Rannsóknir á verkfærum sem auka hraða borunar

Eins og er eru verkfæri sem auka hraða borunar aðallega skipt í tvo flokka: vélræna gerð og vökvagerð. Vélræn verkfæri nota þyngd á borbor (WOB) til að mynda höggkraft, sem bætir skilvirkni bergbrots í hörðum myndunum á áhrifaríkan hátt, en það eru vandamál eins og sterk titringur, mikil orkunotkun og auðveld þreytuskemmd. Vökvaverkfæri nota borvökva til að knýja högghamra, sem sameinar högg, snúning og þotu til að brjóta berg. Þau hafa verulega kosti í að auka hraða borholunnar (ROP), stjórna fráviki borholunnar og lengja líftíma borboranna, en hafa almennt vandamál eins og tíðni högga og erfiðleika við að aðlagast þörfum mismunandi myndana.

Tækni höggborunar er aðallega skipt í þrjá flokka eftir verkunarháttum: snúningsáhrifatækni, ásáhrifatækni og ás-snúningsáhrifatækni með samsettum áhrifum. Kjarni höggborunar til að auka hraða er að umbreyta þrýstingsorku gass eða vökva í ás- eða snúningsáhrifaorku með höggbúnaði, sem er beitt beint á aftari enda borsins, sem bætir skurðarástand borsins og eykur skilvirkni hans við bergbrot.

Snúningsáhrifaborunartækni er ný tækni sem hefur þróast á undanförnum árum til að auka hraða borunar, aðallega notuð til að leysa „fast-rennsli“ titring sem myndast af PDC borkrónum. Þegar hann er í notkun er snúningsáhrifabúnaðurinn settur upp aftari enda borkrónunnar. Með innri uppbyggingu sinni getur hann breytt vökvaorku vökvans í vélræna snúningsáhrifaorku. Borkrónan brýtur berg undir sameinuðu áhrifum stöðugs togs borstrengsins og höggtogsins sem myndast af höggrófanum.

Eftirfarandi dæmi kynna tvö nýstárleg verkfæri

1. Borunarhraðaaukandi tól með stillanlegri höggtíðni

Tíðnistillanlegt vökvaborunarhraðaaukandi tól hefur kjarnaáhrifabyggingu sem samanstendur af legum, neðri ás, stimpilpörum, högghamri, inngjöfsstút og öðrum íhlutum.

Vinnuregla:Það notar reglubundna þrýstingsmuninn sem myndast af borvökva í efri og neðri hólfum högghamarsins til að knýja högghamarinn til að snúast fram og til baka á miklum hraða og mynda þannig áslægan höggkraft sem er fluttur beint til borborsins til að aðstoða við bergbrot. Lykilatriðið er að þetta verkfæri getur stillt höggtíðnina með því að breyta fjölda samhverfra hola í neðri hluta skaftsins og þannig aðlagað sig að borunarþörfum mismunandi jarðmyndana.

Notkun borunarhraðaaukandi tóls með stillanlegri höggtíðni

Prófun á vettvangi í meðalhörðum jarðlögum: Byggt á bestu höggtíðni (16 Hz) sem valin var með tölulegri hermun, var þetta verkfæri prófað í brunni X1 á Xinjiang olíusvæðinu. Í jarðlögunarhlutanum með sterkri núningi og lágum gegnumbrotshraða (ROP), sýnir samanburður við aðliggjandi brunn með skrúfuborvél að eftir notkun þessa verkfæris jókst lengd eins hlaups um 53%, vélræna ROP jókst um 27,0%, sem dregur verulega úr fjölda ferða og sparar byggingartíma.

Prófun á vettvangi í hörðum jarðlögum: Samkvæmt bestu höggtíðni (18 Hz) sem valin var með tölulegri hermun, var þetta tól prófað í kolefnis-andesít- og basaltmyndunum með lélegri borunarhæfni í brunni X3 á Xinjiang olíusvæðinu.

Niðurstaða: Niðurstöðurnar sýna að eftir notkun þessa tóls eykst vélræni ROP verulega um 103,2% samanborið við aðliggjandi brunna, sem sannar í raun að það getur bætt borunarhagkvæmni verulega og stytt borunarferlið í mismunandi myndunum.

2. Hönnun á hraðaaukandi tóli úr samsettum höggborunum

Hannað er vökvakerfi fyrir snúningsáhrif, þar sem kjarninn samanstendur af þremur hlutum: flæðidreifingarkerfi, bakkvél og árekstrarkerfi.

