sobiv rõhk võib soodustada kivide purustamist ja parandada puurimise tõhusust, põhjustab liigne surve sageli vastupidiseid tulemusi, põhjustades isegi seadme kahjustamist ja ohutusriske. Selles artiklis analüüsitakse põhjalikult puurimisrõhu ja puurimiskiiruse vahelist seost ning kombineeritakse praktilisi rakendusstsenaariume, et selgitada, kuidas optimaalse puurimistõhususe saavutamiseks rõhu parameetreid sobitada puuritoodete ja moodustamistingimustega.
Positiivne korrelatsioon rõhu ja puurimiskiiruse vahel: mõistlikus vahemikus
Puurimissurve kui puuriotsakule mõjuv aksiaalne jõud on kivimi purunemise vajalik tingimus kaevu põhjas-see annab liikumapaneva jõu puuri lõikehammastele kivimi läbistamiseks ja lõikamiseks, määrates otseselt kivimi purustamise meetodi ja mõju. Kui rõhku kontrollitakse teaduslikus vahemikus, on selle soodustav mõju puurimiskiirusele ilmne, mis peegeldub peamiselt kivimite purustamise kolmes etapis:
Esiteks pinna purustamise etapp: kui rõhk on väiksem kui kivi survetugevus, ei saa lõikehambad kivimisse sisse lõigata ja võivad kivi pinda murda ainult hõõrdumise tõttu, mille tulemuseks on madal puurimiskiirus, kuid proportsionaalne surve suurenemine. Teiseks, väsimuse purustamise staadium: kui rõhk on lähedane kivimi kõvadusele, tekitab kivimi pind lõikehammaste korduval toimel suure hulga pragusid, realiseerides kivimi mahumurru. Kolmandaks, ruumala purustamise etapp: kui rõhk ületab kivimi kõvaduse, saavad lõikehambad otse kivimi sisse lõigata, moodustades tõhusa ruumala purustamise, mis on tavalise puurimise ideaalne olek. Selles etapis võib rõhu sobitamine suure-jõudlusega puuriteradega maksimeerida tõhusust-näiteks Baker Hughes'PDC puuriteradneil on suurem lõikuri vastupidavus ja sobiva survega kasutamisel võivad need oluliselt parandada kõvade ja abrasiivsete moodustiste ROP-i.
Lisaks kinnitab kõrgsurvejoa-abiga puurimistehnoloogia veelgi mõistliku rõhu positiivset rolli: kasutades kõrgsurvepumpasid, mis tekitavad suure -kiirusega puurimisvedeliku jugasid, lõikavad joad kivisse pilusid, aidates puuril kiirendada kivimite lõikamist 2 korda lihtsamini 4 korda. rõhku reguleeritakse vahemikus 10 000 kuni 15 000 psi. See näitab, et sobivate seadmete ja moodustamistingimuste eeldusel on sobiv rõhk tõepoolest tõhus vahend puurimiskiiruse parandamiseks.
Ülemäärase surve negatiivne mõju: üle piiri, vastupidised tulemused
Kui rõhk ületab mõistliku vahemiku, katkeb positiivne korrelatsioon rõhu ja puurimiskiiruse vahel ning ilmneb rida probleeme, mis lõppkokkuvõttes vähendab puurimise efektiivsust ja suurendab kulusid. Konkreetsed ilmingud on järgmised:
1. Kiirendatud puuritera kulumine ja lühenenud kasutusiga
Puuritera laagrid, lõikehambad ja muud komponendid kannavad liigse surve all suuremat koormust, kiirendades kulumist, tuhmumist või isegi kahjustumist-ja lõikehammaste kulumiskiirus suureneb rõhu suurenedes märkimisväärselt ja kipub olema isegi lõpmatu, kui rõhk jõuab piirväärtuseni. Näiteks kui kasutate abrasiivsete moodustiste puurimiseks trikoonpuure, põhjustab liigne surve volframkarbiidist sisetükkide kiiret kulumist, mistõttu puur kaotab kivimi{2}}murdevõime juba varem, mistõttu on vaja sagedast komistamist, et puuri otsik välja vahetada, mis mitte ainult ei suurenda mittetootlikku aega, vaid suurendab ka puurimiskulusid. Vastupidi, sobivate puuriterade valimine ja mõistliku surve sobitamine võib minimeerida lõikehammaste kulumist ja pikendada puuritera kasutusiga.
