Urbšanas nozarē spiediens tiek plaši uzskatīts par galveno parametru, kas ietekmē urbšanas ātrumu{0}}daudzi operatori intuitīvi uzskata, ka pieaugošs urbšanas spiediens var tieši paātrināt iespiešanās ātrumu (ROP), saīsināt urbšanas ciklus un samazināt izmaksas. Tomēr šis skats neņem vērā urbumu vides sarežģītību, iežu īpašības un urbja veiktspēju. Galvenais jautājums, kas mums jāizpēta, ir šāds: vai augstāks spiediens vienmēr uzlabo urbšanas ātrumu? Atbilde ir nepārprotama: nē. Lai gan atbilstošs spiediens var veicināt iežu plīšanu un uzlabot urbšanas efektivitāti, pārmērīgs spiediens bieži vien rada neproduktīvus rezultātus, pat izraisot aprīkojuma bojājumus un drošības riskus. Šajā rakstā tiks padziļināti analizēta saistība starp urbšanas spiedienu un urbšanas ātrumu un apvienoti praktiskie pielietojuma scenāriji, lai izskaidrotu, kā spiediena parametrus saskaņot ar urbja izstrādājumiem un veidošanās apstākļiem, lai panāktu optimālu urbšanas efektivitāti.
Pozitīvā korelācija starp spiedienu un urbšanas ātrumu: saprātīgā diapazonā
Urbšanas spiediens, kā aksiālais spēks, kas iedarbojas uz urbi, ir nepieciešams nosacījums, lai urbuma dibenā varētu salauzt akmeņus-tas nodrošina urbja griešanas zobu dzinējspēku, lai iekļūtu klintī un nogrieztu to, tieši nosakot iežu laušanas metodi un ietekmi. Ja spiedienu kontrolē zinātniskā diapazonā, tā veicinošā ietekme uz urbšanas ātrumu ir acīmredzama, kas galvenokārt izpaužas trīs iežu šķelšanas posmos:
Pirmkārt, virsmas saspiešanas stadija: ja spiediens ir mazāks par klints spiedes cietību, griešanas zobi nevar iegriezties klintī un var tikai salauzt iežu virsmu berzes rezultātā, kā rezultātā urbšanas ātrums ir zems, bet spiediens palielinās proporcionāli. Otrkārt, noguruma sasmalcināšanas stadija: kad spiediens ir tuvu iežu cietībai, iežu virsma radīs lielu skaitu plaisu atkārtotas griešanas zobu darbības rezultātā, realizējot iežu apjoma lūzumu. Treškārt, tilpuma drupināšanas posms: kad spiediens pārsniedz iežu cietību, griešanas zobi var tieši iegriezties klintī, veidojot efektīvu tilpuma sasmalcināšanu, kas ir ideāls normālas urbšanas stāvoklis. Šajā posmā spiediena saskaņošana ar augstas veiktspējas-urbjiem var palielināt efektivitāti-piemēram, Beikers HjūzsPDC urbjiir uzlabota griezēja izturība, un, izmantojot atbilstošu spiedienu, tie var ievērojami uzlabot ROP cietos un abrazīvos veidojumos.
Turklāt augstspiediena strūklas-urbšanas tehnoloģija vēl vairāk pārbauda saprātīga spiediena pozitīvo lomu: izmantojot augstspiediena sūkņus, lai radītu lielas-ātruma urbšanas šķidruma strūklas, strūklas iegriež klintī spraugas, palīdzot urbjam daudz vieglāk palielināt urbumu griešanas ātrumu no 2 līdz 4 reizes. spiediens tiek kontrolēts no 10 000 līdz 15 000 psi. Tas parāda, ka atbilstoši aprīkojumam un veidošanas apstākļiem atbilstošs spiediens patiešām ir efektīvs līdzeklis urbšanas ātruma uzlabošanai.
