новости компании о Общие размеры сопла для алмазных битов и ссылки на применение

Алмазные буровые коронки являются основными инструментами для бурения твердых пород и высокоточного кернового бурения, широко используемыми в таких областях, как добыча твердых пород металлических руд, бурение сверхглубоких нефтяных и газовых скважин и геологическое разведочное керновое бурение. Их сопла (также известные как «водяные глаза») являются ключевыми компонентами, обеспечивающими эффективность бурения и срок службы коронки. Основные функции сопел включают впрыск бурового раствора высокого давления для охлаждения алмазного режущего слоя, промывку твердых пород и помощь в разрушении породы. Хотя алмазы обладают чрезвычайно высокой твердостью, их термостойкость ограничена (долгосрочная рабочая температура должна контролироваться ниже 700℃), а твердые породы обладают высокой абразивностью. Рациональность размера сопла (в первую очередь внутренний диаметр, наружный диаметр и способ соединения) напрямую влияет на эксплуатационные характеристики: слишком маленький размер приводит к недостаточному потоку бурового раствора, вызывая перегрев режущего слоя и накопление шлама; слишком большой размер приводит к потере давления, ослабляя силу удара при разрушении породы. В этой статье простым языком и четкими таблицами изложены общие спецификации размеров сопел, критерии выбора и типичные сценарии применения для алмазных коронок, помогая специалистам отрасли быстро подобрать модели коронок с размерами сопел и повысить стабильность и экономичность бурения твердых пород.

Прежде чем изучать размеры, давайте кратко разберем основную ценность сопел, чтобы понять, «почему нельзя игнорировать выбор размера»:

1. Точное охлаждение: Трение между алмазным режущим слоем (природный или синтетический алмаз) и твердой породой (например, гранитом и базальтом) генерирует значительное тепло. Буровой раствор высокого давления точно впрыскивается на режущую поверхность через сопла для быстрого рассеивания тепла, предотвращая отслоение или обугливание алмазного слоя из-за перегрева;
2. Эффективное удаление шлама: Шлам твердых пород твердый и обладает высокой абразивностью. Если он накапливается на рабочей поверхности коронки, это ускорит износ алмазов. Высокоскоростной впрыскиваемый буровой раствор может быстро смывать шлам на землю, уменьшая повторное истирание;
3. Вспомогательное разрушение породы: Буровой раствор высокого давления образует струи через сопла определенных размеров, чтобы предварительно вытравить трещины на поверхности твердой породы, уменьшая сопротивление резанию алмазов и повышая эффективность разрушения твердой породы.

Основным материалом сопел алмазных коронок являетсявысококачественный твердый сплав из карбида вольфрама(в некоторых случаях используется алмазоармированный карбид вольфрама), обладающий сверхвысокой твердостью (HRA≥91), износостойкостью и устойчивостью к давлению. Он может выдерживать эрозию бурового раствора высокого давления (30-60 МПа), со сроком службы в 8-12 раз больше, чем у обычных металлических сопел, идеально адаптируясь к высокочастотным и высоконагруженным эксплуатационным потребностям алмазных коронок в условиях работы с твердыми породами.

Размер сопла для алмазных коронок обозначается как «внутренний диаметр (дюймы/метрический) + способ соединения». Наружный диаметр и длина должны соответствовать монтажным отверстиям сопла коронки (в соответствии со стандартами API или индивидуальными спецификациями производителя). Ниже приведены наиболее часто используемые спецификации размеров в отрасли, охватывающие потребности в адаптации основных алмазных коронок размером 6-17½ дюймов, с акцентом на балансировку давления и потока при бурении твердых пород:

1. Логика маркировки размера: в отрасли приоритет отдается британским единицам (дюймам) для соответствия международным общим стандартам для алмазных коронок (например, API 7-1). Метрические единицы предназначены для справочного перевода, облегчая использование в регионах, не использующих британские единицы;
2. Способ соединения: резьбовые соединения составляют более 95%, при этом NC50 является основной спецификацией, адаптирующейся к большинству средних и больших алмазных коронок; фланцевые соединения используются только для сопел сверхбольшого диаметра или экстремальных условий работы под высоким давлением (давление ≥50 МПа) для обеспечения герметичности соединения и устойчивости к давлению;
3. Нестандартные размеры: для микроалмазных коронок (≤6 дюймов) или сценариев точного кернового бурения с контролем давления можно настроить нестандартные сопла с внутренним диаметром 5-7 мм (соответствует 4/32"-9/32") для удовлетворения индивидуальных потребностей.