2. Puurimiskiiruse stagnatsioon või langus
Puurimissurve ja puurimiskiiruse vahelise seose kõvera kohaselt aeglustub puurimiskiiruse kasvutempo märkimisväärselt, kui rõhk tõuseb teatud väärtuseni ja isegi peatub suurenemise või languse korral. Selle põhjuseks on asjaolu, et liigne surve põhjustab puuri ülekoormamise, mille tulemuseks on puuritööriistade ebastabiilne töö-, näiteks puuride hüppamine murdunud koosseisudes, mis mitte ainult ei paranda puurimiskiirust, vaid põhjustab ka lõikehammaste purunemist või purunemist, mis vähendab veelgi puurimise tõhusust. Lisaks põhjustab liigne rõhk sidusate pehmete kivimite puhul tõenäoliselt vee ummistumist ja otsaku pallimist, mistõttu puur ei suuda kivimit tõhusalt purustada ning puurimiskiirus langeb järsult.
3. Suurenenud puuraukude riskid ja seadmete rike
Liigne rõhk suurendab koormust puurnöörile, puurseadmele ja hüdrosüsteemile, mis põhjustab kergesti seadme rikkeid, nagu puurnööri deformatsioon, purunemine ja pumba kahjustus. Kui rõhk ületab spiraaltoru ja puurimismootori kandevõimet kõrgsurvejuga-toega puurimisel, põhjustab see lekke puurtoru ühenduskohas või kahjustab mootori tihendit, mille tulemuseks on puurimisõnnetused. Samal ajal suurendab liigne rõhk alumise augu diferentsiaalrõhku, mis põhjustab rõhku hoidvat mõju-kaljurakeid on raske põhjaaugust lahkuda, mille tulemuseks on korduv muljumine, mis mitte ainult ei vähenda puurimiskiirust, vaid võib põhjustada ka puuraugu kokkuvarisemist ja muid ohte.
Peamised tegurid, mis määravad optimaalse puurimiskiiruse jaoks vajaliku "mõistliku surve".
Ülemäärase surve negatiivse mõju vältimiseks ja rõhu rolli täielikuks mängimiseks puurimiskiiruse parandamisel on vaja põhjalikult kaaluda kolme põhitegurit ning sobitada vastavad tooted ja parameetrid:
1. Kivimi omadused: rõhu reguleerimise põhialus
Erinevat klassi kivimitel on survele väga erinev reaktsioon. Keskmise-kõvade kivimite (kivimiklass 6–7) on suurim puurimiskiiruse kasvutempo, kui survet suurendatakse; pehmed kivid (kivimiklass 4–5) on altid otsakute pallimisele, seega tuleks rõhku asjakohaselt vähendada; kõvadel kivimitel (kivimiklass 8–9) on suur survekaredus ja puurimiskiiruse kasvutempo survega on väike, seetõttu on vaja lihtsalt rõhu suurendamise asemel sobitada suure jõudlusega puuriterad. Näiteks keerukate kivimiomadustega geotermiliste moodustiste puurimisel saab optimaalse puurimise efektiivsuse saavutada Baker Hughesi geotermiliste puuriterade (sealhulgas trikooni-, PDC- ja hübriidtüübid) valimine ja rõhu reguleerimine vastavalt moodustumise kõvadusele.