Pārmērīga spiediena negatīvā ietekme: pārsniedzot robežu, rezultāti ir neproduktīvi
Kad spiediens pārsniedz saprātīgo diapazonu, pozitīvā korelācija starp spiedienu un urbšanas ātrumu tiek pārtraukta, un radīsies virkne problēmu, kas galu galā samazina urbšanas efektivitāti un palielina izmaksas. Īpašas izpausmes ir šādas:
1. Paātrināts urbja uzgaļu nodilums un saīsināts kalpošanas laiks
Urbja uzgaļa gultņi, griešanas zobi un citi komponenti izturēs lielāku slodzi pārmērīga spiediena ietekmē, paātrinot nodilumu, blāvus vai pat bojājumus-, un griešanas zobu nodiluma ātrums ievērojami palielināsies, palielinoties spiedienam, un pat mēdz būt bezgalīgs, kad spiediens sasniegs robežvērtību. Piemēram, ja abrazīvu veidojumu urbšanai izmantojat trikona urbjus, pārmērīgs spiediens izraisīs volframa karbīda ieliktņu strauju nodilumu, liekot urbjam jau iepriekš zaudēt akmeņu-laušanas spēju, un tādēļ, lai nomainītu urbi, ir nepieciešams bieži paklieties, kas ne tikai palielina ne-ražošanas laiku, bet arī palielina urbšanas izmaksas. Gluži pretēji, izvēloties piemērotus urbja uzgaļus un atbilstošu saprātīgu spiedienu, var samazināt griešanas zobu nodilumu un pagarināt urbja kalpošanas laiku.
2. Urbšanas ātruma stagnācija vai samazināšanās
Saskaņā ar attiecību līkni starp urbšanas spiedienu un urbšanas ātrumu, kad spiediens palielinās līdz noteiktai vērtībai, urbšanas ātruma pieauguma temps ievērojami palēnināsies un pat pārstās palielināties vai samazināties. Tas notiek tāpēc, ka pārmērīga spiediena dēļ urbis tiks pārslogots, izraisot nestabilu urbšanas instrumenta darbību,{1}}piemēram, uzgaļa lēkšana salauztos veidojumos, kas ne tikai neuzlabos urbšanas ātrumu, bet arī izraisīs griešanas zobu šķelšanos vai lūzumu, vēl vairāk samazinot urbšanas efektivitāti. Turklāt attiecībā uz saliedētiem mīkstajiem akmeņiem pārmērīgs spiediens var izraisīt ūdens aizsērēšanu un uzgaļa lodēšanu, kā rezultātā urbis nespēs efektīvi salauzt akmeni, un urbšanas ātrums strauji samazināsies.
3. Palielināti dziļurbumu riski un iekārtu atteices
Pārmērīgs spiediens palielinās slodzi uz urbšanas auklu, urbšanas iekārtu un hidraulisko sistēmu, kas viegli novedīs pie aprīkojuma kļūmēm, piemēram, urbšanas virknes deformācijas, lūzuma un sūkņa bojājumiem. Urbšanas laikā ar augstspiediena strūklu-, ja spiediens pārsniedz spolētās caurules un dziļurbuma motora nestspēju, tas izraisīs noplūdi urbšanas caurules savienojumā vai motora blīvējuma bojājumus, izraisot urbšanas negadījumus. Tajā pašā laikā pārmērīgs spiediens palielinās apakšējā urbuma diferenciālo spiedienu, izraisot spiedienu noturības efektu-ir grūti atstāt akmeņu izcirtumus no apakšējās atveres, kā rezultātā notiek atkārtota saspiešana, kas ne tikai samazina urbšanas ātrumu, bet arī var izraisīt urbuma sabrukšanu un citus riskus.
Galvenie faktori, kas nosaka "saprātīgu spiedienu" optimālam urbšanas ātrumam
Lai izvairītos no pārmērīga spiediena neproduktīvās ietekmes un pilnībā izmantotu spiediena lomu urbšanas ātruma uzlabošanā, ir rūpīgi jāapsver trīs galvenie faktori un jāsaskaņo atbilstošie produkti un parametri:
1. Iežu īpašības: spiediena regulēšanas pamats
Dažādu klašu akmeņiem ir ļoti atšķirīga reakcija uz spiedienu. Vidēji-cietiem iežiem (6. līdz 7. klase) ir vislielākais urbšanas ātruma pieauguma ātrums, kad spiediens tiek palielināts; mīkstie ieži (4. līdz 5. klase) ir pakļauti uzgaļu sagrūšanai, tāpēc spiediens ir attiecīgi jāsamazina; cietajiem iežiem (8. līdz 9. klase) ir augsta spiedes cietība, un urbšanas ātruma pieauguma ātrums ar spiedienu ir mazs, tāpēc ir nepieciešams saskaņot augstas veiktspējas urbjus, nevis vienkārši palielināt spiedienu. Piemēram, urbjot ģeotermālos veidojumus ar sarežģītām iežu īpašībām, izvēloties Baker Hughes ģeotermālos urbjus (tostarp trikona, PDC un hibrīda tipus) un pielāgojot spiedienu atbilstoši veidojuma cietībai, var sasniegt optimālu urbšanas efektivitāti.
