Роликовые конусные долота являются важными инструментами при бурении нефтяных и газовых скважин, добыче полезных ископаемых и геологической разведке, при этом размеры сопел играют решающую роль в динамике жидкости, эффективности резания и долговечности долота. Выбор правильного размера сопла обеспечивает оптимальный поток бурового раствора, удаление горной породы и отвод тепла. В этой статье представлена подробная справочная таблица распространенных размеров сопел для роликовых конусных долот, подкрепленная сценариями применения и рекомендациями по выбору.
Понимание сопел роликовых конусных долот
Сопла в роликовых конусных долотах предназначены для направления высокоскоростной буровой жидкости (бурового раствора) к забою скважины, способствуя:
- Охлаждению долота и уменьшению износа
- Вымыванию шлама из зоны бурения
- Повышению эффективности дробления породы
Ключевые параметры для выбора размера сопла включают:
- Диаметр отверстия: Непосредственно влияет на скорость потока и падение давления
- Коэффициент расхода (Cv): Измеряет пропускную способность жидкости
- Твердость материала: Определяет устойчивость к эрозии от абразивного бурового раствора
Общие размеры и характеристики сопел
В таблице ниже приведены наиболее часто используемые размеры сопел для роликовых конусных долот, сгруппированные по диаметру отверстия, характеристикам потока и типичным областям применения:
| Код размера сопла | Наружный диаметр сопла (мм) | Длина сборки сопла (мм) | Диаметр выходного отверстия сопла (мм) | Подходящие размеры трехконусных долот (дюймы) | Подходящие размеры трехконусных долот (мм) |
|---|---|---|---|---|---|
| S0 | 18.12 | 15.96 | 6-14 | 3 1/2 - 4 | 88.9-101.6 |
| S1 | 20.3 | 17.48 | 6-14 | 4 1/8 - 5 3/4 | 104.8-146.1 |
| S2 | 23.5 | 19.05 | 6-16 | 5 7/8 - 7 3/8 | 149.2-187.3 |
| S3 | 29.74 | 20.62 | 6-22 | 7 1/2 - 8 1/4 | 190.5-209.6 |
| S4 | 32.89 | 26.97 | 6-22 | 8 3/8 - 14 5/8 | 212.7-349.3 |
| S5 | 40.84 | 26.97 | 6-22 | 14 3/4 - 26 | 374.7-914.4 |
| SC2 | 23.5 | 26 | 6-14 | 8 3/8 - 11 | 212.7-279.4 |
| SC4 | 32.89 | 35.32 | 6-22 | 11 5/8 - 17 1/2 | 395.3-914.4 |
Разбивка по применению серии сопел
Серия RC-100: Легкие буровые работы
Идеально подходит для неглубоких скважин в мягких формациях, меньшее отверстие RC-100 (6,35–10 мм) уравновешивает скорость потока и давление, предотвращая чрезмерный износ в условиях низкого напряжения. Широко используется при бурении водяных скважин и мелкой разведке нефти.
Серия RC-200: Операции средней сложности
Серия RC-200 подходит для бурения средней глубины в сланце или доломите, отверстия 10,5–15 мм обеспечивают оптимальный поток для очистки шлама без ущерба для устойчивости долота. Широко используется на наземных нефтяных и газовых месторождениях.
Серия RC-300: Сверхмощное бурение твердых пород
Разработанный для твердых горных пород, материал RC-300 с алмазным покрытием WC устойчив к эрозии от абразивного гранита или базальта. Его отверстия 15,5–20 мм поддерживают поток бурового раствора высокого давления (1000+ фунтов на квадратный дюйм) для эффективного дробления породы.
Серия RC-400: Скважины большого диаметра
Разработанные для долот диаметром 12,25+ дюймов, большие отверстия RC-400 (20,5–25 мм) обрабатывают большой объем потока бурового раствора в мягких отложениях, обычно используемые при прибрежном бурении или проектах трубопроводов большого диаметра.
Серия RC-500: Специализированные приложения
Благодаря композитной керамической конструкции RC-500 устойчив к химическому разложению в коррозионном буровом растворе, что делает его пригодным для бурения глубоких водяных скважин или геотермальных проектов с высокотемпературными жидкостями.
Ключевые факторы при выборе размера сопла
1. Твердость формации
- Мягкие формации (песчаник): Выбирайте сопла меньшего размера (RC-100, 6,35–10 мм) для контролируемого потока.
- Твердые формации (гранит): Требуются сопла большего размера (RC-300, 15,5–20 мм) для высокоскоростного бурового раствора для улучшения разрушения породы.
2. Свойства бурового раствора
- Высоковязкий буровой раствор: Большие сопла (RC-400/500) предотвращают чрезмерное падение давления.
- Низковязкий буровой раствор: Меньшие сопла (RC-100/200) поддерживают достаточную скорость для удаления шлама.
3. Размер и тип долота
- Маленькие долота (4,5–8,5 дюйма): используйте серии RC-100/200 (отверстия 6,35–15 мм).
- Большие долота (12,25+ дюйма): требуются серии RC-400/500 (отверстия 20,5+ мм) для сбалансированного распределения потока.
4. Рабочее давление
- Системы высокого давления (1500+ фунтов на квадратный дюйм): выберите сопла с алмазным покрытием (RC-300), чтобы противостоять эрозии.
- Настройки низкого давления (500–1000 фунтов на квадратный дюйм): карбидные или стальные сопла (RC-100/400) экономически эффективны.
Советы по техническому обслуживанию для увеличения срока службы сопла
- Регулярный осмотр: Проверяйте на износ, трещины или засоры после каждой буровой проходки.
- Фильтрация бурового раствора: Используйте высокоэффективные фильтры для уменьшения количества абразивных частиц в жидкости.
- Защита при хранении: Храните сопла в антикоррозионных гильзах, чтобы предотвратить ржавчину во влажной среде.
- Проверка выравнивания: Убедитесь, что сопла правильно установлены, чтобы избежать неравномерного потока и вибрации долота.
Заключение
Выбор правильного размера сопла для роликовых конусных долот имеет решающее значение для оптимизации эффективности бурения и снижения эксплуатационных расходов. Сопоставляя характеристики сопла (например, RC-100 для мягких формаций, RC-300 для твердых пород) с типом формации, свойствами бурового раствора и размером долота, операторы могут улучшить удаление шлама, продлить срок службы долота и минимизировать время простоя. Для индивидуальных решений по соплам или технической поддержки свяжитесь с нашими экспертами по буровому инструменту, чтобы найти идеальное решение для ваших требований к проекту.