Hreyfingarferli: Í upphafi (ástand a) fer háþrýstivökvi inn í vinstra holrými vökvahamarsins í gegnum vinstri flæðisrás kjarna snúningslokans og ýtir vökvahamarnum og kjarnanum til að snúast réttsælis saman þar til vökvahamarinn lendir á sæti vökvahamarsins (ástand b). Eftir höggið fer háþrýstivökvinn síðan inn í hægra holrýmið sem myndast af vökvahamarnum og kjarnanum í gegnum hægri stjórnflæðisrásina og ýtir á kjarnann til að halda áfram að snúast réttsælis í snúningsstöðu (ástand c), þannig að háþrýstivökvinn skiptir yfir í hægri flæðisrásina og fer inn í hægra holrými vökvahamarsins og knýr vökvahamarinn og kjarnann til að snúast rangsælis (ástand c). Þangað til vökvahamarinn lendir aftur á sæti vökvahamarsins (ástand d), fer háþrýstivökvinn inn í vinstra holrýmið í gegnum vinstri stjórnflæðisrásina og ýtir á kjarnann til að snúast rangsælis til að snúa við og fara aftur í upphafsstöðu (ástand a). Þetta fer í hringrás og myndar hátíðni gagnkvæm snúningsáhrif með stöðugri snúningi og höggi sem er knúið áfram af vökvanum.

Vinnuregla:Eftir að vökvinn (leðjan) hefur runnið inn í dreifingarhylkið í gegnum efri samskeytin og leiðarpípuna, er hann dreift til baksnúningsbúnaðarins og höggbúnaðarins, og vökvaleiðirnar tvær eru aðskildar með dreifingarplötunni. Því næst fer vökvinn í gegnum stútinn inni í dorninum og myndar há- og lágþrýstingssvæði fyrir framan og aftan hann. Kjarni baksnúningslokans snýst undir áhrifum þrýstingsmismunar og stjórnar því að vinstri og hægri holrými vökvahamarsins tengjast til skiptis há- og lágþrýstingssvæðum, sem veldur því að vökvahamarinn snýst fram og til baka til að höggva á sæti vökvahamarsins undir áhrifum þrýstingsmismunar og myndar þannig hátíðni fram og til baka snúningsáhrif.

1-Efri undirhluti; 2-Ytra hlífðarrör; 3-Leiðarör; 4-Flæðisdreifingarhylki; 5-Flæðisdreifingarplata; 6-Bolti; 7-Efri stuðningshringur; 8-Sæti vökvahamars; 9-Vökvahamar; 10-Aftursnúningslokakjarni; 11-Neðri stuðningshringur; 12-Dorn; 13-Neðri undirhluti;

Skýringarmynd af uppbyggingu snúningsáhrifakerfisins

Hreyfingarferli snúningsáhrifakerfis

Hannað er eins konar ásáhrifakerfi. Vökvaáhrifatæki með ásáhrifum eru aðallega skipt í tvo flokka: lokagerð og lokalaus gerð. Innri uppbygging lokagerða áhrifatækia er flókin og áreiðanleiki þeirra lélegur; lokalaus gerð samanstendur aðallega af þotugerð og þotusoggerð, þar af hefur þotugerðin stuttan líftíma. Vökvaáhrifatæki með þotusoggerð eru einföld, ná höggi með þotuhreyfingu og sveiflum vatnshamars, hafa fáa innri hreyfanlega hluti og enga viðkvæma hluti og geta betur aðlagað sig að flóknum aðstæðum niðri í borholu.

1-Efri stútsæti; 2-Efri stút; 3-Efri loki; 4-Efri lokihylki; 5-Aukastút; 6-Áslæg ytri hlíf; 7-Stuðningshylki; 8-Högghamar; 9-Hamrarhaus; 10-Hamrarsæti; 11-Verndarlok; 12-Sexhyrndur liður. Virkni áslægs höggbúnaðar.

Myndun upphafsflæðis og þrýstingsmismunar: Háþrýstingsvökvi myndar hraðstraum í gegnum efri stútinn. Við samspil þotuþrýstings og inngjöfar myndast þrýstingsmismunur í efri og neðri hólfum efri loka, sem og milli ytra efri hólfs högghamarsins og neðri enda hamarshaussins.

Upp á við hreyfing íhluta og þéttingu flæðisrásar: Knúið áfram af þrýstingsmismun þeirra færist efri lokinn upp á við og högghlutirnir (auka stútur, högghamar og hamarshaus) færast einnig upp þar til auka stútur snertir efri lokann og þéttir flæðisrásina.

Myndun vatnshamars og niðurhreyfing liðarins: Tafarlaus lokun flæðisrásarinnar veldur sveiflum vatnshamars og þrýstingurinn í hólfinu hækkar skarpt, sem ýtir efri ventilinum og högghlutunum niður á við saman.

Tregðuáhrif og endurheimt hringrásar: Eftir að efri lokinn færist í neðri mörkstöðu halda högghlutarnir áfram að færast niður á við undir áhrifum tregðu og lenda að lokum á hamarsætinu til að ljúka ásáhrifunum. Eftir höggið verður flæðisrásin sléttari og kerfið endurstillist undir áhrifum þyngdar á bit (WOB), sem hefst næsta hringrás.

Tengiliður:Jessie Zhou

Farsími/Whatsapp:+0086-18109206861
Netfang:energy@landrilltools.com