Strumenti chjave di fondu di pozzu: Una guida cumpleta à a classificazione è l'applicazione di punte à conu à rulli è punte à diamante

01 Frese a cono a rulli: Strumenti versatili per adattassi à e furmazioni

Dapoi a so apparizione in u 1909, e punte à conu à rulli sò diventate u tipu di punta più utilizatu in a perforazione rotativa. U so design strutturale multi-conu unicu li permette di adattassi à diverse cundizioni di furmazione, da morbide à estremamente dure.

Cumposizione Strutturale è Tecnulugie Core

Una punta à conu à rulli hè cumposta da cinque cumpunenti principali:

• Corpu di u bit: Trè gambe coniche saldate inseme, cù fili di cunnessione in a parte superiore.
• Coni à rulli: Corpi metallichi cònichi cù denti fresati o denti inseriti nantu à a superficia.
• Sistema di cuscinetti: Cumpostu da quattru gruppi di cuscinetti: cuscinetti grandi, medii, chjuchi è reggispinta.
• Becchi: Di ​​solitu 3-4 in numeru, cù un diametru di 7-14 mm.
• Sistema di almacenamiento è sigillatura di l'oliu: Anelli di sigillatura in gomma o metallo cumminati cù dispositivi di compensazione di pressione.

Trà queste, a tecnulugia di sigillatura di i cuscinetti rapprisenta una scuperta tecnologica chjave per i cordoli à rulli. I cordoli muderni adottanu un sistema di compensazione di a pressione di almacenamiento di l'oliu, chì mantene l'equilibriu dinamicu trà a pressione di l'oliu in a cavità di u cuscinettu è a pressione di a colonna di u fluidu di perforazione in u fondu di u pozzu attraversu cumpunenti cum'è i fori di trasmissione di pressione, i diaframmi di compensazione di pressione è e tazze d'oliu.

Sistema di classificazione è codificazione IADC

L'Associazione Internaziunale di l'Imprese di Perforazione (IADC) hà sviluppatu un standard di classificazione unificatu à u livellu mundiale per e punte à conu à rulli, utilizendu un sistema di codificazione à trè cifre:

Prima cifra: Tipu di dente è furmazione applicabile

1: Denti fresati, furmazioni morbide

2: Denti fresati, furmazioni medie à medie dure

3: Denti fresati, furmazioni dure è abrasive

5: Inserite i denti, furmazioni da morbide à medie

6: Denti d'inserzione, furmazioni medie-dure

7: Inserite i denti, furmazioni dure è abrasive

8: Denti d'inserzione, furmazioni estremamente dure è assai abrasive

Seconda cifra: Suddivisione di a durezza di a furmazione (Gradu 1-4; i numeri più alti indicanu furmazioni più dure)

Terza cifra: Caratteristiche strutturali di u bit

4: Cuscinetti à rulli sigillati

6: Cuscinetti striscianti sigillati

7: Cuscinetti striscianti sigillati + prutezzione di u calibru d'insertu

8: Punte deflettrici per a perforazione direzionale

Sistema di classificazione IADC simplificatu per i punte a cono a rulli

Meccanismu di rottura di rocce è caratteristiche di muvimentu

Durante l'operazione, una punta à conu à rulli presenta trè tippi di muvimentu cumpostu:

• Rivuluzione: I coni giranu in sensu orariu cù tuttu u bit.
• Rotazione: I denti giranu in sensu antiorariu intornu à l'asse di u conu.
• Scorrimentu: Cumprese u scorrimentu radiale è tangenziale.

Stu muvimentu cumpostu ottene un doppiu effettu di rottura di roccia:

1.Effettu di schiacciamentu à impattu: U cuntattu alternatu di denti singuli è doppi cù u foru inferiore genera vibrazioni longitudinali, creendu carichi d'impattu.

2.Effettu di taglio scorrevole: U taglio di a roccia hè ottenutu per mezu di a cuncepimentu di strutture a sporgenza, à doppiu conu è sfalsate.

Strategia di Selezzione è Abbinamentu di Formazione 

Principii basi per a selezzione di punte a conu rullante basate nantu à e proprietà di a roccia:

• Formazioni morbide: Selezziunate punte cù strutture sfalsate, sporgenti è à doppiu conu, dotate di denti fresati o inseriti alti, larghi è sparsi.
• Formazioni Medium-Dure: Riduce i valori di offset, sporgenza è doppiu conu; aduprate denti corti, stretti è densi.
• Formazioni dure è abrasive: Aduttate rulli à conu unicu senza sporgenza o offset, dotati di denti a sfera o denti a sfera conica.
• Formazioni propense à deflessione: Selezziunate punte à denti corti senza offset o picculu offset, è senza denti di calibru.
• Formazioni Morbide è Dure Interstrattate: Selezziunate i tipi di punte basate nantu à a roccia più dura è aghjustate dinamicamente i parametri durante a perforazione.