Выбор размеров сопел алмазных коронок не требует сложных расчетов. Сосредоточьтесь на следующих 3 моментах для быстрого сопоставления потребностей:

Размер сопла положительно коррелирует с диаметром коронки: чем больше диаметр коронки, тем больше требуемая площадь покрытия и расход бурового раствора, и тем больше соответствующий внутренний диаметр сопла. Например: алмазная коронка 9⅞ дюймов (250,8 мм) обычно сочетается с соплом с внутренним диаметром 11/32"-13/32". Использование небольшого сопла 9/32" приведет к недостаточному покрытию буровым раствором всего режущего слоя, локальному перегреву и накоплению шлама, что приведет к застреванию.

Алмазные коронки подходят только для твердых пород. Различные типы твердых пород имеют немного разные требования к размерам сопел:

• Плотная твердая порода (например, гранит, базальт): необходимы струи высокого давления для помощи в разрушении породы. Рекомендуется выбрать сопло среднего размера (например, 11/32"-13/32") для уменьшения потерь давления и максимизации силы удара струи;
• Кремнистая твердая порода (например, кремнистый сланец, кварцевый песчаник): шлам обладает высокой абразивностью, требуя быстрого удаления шлама с большим расходом. Можно выбрать немного большее сопло (например, 13/32" вместо 11/32") во избежание износа алмазного слоя шламом;
• Твердая порода с развитой трещиноватостью: требуется баланс между охлаждением и защитой от застревания. Отдайте предпочтение среднему размеру (например, 13/32") для обеспечения баланса между расходом и давлением, предотвращая накопление шлама в трещинах.

Размер сопла должен соответствовать номинальной скорости потока и давлению бурового насоса:

• Большая скорость потока бурового насоса (≥25 л/с): выберите сопло большого размера (например, 15/32"-17/32") во избежание чрезмерного давления в системе из-за ограничения потока, что может повредить коронку или трубопровод;
• Высокое давление бурового насоса (≥45 МПа): выберите сопло среднего размера (например, 11/32"-15/32") для обеспечения силы удара струи и повышения эффективности разрушения твердой породы;
• Формула опыта работы в отрасли: внутренний диаметр сопла (дюймы) ≈ диаметр коронки (дюймы) * 0,04-0,07 (например, коронка 12¼ дюйма * 0,05 ≈ сопло 13/32 дюйма).

1. Соответствие размеров: Несколько сопел (обычно 2-4) на одной и той же алмазной коронке должны быть одинакового размера, чтобы избежать несбалансированной нагрузки на режущий слой, износа коронки или отклонения траектории из-за неравномерного потока;
2. Адаптация материала: Отдавайте предпочтение высококачественным соплам из твердого сплава из карбида вольфрама, особенно в условиях работы с высокоабразивными твердыми породами, чтобы избежать частой замены обычных металлических сопел из-за быстрого износа, что влияет на эксплуатационную эффективность;
3. Контроль установки: Перед установкой очистите от мусора (например, шлама и масла) внутренний диаметр сопла, проверьте герметичность резьбы/фланца и проверьте давление бурового раствора после установки (колебания ≤5 МПа являются нормальными);
4. Регулярная замена: Когда внутренний диаметр сопла изнашивается более чем на 10% от первоначального размера (например, сопло 13/32" с изношенным внутренним диаметром ≥11 мм) или появляются эрозионные ямы/трещины, своевременно замените его, чтобы избежать влияния на охлаждение и разрушение породы.

Выбор размеров сопел алмазных коронок не требует сложных профессиональных знаний. Суть заключается в соответствии «диаметра коронки + характеристик породы + параметров бурового раствора»: выбирайте средние размеры для плотных твердых пород, средние и большие размеры для высокоабразивных твердых пород и небольшие размеры для коронок малого диаметра и точного кернового бурения. Общая таблица размеров, составленная в этой статье, может быть непосредственно использована в качестве быстрого справочника для покупки и замены сопел, охватывая более 90% сценариев бурения твердых пород.

Как специалист по карбиду вольфрама, мы можем предоставить сопла для алмазных коронок полной спецификации (от 9/32" до 19/32" и нестандартную настройку), изготовленные из высококачественного карбида вольфрама YG6X/YG8 для обеспечения сверхвысокой износостойкости и устойчивости к давлению. Если вам необходимо рекомендовать точные размеры на основе конкретных моделей алмазных коронок, формаций бурения или параметров оборудования, свяжитесь с нами для получения индивидуальных решений, которые помогут повысить эффективность бурения твердых пород и снизить эксплуатационные расходы.