Поликристаллические алмазные компактные (PDC) биты являются высокоэффективными буровыми инструментами, широко используемыми в добыче нефти и газа, горнодобывающей промышленности, геологоразведке и других областях.Нозль выполняет основные функции, такие как впрыск буровой жидкости.Рациональность размера сопла (преимущественно внутренний диаметр, внешний диаметр,и спецификации соединения) напрямую определяет эффективность бурения: слишком малый размер приводит к недостаточному потоку буровой жидкости, что вызывает перегрев и износ резаков, а также накопление и прилипание подрезок; слишком большой размер приводит к потере давления,ослабление силы удара с камнямиВ данной статье используется простой язык и четкие таблицы, чтобы сортировать общие спецификации размера сопла, критерии отбора и типичные сценарии применения для битов PDC,Помощь специалистам отрасли в быстром сопоставлении моделей битов с размерами сосудов и улучшение стабильности и экономичности бурения.
1. Во-первых, уточнить: основные функции и характеристики материалов PDC-битовых сосудов
Прежде чем исследовать размеры, давайте кратко рассмотрим основные ценности соприкосновений, чтобы понять, "почему выбор размера не может быть проигнорирован":
- Точное охлаждение: Резаки PDC изготавливаются из алмаза, который имеет чрезвычайно высокую твердость, но ограниченную термостойкость (долгосрочная рабочая температура должна контролироваться ниже 700 °C).Жидкость для бурения под высоким давлением точно вводится на поверхность резака через сопла, чтобы быстро рассеять тепло от трения, предотвращая падение алмазного слоя;
- Эффективное удаление подборок: струя, образованная высокоскоростной буровой жидкостью, своевременно выталкивает отрезки на дне скважины на землю,предотвращение накопления отсеков на рабочей поверхности бита и предотвращение повторных случаев дробления и прилипания;
- Помощь в разрушении скал: Насадки с определенными углами и размерами могут формировать струи высокого давления для предварительного гравирования и разрыва породы, снижая сопротивление резки PDC-резателей и улучшая скорость бурения.
Основным материалом для PDC-насадки являетсякарбиды вольфрама, цементированные карбиды(некоторые высококачественные продукты используют карбид вольфрама с алмазным арматом), с чрезвычайно высокой твердостью (HRA≥90), износостойкостью и давлением.Он может выдерживать эрозию высокого давления буровой жидкости (20-60MPa) и имеет срок службы в 8-12 раз больше, чем обычные металлические сосуды, адаптируясь к высокоэффективным потребностям бурения PDC.
2. Общие спецификации размеров сосудов для PDC-битов (отсылка к ядру)
Размер насадки для битов PDC сосредоточен на "внутреннем диаметре (имперский/метрический) + методе соединения".Внешний диаметр и длина должны соответствовать отверстиям монтажа сопла бита (соответствующим стандартам API или спецификациям производителя).Ниже приведены наиболее часто используемые спецификации размеров в отрасли, охватывающие потребности адаптации основных 6-171⁄2 дюймовых бит PDC:
| Внутренний диаметр сопла (дюйм) |
Внутренний диаметр в мм |
Диаметр адаптированного бита (дюйм) |
Внешний диаметр сопла (мм) |
Длина сопла (мм) |
Способ подключения |
Основные сценарии применения |
| 9/32 " |
7.14 |
6-77⁄8 |
12.0 |
22-28 |
С натяжкой (NC46) |
Сверление мелких образований (например, глины, свободного песчаника), низкое давление и удаление больших отсеков потока |
| 11/32 " |
8.73 |
77⁄8-97⁄8 |
14.0 |
28-33 |
С натяжкой (NC50) |
Среднеплотные традиционные бури (например, грязевик, песчаник), балансирующее охлаждение и эффективность удаления подрезок |
| 13/32" |
10.32 |
97⁄8-121⁄4. |
16.0 |
33-38 |
С натяжкой (NC50) |
Среднеглубокое бурение в плотной формации (например, плотный песчаник, известняк), балансирующий поток и давление для разрыва породы |
| 15/32 " |
11.91 |
12⁄4 - 4⁄4 |
18.0 |
38-43 |
Прокатные (NC50/60) |
Сверление под высоким давлением (например, скважины сланцевого газа, скважины метанового угля), увеличивающие силу разрыва струйных пород |
| 17/32 " |
13.49 |
143⁄4-171⁄2 |
20.0 |
43-48 |
С натяжкой (NC60) |
Буровые сверлы с большим диаметром (например, скважины с поверхностными оболочками скважин нефти и газа, шахты шахт), охлаждение высокого потока и удаление отсеков |
| 19/32 " |
15.08 |
Выше 171⁄2 |
22.0 |
48-53 |
Соединение фланца |
Сверхглубокие нефтяные и газовые скважины, бурение в твердых формациях (например, гранит, базальт), адаптируемые к условиям высокого давления и большого потока |
Дополнительные примечания:
- Логика маркировки размера: промышленность отдает предпочтение имперским единицам (дюймам), чтобы соответствовать международным общим стандартам для битов PDC (например, API 7-1).облегчение использования в неимперских регионах единиц;
- Способ соединения: на нитевые соединения (серия NC) приходится более 95%, с NC50 в качестве основной спецификации, адаптирующейся к большинству средних и больших битов PDC;подключения к фланцу используются только для сотовых насосов с чрезвычайно большим диаметром или при экстремальных условиях работы под высоким давлением для обеспечения герметичности соединения;
- Нестандартные размеры: для специальных сценариев, таких как добыча PDC с небольшим диаметром и точное бурение под давлением,Нестандартные сосуды с внутренним диаметром 5-7 мм (соответствующие 4/32 "-9/32") могут быть настроены на индивидуальные потребности.
