Гол нүхний багаж хэрэгсэл: Роллер конус болон алмазан өрмийн ангилал ба хэрэглээний цогц гарын авлага

01 Роллер конус хошуу: Формацид дасан зохицох олон талын хэрэгсэл

1909 онд гарч ирснээс хойш өнхрөх конус хэлбэрийн өрөмдлөг нь эргэлтэт өрөмдлөгт хамгийн өргөн хэрэглэгддэг өрөмдлөгийн төрөл болсон. Тэдний өвөрмөц олон конус хэлбэрийн бүтцийн загвар нь зөөлөнөөс маш хатуу хүртэл янз бүрийн формацийн нөхцөлд дасан зохицох боломжийг олгодог.

Бүтцийн найрлага ба гол технологиуд

Роллер конусын бит нь таван үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэнэ.

• Бие: Гурван конус хөлийг хооронд нь гагнаж, дээд хэсэгт нь холбох утаснууд байна.
• Роллер конус: Гадаргуу дээр тээрэмдсэн шүдтэй эсвэл оруулгатай конус хэлбэрийн металл биетүүд.
• Холхивчийн систем: Том, дунд, жижиг болон түлхэгч холхивч гэсэн дөрвөн багц холхивчоос бүрдэнэ.
• Цорго: Ихэвчлэн 3-4 ширхэг байдаг бөгөөд диаметр нь 7-14 мм байдаг.
• Тос хадгалах ба битүүмжлэх систем: Резинэн эсвэл металл битүүмжлэх цагираг нь даралтын нөхөн олговрын төхөөрөмжтэй хослуулсан.

Эдгээрээс холхивчийн битүүмжлэх технологи нь булны конус хэлбэрийн хошуунд зориулсан гол технологийн нээлт юм. Орчин үеийн хошуунууд нь тос хадгалах даралтын нөхөн олговрын системийг ашигладаг бөгөөд энэ нь даралтын дамжуулах нүх, даралтын нөхөн олговрын диафрагм, тосны аяга зэрэг бүрэлдэхүүн хэсгүүдээр дамжуулан холхивчийн хөндий дэх тосны даралт болон нүхний өрөмдлөгийн шингэний баганын даралтын хоорондох динамик тэнцвэрийг хадгалдаг.

Ангиллын систем ба IADC кодчилол

Олон улсын өрөмдлөгийн гэрээт гүйцэтгэгчдийн холбоо (IADC) нь гурван оронтой кодчилолын системийг ашиглан өнхрөх конусын хошуунд зориулсан дэлхий даяар нэгдсэн ангиллын стандартыг боловсруулсан:

Эхний орон: Шүдний төрөл ба холбогдох хэлбэр

1: Тээрэмдсэн шүд, зөөлөн формаци

2: Дунд зэргээс дунд зэргийн хатуулагтай, тээрэмдсэн шүднүүд

3: Тээрэмдсэн шүд, хатуу ба зүлгүүрийн формаци

5: Зөөлөнөөс дунд зэргийн хэмжээтэй шүд оруулна

6: Шүд оруулах, дунд зэргийн хатуу формац

7: Шүд оруулах, хатуу болон зүлгүүрийн формацийг

8: Шүд оруулах, маш хатуу бөгөөд маш их үрэлттэй формацтай

Хоёр дахь орон: Үүсэлтийн хатуулгийн дэд хуваагдал (1-4-р зэрэг; өндөр тоо нь илүү хатуу формацийг илтгэнэ)

Гурав дахь орон: Битийн бүтцийн шинж чанарууд

4: Битүүмжилсэн булны холхивч

6: Битүүмжилсэн гулсах холхивч

7: Битүүмжилсэн гулсах холхивч + оруулгын хэмжүүрийн хамгаалалт

8: Чиглэлийн өрөмдлөгийн хазайлтын хошуу

Роллер конусын битүүдийн хялбаршуулсан IADC ангиллын систем

Чулуулгийг хагалах механизм ба хөдөлгөөний шинж чанарууд

Ашиглалтын явцад өнхрөх конус хэлбэрийн хошуу нь гурван төрлийн нийлмэл хөдөлгөөнийг харуулдаг:

• Хувьсгал: Конусууд бүхэл битийн дагуу цагийн зүүний дагуу эргэлддэг.
• Эргэлт: Шүд нь конусын тэнхлэгийн эргэн тойронд цагийн зүүний эсрэг эргэлддэг.
• Гулсах: Радиаль болон тангенциал гулсах зэрэг орно.