2. Urbja tips: atbilstošs spiediens, lai nodrošinātu produkta priekšrocības
Dažādu veidu urbjiem ir dažādi spiediena pielāgošanas diapazoni. PDC urbji ir piemēroti vidēja un augsta spiediena vidē, un to nepārtraukto bīdes darbību var pilnībā iedarbināt saprātīgā spiedienā, lai uzlabotu urbšanas ātrumu; trikonu urbjiem ir spēcīga klinšu-spiešanas izturība, taču pārmērīgs spiediens paātrinās gultņu nodilumu; Kymera hibrīdurbji apvieno rullīšu konusu un dimanta uzgaļu priekšrocības un var pielāgoties dažādām spiediena vidēm, taču tie joprojām ir jāpielāgo atbilstoši urbuma apstākļiem. Turklāt adaptīvie urbji var pielāgot griešanas dziļumu atbilstoši urbuma spiediena izmaiņām, automātiski optimizējot urbšanas efektivitāti, kas ir ideāla izvēle sarežģītiem veidojumiem, kur spiedienu ir grūti stabili kontrolēt.
3. Urbšanas sistēma un palīgnosacījumi: Spiediena stabilitātes un efektivitātes nodrošināšana
Spiediena regulēšanas efektu ietekmēs urbšanas iekārtas veiktspēja, urbšanas šķidruma kvalitāte un urbšanas instrumentu kombinācija. Piemēram, urbšanas iekārtas jauda nosaka maksimālo spiedienu, ko var nodrošināt stabili; urbšanas šķidruma blīvums un viskozitāte ietekmēs apakšējā cauruma diferenciālo spiedienu, un nepamatota urbšanas šķidruma veiktspēja kompensēs spiediena regulēšanas pozitīvo ietekmi. Nacionālās energotehnoloģiju laboratorijas izstrādātā uzlabotā -piespiediena spirālveida{3}}cauruļu urbšanas sistēma atrisina augsta-spiediena šķidruma pārvades problēmu pa koncentriskām tinuma caurulēm, izvairoties no noplūdes un nodrošinot, ka spiedienu var efektīvi pārnest uz urbi, tādējādi uzlabojot urbšanas ātrumu.
Mūsu sertifikāts
Secinājums: Optimāls spiediens, nevis augstāks spiediens, ir atslēga urbšanas ātruma uzlabošanai
Rezumējot, augstāks spiediens ne vienmēr uzlabo urbšanas ātrumu. Attiecību starp spiedienu un urbšanas ātrumu ietekmē iežu īpašības, urbja tips un urbšanas sistēmas veiktspēja -tikai tad, ja spiediens tiek kontrolēts saprātīgā diapazonā un saskaņots ar atbilstošiem urbjiem, urbšanas šķidrumu un aprīkojumu, tas var efektīvi veicināt iežu laušanu un uzlabot urbšanas efektivitāti. Pārmērīgs spiediens tikai paātrinās aprīkojuma nodilumu, izraisīs urbšanas ātruma samazināšanos un palielinās urbumu risku.
Praktiskajās urbšanas darbībās operatoriem vispirms ir jāveic visaptveroša veidošanās apstākļu analīze, jāizvēlas piemēroti urbju izstrādājumi (piemēram, PDC urbji abrazīviem veidojumiem un hibrīdurbji sarežģītiem veidojumiem) un pēc tam jāpielāgo spiediena parametri atbilstoši urbšanas procesam un iekārtas statusam, apvienojumā ar urbšanas ātruma vienādojumu, lai aprēķinātu spiedienu un optimālo spiediena diapazonu. Tajā pašā laikā, izmantojot uzlabotas urbšanas sistēmas, piemēram, urbšanu ar augstspiediena strūklu- un adaptīvās urbšanas uzgaļus, var uzlabot spiediena pielāgošanos sarežģītām urbumu vidēm, nodrošinot efektīvu, drošu un zemu{3}}izmaksu.
Ja jums ir nepieciešams vairāk saskaņot spiediena parametrus ar konkrētiem urbju izstrādājumiem vai iegūt tehniskus norādījumus par spiediena regulēšanu dažādos veidojumos, varat konsultēties ar mūsu profesionālo komandu un uzzināt vairāk par augstas veiktspējas{0}}urbšanas risinājumiem mūsu produktu centrā un tehnisko ziņu sadaļā.
