Типы PDC-вставок для коронок
PDC-коронки (компактный поликристаллический алмаз) создаются путем сборки массива камней в форме столешницы. Эти камни плотно скреплены между собой каплею металла, которая служит для усиления сцепления. Чем больше зерно алмаза, тем более визуально привлекательным и ярким он будет. Алмазы с более мелкими зернами более непрозрачны и их труднее увидеть.
PDC-вставки для коронок бывают разных типов:
- Традиционные PDC-коронки: Эти коронки, как правило, имеют поликристаллический алмазный стол, подкрепленный стальным корпусом. Они разработаны для различных буровых работ в мягких и твердых горных породах.
- Технологически продвинутые PDC-коронки: Они могут иметь такие особенности, как асимметричный профиль калибра, обтекаемый корпус или другие конфигурации, которые минимизируют трение и повышают эффективность очистки скважины. Они предназначены для высокопроизводительного бурения в сложных геологических условиях.
- Усиленные PDC-коронки: Они имеют дополнительные стальные подкладки или защитные кольца для увеличения срока службы коронки в абразивных образованиях. Они подходят для невосстановимых буровых работ в высокоабразивных или смешанных образованиях.
- PDC-коронки с полым сердечником: Эти коронки имеют цилиндрическую форму с центральной полостью, которая позволяет извлекать образцы керна. Их часто используют при геологическом бурении, разведке полезных ископаемых и экологических исследованиях, где для анализа и оценки необходимо получение образцов керна.
- PDC-коронки с винтовой нарезкой: Они разработаны для эффективного бурения и отбора проб в различных геологических условиях. Они обычно имеют спиральную резьбу, которая способствует удалению шлама из скважины, снижая риск закупорки коронки и сохраняя целостность скважины во время процесса бурения.
- PDC-коронки с водным каналом: Это специализированные буровые инструменты, используемые для создания скважин, одновременно управляя потоком бурового раствора. Они имеют стратегически размещенные водные каналы, которые обеспечивают циркуляцию бурового раствора или жидкости, что помогает охлаждать коронку, удалять шлам и стабилизировать скважину. PDC-коронки с водным каналом обычно используются при разведке нефти и газа, геотермальном бурении и бурении водных скважин, где эффективный контроль жидкости имеет решающее значение для успешного проведения буровых работ.
- PDC-коронки с фрезерными зубьями: PDC-коронки с фрезерными зубьями — это вид бурового инструмента, который используется для проникновения в горные породы и получения образцов керна для геологического анализа. Они специально разработаны для определенных условий бурения и могут иметь уникальную конструкцию зубьев, которая сочетает функции фрезерования и керноотбора. PDC-коронки с фрезерными зубьями часто используются при бурении твердых пород, например, при геотермальной разведке, оценке минеральных ресурсов или картировании подповерхностных слоев, где получение неповрежденных образцов керна необходимо для оценки геологических формаций и принятия обоснованных решений для дальнейшей разведки или освоения.
- PDC-коронки с одиночной головкой: PDC-коронки с одиночной головкой — это буровые инструменты, разработанные для геологической разведки или строительства скважин. Они обычно имеют одну головку из компактного поликристаллического алмаза (PDC), которая обеспечивает долговечность и производительность резки. PDC-коронки с одиночной головкой часто используются, когда для геологической оценки, оценки ресурсов или экологических исследований необходимо получить цилиндрические образцы горных пород.
Обслуживание PDC-вставок для коронок
PDC-коронки требуют регулярного осмотра для поддержания их работоспособности. Во-первых, пользователи должны убедиться, что их буровая машина по-прежнему отвечает эксплуатационным требованиям PDC-коронки, чтобы избежать преждевременного износа и повреждений. Пользователи всегда должны выбирать правильную коронку для работы, так как применение неправильного уровня скорости вращения или веса приведет к более быстрому, чем обычно, износу вставок. Они также должны выбирать подходящую буровую жидкость и образование, чтобы предотвратить разрушение элементов. Если PDC-коронку можно отремонтировать, ее следует обслуживать, а не заменять, чтобы поддерживать рабочие возможности и снизить затраты.