3. 3 ключевых фактора для выбора размера сопла
Выбор размера битовой сопла PDC не требует сложных расчетов.
3.1 Диаметр бита (основное условие соответствия)
Размер сопла положительно коррелирует с диаметром бури: чем больше диаметр бури, тем больше требуемая площадь покрытия и поток буровой жидкости,и чем больше соответствующий внутренний диаметр соплаНапример: 97,8 дюйма (250,8 мм) PDC бита обычно сочетается с сопла с внутренним диаметром 11/32 "-13/32".Использование небольшого 9/32" сопла приведет к недостаточному покрытию буровой жидкости всех отсеков, что приводит к локальному перегреву и износу.
3.2 Характеристики буровых образований
- Мягкие образования (например, глина, свободный песчаник): скалы легко ломаются, что требует удаления крупных отсеков.13/32" вместо 11/32") для предотвращения накопления подрезок;
- Твердые образования (например, гранит, кварцевый песчаник): для содействия разрушению породы необходимы струи высокого давления.11/32 "-13/32") для уменьшения потерь давления и максимизации силы удара реактивного реактора;
- Сложные образования (например, грунтоносные образования, сланцевые породы): требуется баланс между охлаждением, удалением вырубок и разрушением породы.Рекомендуется выбрать средний и большой размер 13/32 "-15/32" для сбалансированного использования различных потребностей.
3.3 Параметры буровой жидкости (скорость потока и давление)
Размер сопла должен соответствовать номинальной пропускной способности и давлению бурового насоса:
- Большой поток бурового насоса (≥ 25L/s): выберите крупный соус (например, 15/32 "-17/32"), чтобы избежать чрезмерного давления системы из-за ограничения потока;
- Высокое давление бурового насоса (≥45 МПа): выберите дюзу среднего размера (например, 13/32 "-15/32"), чтобы обеспечить силу удара струи и повысить эффективность разрыва породы;
- Формула отраслевого опыта: Внутренний диаметр сопла (дюйм) ≈ Диаметр бита (дюйм) * 0,04 - 0,07 (например, 121⁄4-дюймовый бит * 0,05 ≈ 13/32-дюймовая сопла).
4Типичные случаи применения: Ссылка на выбор размера для разных сценариев
| Область применения |
Диаметр бита (дюйм) |
Тип образования |
Рекомендуемый размер сопла (внутренний диаметр) |
Логика выбора |
| Добыча нефти и газа (поверхностный слой) |
12¼ |
Глина, песчаник |
15/32" (11,91 мм) |
Удаление больших отсеков для предотвращения накопления и прилипания поверхностных отсеков |
| Бурение сланцевого газа |
8½ |
Упругие сланцы |
13/32" (10,32 мм) |
Высокое давление помогает разрывать скалы, повышая скорость бурения |
| Добыча полезных ископаемых |
14¾ |
известняк, грязевик |
17/32" (13,49 мм) |
Приспособление для больших диаметров кусков, высокого потока охлаждения резаков |
| Геологические исследования |
6-77⁄8 |
Песчаник, известняк |
9/32" - 11/32" |
Потребность в деталях небольшого диаметра, низком давлении и эффективном удалении вырубок |
| Сверхглубокие нефтяные и газовые скважины |
17½ |
Гранит, базальт |
19/32" (15.08 мм) |
Приспособление к экстремальным условиям труда, охлаждению под высоким давлением и большим потоком и разрушению скал |
5Примечания к использованию и обслуживанию
- Соответствие размерам: несколько соприкосновений (обычно 3-5) на одном и том же PDC-бите должны быть одинаковых размеров, чтобы избежать неравномерного потока, приводящего к несбалансированной силе на вырезы и износ бита;
- Материальное приспособление: Предоставление приоритета для циментированных карбидных сосудов из карбида вольфрама, особенно в твердых формациях или бурении под высоким давлением, чтобы избежать частой замены, вызванной быстрым износом обычных металлических сосудов;
- Инспекция установки: перед установкой очистить внутренний диаметр сопла от остатков, проверить герметичность нитей/фланцев и испытать давление буровой жидкости после установки (в норме колебания ≤ 5 МПа);
- Регулярная замена: когда внутренний диаметр сопла изнашивается более чем на 10% от первоначального размера (например, сопла 13/32 "с изнашиваемым внутренним диаметром ≥ 11 мм), или появляются трещины / ямы эрозии,заменить его своевременно, чтобы не повлиять на эффективность бурения.
Заключение: основной принцип выбора размера - "соответствие реальным потребностям"
Выбор размера насадки PDC не требует сложных профессиональных знаний.выбирать большие размеры для мягких образований и больших битов, средних размеров для твердых образований и высокого давления, и небольших размеров для мелких слоев и мелких кусков.Таблица общих размеров, составленная в этой статье, может быть непосредственно использована в качестве быстрой справки для покупки и замены насадки, охватывающие более 90% основных сценариев применения.
Как специалист в области карбида вольфрама, мы можем предоставить полные спецификации PDC битовых сосудов (от 9/32 "до 19/32" и нестандартные настройки),из высококачественного карбида вольфрама YG8/YG10 для обеспечения сверхвысокой износостойкости и давленияЕсли вам нужно рекомендовать точные размеры на основе конкретных моделей PDC битов, буровых формаций или параметров оборудования,пожалуйста, свяжитесь с нами для индивидуальных решений, чтобы помочь улучшить эффективность бурения и снизить затраты на эксплуатацию и обслуживание.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
Russian