Risposta à e Cundizioni di Travagliu Speciali

• Picculi fori (<177 mm): Aduprate punte coniche à un rullu, chì anu coni, denti è cuscinetti più grandi per una maggiore resistenza.
• Perforazione Direzionale: Selezziunate punte deflettrici speciali cù a terza cifra di u codice IADC chì hè 8. 

02 Punte di Diamante: Strumenti Potenti per Formazioni Dure 

Essendu u materiale u più duru in natura, u diamante hà una durezza Mohs di Gradu 10, una resistenza à a compressione finu à 8800 MPa, è una resistenza à l'usura 9000 volte quella di l'acciaiu. Sfruttendu sta pruprietà, i punte di diamante sò diventate u strumentu perfettu per affruntà furmazioni dure.

Sistema di Classificazione è Evoluzione Tecnologica

I pezzi di diamanti muderni sò principalmente divisi in trè tippi:

1.Punte di diamante incastonate in superficie

• E particelle di diamante sò esposte nantu à a superficia di a matrice.
• Adattu per furmazioni da medie à dure.
• Classificazione di a dimensione di e particelle di diamante:
• Formazioni morbide: 2 grani per caratu (gpc) (dimensione di e particelle circa 4 mm)
• Formazioni medie-dure: 3-4 gpc (dimensione di e particelle circa 3,6 mm)
• Formazioni dure: 10-15 gpc (dimensione di e particelle circa 2,0 mm)

2.Punte di diamante impregnate

• I diamanti sò impregnati in a matrice (60-400 gpc).
• Adattu per furmazioni dure è abrasive (per esempiu, selce, dolomite silicea).
• L'autoaffilatura di i diamanti hè ottenuta per via di l'usura di a matrice.

3.Punte PDC (Punelle Compatte di Diamante Policristallino)

• Intruduttu per a prima volta da General Electric (GE) di i Stati Uniti in u 1973.
• Struttura compatta: Stratu di diamante + substratu di carburo cementatu.
• Adattu per furmazioni omogenee da morbide à medie-dure.

Cuncepimentu Strutturale è Parametri Core

I pezzi di diamanti adottanu un disignu integrale senza parti mobili, cumpresi principalmente:

• Corpu in acciaio: Fattu d'acciaio à mediu carbonu, cù fili di cunnessione in a parte superiore.
• Matrice: Polvere di carburo di tungsteno + metallu di legame à basa di rame, cù un gradu di durezza di HRC 30-45.
• Elementi di taglio: Diamanti naturali/sintetici o compatti PDC.
• Struttura idraulica: Corsi d'acqua è canali di flussu (radiali, spirali, ecc.).

Parametri di cuncepimentu chjave

• Cuncentrazione di Diamanti: Ajustata in basa à l'abrasività di a furmazione; cuncentrazione più alta per furmazioni più abrasive.
• Altezza di a sporgenza:
• Formazioni morbide: 1/3 di a dimensione di e particelle
• Formazioni dure: 1/6-1/10 di a dimensione di e particelle
• Forma di e labbra:
• À fondu pianu: Per furmazioni omogenee
• Curvu: Per furmazioni dure
• Serratu: Per formazioni abrasive

Meccanismu di Rottura di e Rocce è Risposta di a Formazione

U metudu di rottura di roccia di pezzi di diamanti varieghja secondu e proprietà di furmazione:

Formazioni plastiche (per esempiu, petra fangosa, gesso): Simile à un prucessu di "aratura"; i diamanti penetranu in a furmazione per causà un flussu plasticu di roccia.

Formazioni fragili (per esempiu, gres di quarzu): Si formanu fosse di frantumazione volumetriche, cù dimensioni di taglio 2-4 volte a sporgenza di i diamanti, risultendu in una alta efficienza.

Rocce dure (per esempiu, selce, roccia silicea): Si utilizanu punte impregnate, è a rottura di a roccia hè ottenuta per mezu di microtagli è graffi, simile à l'abrasione di a mola.

Vantaghji è limitazioni tecniche di i bit PDC

Cum'è un pruduttu rivoluzionariu in a famiglia di punte di diamanti, e punte PDC anu vantaghji unichi:

Caratteristiche strutturali

Punte PDC cù corpu in acciaio: Acciaiu à carbone mediu integrale cù trattamentu di indurimentu superficiale.

Punte PDC Matrix-Body: Corpu superiore in acciaio + matrice inferiore in carburo di tungstenu, chì offrenu prestazioni migliori.