2. Puuritera tüüp: sobiv surve, et anda toote eelistele mängu
Erinevat tüüpi puuriteradel on erinevad rõhu kohandamise vahemikud. PDC puuriterad sobivad keskmise ja kõrge rõhuga keskkondades ning nende pidevat lõikamist saab puurimiskiiruse parandamiseks mõistliku rõhu all täielikult rakendada; trikoonpuuriteradel on tugev kivi-purustusjõud, kuid liigne rõhk kiirendab laagrite kulumist; Kymera hübriidpuuriterad ühendavad rullkoonuste ja teemantotsakeste eelised ning suudavad kohaneda erinevate survekeskkondadega, kuid neid tuleb siiski kohandada vastavalt puuraukude tingimustele. Lisaks saavad adaptiivsed puuriterad reguleerida lõikesügavust vastavalt puuraugu rõhu muutustele, optimeerides automaatselt puurimise efektiivsust, mis on ideaalne valik keeruliste koosseisude jaoks, kus survet on raske stabiilselt kontrollida.
3. Puurimissüsteem ja abitingimused: rõhu stabiilsuse ja tõhususe tagamine
Puurimisseadme jõudlus, puurimisvedeliku kvaliteet ja puurimistööriistade kombinatsioon mõjutavad rõhu reguleerimise mõju. Näiteks puurseadme võimsus määrab maksimaalse rõhu, mida saab stabiilselt pakkuda; puurimisvedeliku tihedus ja viskoossus mõjutavad alumise augu diferentsiaalrõhku ning puurimisvedeliku ebamõistlik jõudlus kompenseerib rõhu reguleerimise positiivset mõju. Riikliku energiatehnoloogia laboratooriumi välja töötatud kõrgsurvespiraaliga{2}}torude puurimissüsteem lahendab kõrgsurvevedeliku ülekandmise probleemi kontsentriliste spiraaltorude kaudu, vältides leket ja tagades rõhu tõhusa ülekandumise puurile, parandades sellega puurimiskiirust.
Meie sertifikaat
Järeldus: optimaalne rõhk, mitte kõrgem rõhk, on puurimiskiiruse parandamise võti
Kokkuvõtteks võib öelda, et kõrgem rõhk ei paranda alati puurimiskiirust. Surve ja puurimiskiiruse vahelist suhet mõjutavad kivimi omadused, puuri tüüp ja puurimissüsteemi jõudlus -ainult siis, kui rõhku kontrollitakse mõistlikus vahemikus ning see on sobitatud sobivate puuriterade, puurimisvedeliku ja seadmetega, võib see tõhusalt soodustada kivimite purustamist ja parandada puurimise tõhusust. Liigne rõhk ainult kiirendab seadmete kulumist, vähendab puurimiskiirust ja suurendab puuraukude riske.
Praktilistel puurimistoimingutel peaksid operaatorid esmalt läbi viima moodustumise tingimuste põhjaliku analüüsi, valima sobivad puuriteratooted (nt PDC-puurid abrasiivsete moodustiste jaoks ja hübriidpuurid keeruliste formatsioonide jaoks) ning seejärel kohandama rõhuparameetreid vastavalt puurimisprotsessile ja seadme olekule koos puurimiskiiruse võrrandiga, et arvutada rõhk ja optimaalne rõhuvahemik. Samal ajal, kasutades täiustatud puurimissüsteeme, nagu kõrgsurvejuga-abiga puurimine- ja kohanduvad puurid, saab parandada surve kohanemisvõimet keeruliste puuraukude keskkondadega, võimaldades tõhusat, ohutut ja odavat-puurimist.
Kui teil on vaja rõhuparameetreid täiendavalt sobitada konkreetsete puuritoodetega või hankida tehnilisi juhiseid rõhu reguleerimiseks erinevates koosseisudes, võite meie tootekeskuse ja tehniliste uudiste jaotise kaudu konsulteerida meie professionaalse meeskonnaga ja saada lisateavet suure jõudlusega puurimislahenduste kohta.