Во время эксплуатации пользователи должны отслеживать состояние вставок в соответствии с графиком обслуживания. Равномерный износ является желательной ситуацией, поскольку он продлевает срок службы коронки. Необычный быстрый износ или повреждение вставок указывает на то, что коронку может потребоваться немедленно обслужить. Следует проверить ослабленные или поврежденные участки, чтобы убедиться, что у них нет других проблем, а инструменты следует использовать для осторожного и безопасного удаления засоров. После обслуживания и устранения засоров PDC-коронку можно откалибровать как обычно, чтобы продлить ее срок службы при дальнейшем использовании.
Хотя у коронок есть ограниченный срок службы, пользователи могут максимально его продлить, тщательно обслуживая их, повышая уровень производительности коронки и снижая затраты. Другие элементы бурильной колонны могут требовать замены чаще, чем PDC-коронки. В этом случае стандартное обслуживание может гарантировать, что заменяется только коронки, а другие части бурильной колонны поддерживаются, что обеспечивает более экономичное решение для использования в буровых работах.
Сценарии применения PDC-вставок для коронок
Основное применение PDC-коронки (компактный поликристаллический алмаз) — в секторе бурения нефтяных и газовых скважин, который остается влиятельной отраслью, формирующей экономический ландшафт.
- Нефтегазовая промышленность: Буровики на морских платформах, свалках и в пустынных районах постоянно ищут способы извлечения большего количества запасов топлива. Появление направленного бурения даже привело к бурению горизонтальных скважин в сторону вертикальной скважины.
- Горнодобывающая промышленность: Отбор керна — это основной способ, которым буровики нефти и газа определяют, есть ли в этом районе достаточные запасы для оправдания бурения. Это включает использование коронок, которые создают отверстия малого диаметра. Кроме того, некоторые горные работы используют PDC-коронки для непосредственной добычи минералов, таких как уголь, который требует взрывных работ, и известняк, который можно добывать путем прямого вертикального или горизонтального доступа.
- Производство геотермальной энергии: Доступ к геотермальной энергии требует буровой техники, аналогичной добыче нефти и газа. После того, как будут найдены подходящие породы, образующие тепло, бурят вертикальные или горизонтальные скважины. В этом случае PDC-коронки идеально подходят для создания этих скважин.
- Бурение водных скважин: Технология бурения водных скважин усовершенствовалась, опираясь на электронный сбор данных, а не просто ручной подъем образцов, чтобы определить, как далеко бурить. Это еще больше увеличивает спрос на PDC-коронки, которые используются для прогнозирования водоносных горизонтов.
- Горизонтальное направленное бурение (ГНБ): Эта техника включает установку подземных инженерных сетей, таких как газ, вода или кабель, под реками, дорогами и другими препятствиями. Это экологически чистый способ прокладки жизненно важной инфраструктуры. ГНБ использует пилотные отверстия малого диаметра, которые часто создаются с помощью PDC-коронки.
- Бестраншейные технологии: Это метод, используемый для создания тоннелей для прокладки кабелей, труб или других типов каналов, без необходимости копать или нарушать поверхность. Обычно это единственный экономичный и быстрый метод. Как правило, коронки используются для создания отверстий малого диаметра, которые служат точками входа для бурения горизонтальных или направленных скважин.
Как выбрать PDC-вставки для коронок
Для удовлетворения потребностей пользователей и экономической выгоды важно выбрать правильные PDC-коронки. При выборе PDC-буровых коронок покупатели могут учитывать следующие факторы.