Энэхүү нийлмэл хөдөлгөөн нь чулуулгийг хагалах давхар эффектийг бий болгодог:

1.Цохилтот бутлалтын нөлөө: Дан болон давхар шүднүүд ёроолын нүхтэй ээлжлэн шүргэлдэх нь уртааш чичиргээ үүсгэж, цохилтын ачааллыг бий болгодог.

2.Гулсах хяргах эффект: Чулуулгийн хяргалтыг хэт өндөр, давхар конус болон офсет байгууламжийн зураг төслөөр дамжуулан хийдэг.

Сонголтын стратеги ба хэлбэрийг тохируулах 

Чулуулгийн шинж чанарт үндэслэн өнхрөх конусын хошууг сонгох үндсэн зарчим:

• Зөөлөн формаци: Өндөр, өргөн, сийрэг тээрэмдсэн эсвэл оруулгатай шүдээр тоноглогдсон, офсет, унжсан болон давхар конус бүтэцтэй сонгогдсон хошуунууд.
• Дунд зэргийн хатуулагтай формациуд: Хазайлттай, унжсан болон давхар конусын утгыг багасгах; богино, нарийн, өтгөн шүд ашиглах.
• Хатуу ба зүлгүүрийн формаци: Бөмбөлөг шүдтэй эсвэл конус хэлбэртэй бөмбөлөг шүдтэй, унжсан эсвэл гажсан дан конус хэлбэрийн булныг ашиглана.
• Хазайлттай тогтоц: Огт байрлалгүй эсвэл жижиг офсеттой, мөн хэмжигч шүдгүй богино шүдтэй хошууг сонгоно уу.
• Хоорондоо холбогдсон зөөлөн ба хатуу формацууд: Илүү хатуу чулуулагт үндэслэн өрөмдлөгийн төрлийг сонгож, өрөмдлөгийн явцад параметрүүдийг динамикаар тохируулна.

Ажлын тусгай нөхцөлд үзүүлэх хариу арга хэмжээ

• Жижиг цооног (<177 мм): Илүү бат бөх байхын тулд том конус, шүд, холхивчтой дан өнхрөх конус өрөм ашиглана уу.
• Чиглэлтэй өрөмдлөг: IADC кодын гурав дахь орон нь 8 байх тусгай хазайлтын хошууг сонгоно уу. 

02 Алмазан өрөм: Хатуу формацийн хүчирхэг хэрэгсэл 

Байгалийн хамгийн хатуу материал болох алмаз нь Мохсын 10-р зэргийн хатуулагтай, шахалтын бат бэх нь 8800 МПа хүртэл, элэгдэлд тэсвэртэй нь гангаас 9000 дахин их юм. Энэхүү шинж чанарыг ашиглан алмазын хошуу нь хатуу формацийг шийдвэрлэх хамгийн сайн хэрэгсэл болжээ.

Ангиллын систем ба технологийн хувьсал

Орчин үеийн алмазан өрөм нь үндсэндээ гурван төрөлд хуваагддаг:

1.Гадаргуу дээр суурилуулсан алмазан цорго

• Алмазан хэсгүүд матрицын гадаргуу дээр ил гардаг.
• Дунд зэргийн хатуулаг болон хатуу формацид тохиромжтой.
• Алмаз бөөмийн хэмжээний ангилал:
• Зөөлөн формаци: карат тутамд 2 ширхэг (gpc) (бөөмийн хэмжээ ойролцоогоор 4 мм)
• Дунд зэргийн хатуулагтай формациуд: 3-4 gpc (бөөмийн хэмжээ ойролцоогоор 3.6 мм)
• Хатуу формаци: 10-15 gpc (бөөмийн хэмжээ ойролцоогоор 2.0 мм)

2.Шингээсэн алмазан цорго

• Алмазыг матрицын дотор (60-400 gpc) шингээсэн.
• Хатуу болон зүлгүүрийн формацид (жишээлбэл, цахиур чулуу, цахиурын доломит) тохиромжтой.
• Алмазан өөрөө хурцлах нь матрицын элэгдэлээр хийгддэг.

3.PDC битүүд (Поликристалл алмазан авсаархан битүүд)

• Анх 1973 онд АНУ-ын General Electric (GE) компани нэвтрүүлсэн.
• Авсаархан бүтэц: Алмазан давхарга + цементэн карбидын суурь.
• Зөөлөнөөс дунд зэргийн хатуулагтай нэгэн төрлийн формацид тохиромжтой.

Бүтцийн зураг төсөл ба үндсэн параметрүүд

Алмазан хошуу нь хөдөлгөөнгүй хэсгүүдгүй, үндсэндээ дараахь зүйлсийг багтаасан салшгүй загварыг ашигладаг.