Cuncepimentu di u prufilu

Parabolicu: Per furmazioni morbide, chì permette un'alta metratura è una velocità di perforazione.

Tonda: Per a perforazione di tavola rotante, chì facilita a penetrazione di interstrati duri.

Cònicu: Per a perforazione à alta velocità, cù una bona prestazione di penetrazione.

Limitazioni di l'applicazione

Ùn hè micca adattatu per furmazioni di ghiaia è furmazioni molli-dure interstrattate.

Limite di resistenza à a temperatura (l'usura s'intensifica sopra i 350 ℃; a rottura di a resistenza si verifica à 700 ℃).

Scarsa resistenza à l'impattu; hè prubabile chì si verifichinu scheggiature di i bordi di i novi pezzi.

Tavula di paragone di e furmazioni applicabili per i pezzi di diamante

03 Guida di Selezzione Scientifica: Formazioni è Requisiti Operativi Corrispondenti

Regole d'oru per a selezzione di a punta à conu à rulli

Currispundenza di a Durezza di a Formazione

Formazioni morbide: Selezziunate punte cù strutture à offset elevatu, sporgenza è doppiu conu, dotate di denti a forma di cuneu o di cucchiaio.

Formazioni dure: Aduttate strutture à conu unicu, senza sfalsamentu, dotate di denti à sfera o denti à sfera cònica.

Risposta à l'abrasività

Per furmazioni abrasive, aduprate punte d'insertu cù denti di calibru.

Sè i denti di a fila esterna sò arrotondati mentre chì i denti di u centru mostranu poca usura, a parte successiva deve esse cuncipita cù una prutezzione di calibru mejorata.

Contromisure per e cundizioni di travagliu speciali

Formazioni propense à deflessione: Selezziunate punte à denti corti senza offset o cù un offset chjucu; l'adattabilità di a furmazione deve esse ligeramente più dolce di a furmazione vera è propria.

Formazioni interstratificate dolce-dure: Selezziunate i bit in basa à a roccia più dura è aghjustate dinamicamente i parametri durante a perforazione.

Perforazione di sezioni di pozzi profondi: Aduprate punte cù una metratura tutale elevata per cumpensà a perdita di tempu di scattu.

Strategia di Selezzione per i Punti di Diamante

Cundizioni applicabili per i bit PDC

Scenarii ottimali: Formazioni lunghe omogenee da morbide à medie-dure (per esempiu, scistu, petra fangosa, gesso).

Scenarii pruibiti: Formazioni di ghiaia, interstrati di selce, furmazioni morbide-dure interstrattate.

Impostazione di i parametri: WOB bassu (30-60 kN), RPM altu (100-300 rpm), grande portata.

Cundizioni applicabili per i pezzi di diamante naturali/sintetici

Formazioni dure à estremamente dure (per esempiu, granitu, quarzu).

Formazioni assai abrasive (per esempiu, selce, dolomite silicea).

Perforazione di turbine, pozzi profondi/ultra profondi è operazioni di carotaggio.

Requisiti speciali per e punte di core

Corone a cono a rulli: Design a cono a quattro rulli (conico/cilindrico) o a cono a sei rulli (completamente cilindrico).

Corone diamantate: Richiedenu taglienti distribuiti simmetricamente cù una resistenza à l'usura consistente.

Indicatore chjave: Concentricità trà u foru internu è u cerchju esternu per evità l'ovalizazione di u core.

Ghjudiziu è Gestione di l'Anomalie in u Fondu di u Pozzu

Identificazione di e cundizioni di travagliu di a punta à conu à rulli

Danni à i cuscinetti: Scuzzulate periodiche di a tavola rotante, peghju sottu à un WOB elevatu, velocità di perforazione ridotta ma pressione di pompa normale.

Perdita di conu: Severu incollamentu di perforazione, fluttuazione viulenta di l'indicatore di pesu, cambiamentu di prufundità di scattu quandu si tira su a colonna di perforazione.

Usura di i denti: Caricamentu riduttu di a tavola rotante, nisun scossa, diminuzione significativa di a velocità di perforazione.

Tabù d'usu per i pezzi di diamante

U fondu di u foru deve esse pulitu prima di passà a punta in u foru per assicurà chì ùn ci sianu micca detriti metallichi.

Cuminciate a perforazione cù un picculu WOB è bassi RPM per u "rodaggio" (condizionamentu di u fondu di u foru di 0,5 m).

Evitate l'operazioni di alesatura; se necessariu, aduprate un WOB bassu è un RPM bassu per un funziunamentu uniforme.

Cuntattu :Jessie Zhou
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