- Состояние скважины: PDC-коронки должны соответствовать состоянию скважины. Если геологическое образование содержит большое количество абразивного материала, PDC-вставка будет более подходящей, чем другие материалы, из-за ее высокой износостойкости. Если образование твердое, плотное или составное, выбор PDC-коронки с правильным размером калибра, внутренней конфигурацией и количеством вставок может повысить производительность буровой коронки.
- Цель бурения: PDC-коронки также должны соответствовать целям бурения. С точки зрения диаметра PDC-коронки и других особенностей, параметры и конфигурации могут быть скорректированы в соответствии с различными целями, например, разница между поверхностным бурением и бурением на пласт.
- Параметры бурения: Различные PDC-коронки разработаны для различных параметров бурения, таких как нагрузка на коронку (WOB), скорость вращения и расход бурового раствора. Коронки должны соответствовать оптимальным параметрам бурения скважины для обеспечения эффективного бурения.
- Проход по породе: Также следует учитывать длину прохода по породе. Если скважина имеет несколько участков с различными образованиями, использование различных PDC-коронки может быть более экономичным, чем попытка пробурить все участки одной коронкой.
Кроме того, некоторые технические факторы PDC-коронки также имеют решающее значение. Коронки должны соответствовать следующим факторам.
- Глубина бурения: Выбор PDC-вставок для коронок может зависеть от требуемой глубины бурения. Для мелких скважин можно использовать коронки большего диаметра для лучшей устойчивости скважины. Для глубоких скважин, чтобы снизить затраты на бурение и коэффициент потери жидкости, можно выбрать более мелкую и эффективную PDC-коронку.
- Срок службы прохода: Выбор PDC-коронки с соответствующим количеством и расположением PDC-вставок может помочь оптимизировать срок службы коронки. Важно сбалансировать агрессивность коронки, скорость проникновения и срок службы, чтобы минимизировать общие затраты на скважину.
- Конструкция коронки: Выбор правильного профиля и конструкции коронки в зависимости от характеристик образования имеет решающее значение. Например, если в геологическом образовании есть открытые участки обсадных труб, использование коронки с определенным участком для максимизации эффективности бурения и взаимодействия с обсадной трубой может быть жизнеспособным вариантом.
Наконец, после завершения процесса бурения покупатели могут ознакомиться с отчетами об обслуживании и материалами использованных PDC-буровых коронок и учесть этот ценный опыт при выборе новых коронок для следующего бурового проекта. Важно делиться опытом с другими участниками отрасли, чтобы помочь им сделать лучший выбор.
Вопросы и ответы о PDC-вставках для коронок
В1. Нужен ли пилотный сегмент для PDC-буровой коронки?
Нет, для этих коронок не требуется никакого пилотного сегмента. Как только коронки попадает на породу, она начинает бурить и получает устойчивость от боковой стенки по мере продвижения внутрь. Однако, поскольку они разработаны для начала бурения без пилота, классифицировать их как конусообразные неправильно, так как они могут иметь различную форму.
В2. Каковы преимущества PDC-буровых коронок?
Несколько твердых и полых PDC-вставок закреплены на поверхности коронки в определенной матрице. PDC-материал прочный, и коронки может бурить твердые горные породы. Во-вторых, скорость бурения высокая, и операторы могут выполнить буровые работы раньше времени. Наконец, коронки универсальны и могут использоваться во многих геологических образованиях. Кроме того, они имеют низкое трение, скорость резания и скольжения.
В3. Каковы недостатки PDC-коронки?
Недостатком является то, что PDC-буровые коронки быстро изнашиваются в эластичных горных породах, таких как сланцы. Кроме того, стоимость коронок относительно высока.
В4. Имеют ли PDC-коронки ударный эффект?
Нет. Коронки являются бесшумными. Это одна из причин, по которой они быстро изнашиваются в эластичных образованиях. Равномерный износ — еще одна причина популярности PDC-коронки. Многие операторы предпочитают, чтобы центральное отверстие оставалось гладким, а не имело шероховатостей.