• Ган их бие: Дунд зэргийн нүүрстөрөгчийн гангаар хийгдсэн, дээд хэсэгт нь холбох утастай.
• Матриц: Вольфрамын карбидын нунтаг + зэс суурьтай холбогч металл, HRC 30-45 хатуулгийн зэрэгтэй.
• Зүсэх элементүүд: Байгалийн/нийлэг алмааз эсвэл PDC нягтруулсан.
• Гидравлик бүтэц: Усны гольдрол ба урсгалын суваг (радиаль, спираль гэх мэт).

Гол дизайны параметрүүд

• Алмазан агууламж: Үүссэн үрэлтээс хамаарч тохируулна; илүү их үрэлттэй формацтай бол илүү өндөр концентрацитай.
• Цоожны өндөр:
• Зөөлөн формаци: бөөмийн хэмжээний 1/3
• Хатуу формаци: бөөмийн хэмжээний 1/6-1/10
• Уруулын хэлбэр:
• Хавтгай ёроолтой: Нэг төрлийн формацийн хувьд
• Муруй: Хатуу формацийн хувьд
• Шүдтэй: Зүлгүүрийн формацийн хувьд

Чулуулгийг хагалах механизм ба формацийн хариу урвал

Алмазан өрөмийг чулуулгийг бутлах арга нь үүсэх шинж чанараас хамааран өөр өөр байдаг:

Хуванцар формаци (жишээ нь, шавар чулуу, гипс): “Анжислах” үйл явцтай төстэй; алмааз нь формацийг нэвтэрч чулуулгийн хуванцар урсгалыг үүсгэдэг.

Хэврэг тогтоц (жишээ нь, кварцын элсэн чулуу): Эзэлхүүнтэй бутлах нүхийг үүсгэдэг бөгөөд огтлолын хэмжээ нь алмаазны цухуйсан хэсгээс 2-4 дахин их байдаг тул өндөр үр ашигтай байдаг.

Хатуу чулуулаг (жишээ нь, цахиур, цахиурлаг чулуулаг): Шингээсэн ховил ашигладаг бөгөөд нунтаглах дугуйны үрэлттэй төстэй бичил зүсэлт, маажих замаар чулуулгийг хагалах ажлыг гүйцэтгэдэг.

PDC битүүдийн техникийн давуу болон хязгаарлалтууд

Алмазан өрмийн гэр бүлийн хувьсгалт бүтээгдэхүүн болох PDC өрөм нь өвөрмөц давуу талуудтай:

Бүтцийн онцлогууд

Ган-Их биеийн PDC Биеийн Хэсэг: Гадаргуугийн хатууралтын боловсруулалттай, дунд зэргийн нүүрстөрөгчийн ган.

Матриц-Биеийн PDC Битүүмжлэл: Дээд ган их бие + доод вольфрамын карбидын матриц нь илүү сайн гүйцэтгэлийг санал болгодог.

Профайлын дизайн

Параболик: Зөөлөн формацын хувьд өндөр дүрс бичлэг болон өрөмдлөгийн хурдыг бий болгодог.

Дугуй: Эргэлдэгч ширээний өрөмдлөгийн зориулалттай бөгөөд хатуу завсрын давхаргыг нэвтлэх боломжийг олгодог.

Конус хэлбэртэй: Өндөр хурдтай өрөмдлөгийн зориулалттай, нэвтрэлтийн сайн үзүүлэлттэй.

Аппликейшний хязгаарлалтууд

Хайрганы формаци болон давхаргын завсрын зөөлөн-хатуу формацид тохиромжгүй.

Температурын эсэргүүцлийн хязгаар (элэгдэл 350℃-ээс дээш эрчимждэг; 700℃-д бат бэх чанар алдагддаг).

Цохилтод тэсвэртэй байдал муу; шинэ хэсгүүдийн ирмэг хагарах магадлал өндөр.

Алмазан өрөмдлөгийн хувьд тохирох формацийн харьцуулсан хүснэгт

03 Шинжлэх ухааны сонголтын гарын авлага: Тохирох хэлбэр ба үйл ажиллагааны шаардлага

Роллер конус бит сонгох алтан дүрэм

Хатуулаг үүсэх тохируулга

Зөөлөн тогтоц: Өндөр офсеттой, унжсан, давхар конус бүтэцтэй, шаантаг хэлбэртэй эсвэл халбага хэлбэртэй шүдтэй сонгогдсон хошуунууд.

Хатуу формаци: Бөмбөлөг хэлбэртэй эсвэл конус хэлбэртэй шүдээр тоноглогдсон, дан конус хэлбэртэй, офсет бус бүтэцтэй.

