новости компании о Общие размеры сопел для шарошечных долот и справочные материалы по применению

Как инструмент для бурения скважин в нефтегазовой отрасли, горнодобывающей промышленности и других областях, сопло (также известное как "водяное отверстие") шарошечного долота является ключевым компонентом - оно в основном отвечает за впрыск бурового раствора для выполнения основных функций охлаждения долота, вымывания шлама и защиты режущих зубьев. Выбор размера сопла (в первую очередь внутреннего диаметра, наружного диаметра и способа соединения) напрямую влияет на эффективность бурения: слишком маленький размер приводит к недостаточному потоку бурового раствора, что приводит к плохому охлаждению и удалению шлама; слишком большой размер вызывает потерю давления, снижая ударную силу разрушения породы. В этой статье рассматриваются распространенные спецификации размеров сопел, факторы выбора размера и типичные сценарии применения для шарошечных долот. С помощью наглядных таблиц и простых выражений она помогает специалистам отрасли быстро сопоставлять модели долот с размерами сопел, повышая стабильность и эффективность буровых работ.

Прежде чем перейти к размерам, давайте кратко уточним основную ценность сопел, чтобы помочь понять, "почему выбор размера имеет решающее значение":

1. Охлаждение и снижение температуры: Буровой раствор высокого давления отводит тепло, выделяемое трением между режущими зубьями долота и породой (температура режущей кромки может превышать 800℃ во время бурения), предотвращая износ или сколы режущих зубьев из карбида вольфрама из-за перегрева;
2. Удаление шлама и очистка скважины: Буровой раствор, впрыскиваемый на высокой скорости, вымывает шлам со дна скважины на поверхность, предотвращая накопление шлама, которое может привести к заклиниванию долота или повторному дроблению породы;
3. Защита долота: Пленка жидкости, образуемая буровым раствором, уменьшает прямое трение между режущими зубьями и породой, предотвращая абразивное повреждение корпуса долота от шлама.

Материалом сопел шарошечных долот является в основном твердый сплав карбида вольфрама(в некоторых случаях используются армированные алмазом типы), обладающий сверхвысокой твердостью (HRA≥90) и износостойкостью. Он может выдерживать эрозию бурового раствора высокого давления (обычно 20-50 МПа) и высокой скорости, со сроком службы в 5-10 раз больше, чем у обычных металлических сопел.

Маркировка размера сопла для шарошечных долот обычно основана на "внутреннем диаметре (дюйм/мм) + способе соединения". Наружный диаметр и длина должны соответствовать спецификациям монтажного отверстия сопла долота. Ниже приведены наиболее часто используемые спецификации размеров сопел в отрасли, охватывающие схемы адаптации для различных диаметров долот (6-17½ дюймов, что соответствует основным спецификациям для бурения нефтяных и газовых скважин и горнодобывающего бурения):

1. Логика маркировки размера: В отрасли приоритет отдается имперским единицам (дюймам) для внутреннего диаметра сопла, поскольку это соответствует международным стандартным спецификациям для шарошечных долот (например, стандартам API). Метрические единицы используются для справочного пересчета;
2. Способ соединения: Резьбовые соединения (серия NC) являются основными (составляют более 90% применений) для обычного бурения; фланцевые соединения используются только для сопел сверхбольшого диаметра или экстремальных рабочих условий высокого давления для повышения герметичности соединения;
3. Нестандартные размеры: Для специальных долот или рабочих условий (например, малогабаритные горнодобывающие шарошечные долота, прецизионное бурение с низким расходом) можно настроить нестандартные сопла с внутренним диаметром 6-8 мм (соответствует 5/32"-10/32").

При выборе размера сопла не требуются сложные расчеты. Сосредоточьтесь на следующих 3 основных факторах для быстрого сопоставления:

Размер сопла пропорционален диаметру долота: чем больше диаметр долота, тем больше требуется расход бурового раствора и тем больше соответствующий внутренний диаметр сопла. Например: Шарошечное долото 8½ дюйма (215,9 мм) обычно сочетается с соплом с внутренним диаметром 13/32"-15/32". Использование небольшого сопла 11/32" приведет к недостаточной площади покрытия буровым раствором и несвоевременному удалению шлама.

• Мягкие формации (например, глина, рыхлый песчаник): Порода легко разрушается, требуется большая промывка шлама. Можно выбрать немного большее сопло (например, 15/32" вместо 13/32");
• Твердые формации (например, гранит, кварцевый песчаник): Требуется ударная сила высокого давления для помощи в разрушении породы. Следует выбирать сопло умеренного размера с низкими потерями давления (например, 13/32"-15/32"), чтобы избежать недостаточного давления из-за большого сопла;
• Сложные формации (например, формации, содержащие гравий, трещиноватые формации): Требуется баланс между промывкой и защитой от прилипания. Рекомендуется выбрать сопло среднего размера (например, 15/32") для обеспечения баланса между потоком и давлением.

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

• Если буровой насос имеет большую скорость потока (например, ≥30 л/с), можно выбрать сопло большого размера (например, 17/32"-19/32"), чтобы избежать чрезмерного давления из-за ограничения потока;
• Если буровой насос имеет высокое давление (например, ≥40 МПа), можно выбрать сопло среднего размера (например, 13/32"-15/32"), чтобы максимизировать ударную силу разрушения породы;
• Формула опыта отрасли: Внутренний диаметр сопла (дюйм) ≈ Диаметр долота (дюйм) * 0,05-0,08 (например, долото 9⅞ дюйма * 0,06 ≈ сопло 13/32 дюйма).

1. Соответствие размеров: Несколько сопел (обычно 3-6) на одном и том же шарошечном долоте должны быть одного размера, чтобы избежать неравномерного потока, приводящего к износу долота или отклонению траектории бурения;
2. Соответствие материалов: Отдавайте предпочтение соплам из твердого сплава карбида вольфрама, особенно в твердых формациях или при бурении под высоким давлением. Их износостойкость более чем в 5 раз превышает износостойкость обычных сопел из нержавеющей стали;
3. Проверка установки: Перед установкой убедитесь, что внутренний диаметр сопла не заблокирован и резьба не повреждена. После установки проверьте, стабильно ли давление бурового раствора (колебания давления ≤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), его необходимо своевременно заменить, чтобы избежать снижения эффективности бурения.

Выбор размера сопел шарошечных долот не требует сложных профессиональных знаний. Суть заключается в соответствии "диаметра долота + характеристик формации + параметров бурового раствора": выбирайте большие размеры для мягких формаций и больших долот, средние размеры для твердых формаций и высокого давления, а также небольшие размеры для мелких слоев и небольших долот. Общую таблицу размеров, составленную в этой статье, можно напрямую использовать в качестве справочника при покупке и замене сопел. Для особых рабочих условий (например, сверхглубокое бурение, нестандартные долота) размеры можно настроить в соответствии с фактическими потребностями.

Как специалист по карбиду вольфрама, мы можем предоставить сопла из карбида вольфрама полной спецификации (от 11/32" до 21/32" и нестандартная настройка), изготовленные из твердого сплава YG8/YG10 для обеспечения сверхвысокой износостойкости и устойчивости к давлению. Если вам необходимо рекомендовать точные размеры на основе конкретных моделей долот или сценариев бурения, свяжитесь с нами для получения индивидуальных решений, которые помогут повысить эффективность бурения и контролировать затраты.