Үрэлтэд үзүүлэх хариу үйлдэл

Зүлгүүрийн формацийн хувьд хэмжигч шүдтэй оруулгын хошууг ашиглана.

Хэрэв гадна эгнээний шүднүүд бөөрөнхий хэлбэртэй, дунд шүднүүд элэгдэл багатай байвал дараагийн шүдийг сайжруулсан хэмжүүрийн хамгаалалтаар хийх хэрэгтэй.

Ажлын тусгай нөхцөлд үзүүлэх хариу арга хэмжээ

Хазайлттай формаци: Хазайлтгүй эсвэл жижиг хазайлттай богино шүдтэй хошууг сонгоно уу; формацийн дасан зохицох чадвар нь бодит формациас арай зөөлөн байх ёстой.

Зөөлөн-хатуу давхаргын завсрын формаци: Илүү хатуу чулуулагт үндэслэн өрөмдлөгийн өрөмдлөгийг сонгож, өрөмдлөгийн явцад параметрүүдийг динамикаар тохируулна.

Гүн худгийн хэсэгчилсэн өрөмдлөг: Ачааллын хугацааг нөхөхийн тулд нийт өндөр хөндлөн огтлолтой өрөм ашиглана уу.

Алмазан өрөм сонгох стратеги

PDC битүүдэд хамаарах нөхцөлүүд

Хамгийн тохиромжтой хувилбарууд: Урт нэгэн төрлийн зөөлөнээс дунд зэргийн хатуулагтай формациуд (жишээ нь, занар, шаварлаг чулуу, гипс).

Хориотой нөхцөл байдал: Хайрганы тогтоц, цахиурын завсрын давхаргууд, завсрын зөөлөн-хатуу тогтоцууд.

Параметрийн тохиргоо: Бага WOB (30-60 кН), өндөр RPM (100-300 rpm), өндөр урсгалын хурд.

Байгалийн/Синтетик алмазан хошуунд хамаарах нөхцөлүүд

Хатуугаас маш хатуу тогтоцтой (жишээ нь, боржин чулуу, кварцын элсэн чулуу).

Өндөр үрэлттэй формациуд (жишээ нь, цахиур чулуу, цахиурын доломит).

Турбины өрөмдлөг, гүн/маш гүний худаг, цөм гаргах үйл ажиллагаа.

Гол битүүдэд тавигдах тусгай шаардлага

Роллер конусын гол хэсгүүд: Дөрвөн роллер конус (конус/цилиндр хэлбэртэй) эсвэл зургаан роллер конус (бүрэн цилиндр хэлбэртэй) загвар.

Алмазан голын зүсэлтүүд: Тогтмол элэгдэлд тэсвэртэй, тэгш хэмтэй тархсан зүсэлтийн ирмэгүүд шаардлагатай.

Гол үзүүлэлт: Цөм зууван хэлбэрээс зайлсхийхийн тулд дотор нүх ба гадна тойргийн хоорондох төвлөрөл.

Нүхний доорхи аномалийн дүгнэлт ба зохицуулалт

Роллер конус битийн ажиллах нөхцөлийг тодорхойлох

Холхивчийн гэмтэл: Эргэлдэгч ширээ үе үе цочирдож, өндөр WOB-ийн нөлөөгөөр улам дордож, өрөмдлөгийн хурд буурсан ч насосны даралт хэвийн байна.

Конус алдагдах: Өрөмдлөг хүчтэй наалдах, жингийн заагч огцом хэлбэлзэх, өрмийн утсыг дээш татах үед сийрэлтийн гүн өөрчлөгдөх.

Шүдний элэгдэл: Эргэлдэгч ширээний ачаалал буурсан, цохилт байхгүй, өрөмдлөгийн хурд мэдэгдэхүйц буурсан.

Алмазан цөмийг ашиглах хориотой зүйлс

Металл хог хаягдал үлдэхгүйн тулд өрөмдлөгийн нүхийг ажиллуулахаас өмнө ёроолын нүхийг цэвэрлэх шаардлагатай.

"Нүхний ёроолд 0.5 м-ийн агааржуулалт" хийхийн тулд бага эргэлтийн хурдтайгаар өрөмдлөг эхлүүлнэ үү.

Хиймэл хөдөлгөөнөөс зайлсхий; шаардлагатай бол жигд ажиллагаатай байхын тулд бага WOB болон бага RPM ашиглана уу.

Холбоо барих:Жесси Жоу
Гар утас/WhatsApp:+0086-18109206861
Вэб:www.landrilltools.com