PDC -ként (polikristályos gyémántkompakt) fúrási bitszállítóként évek óta belemerültem ezen figyelemre méltó eszközök bonyolultságába. A PDC -fúrási bitek kopási mechanizmusának megértése elengedhetetlen mindkét beszállító számára, mint mi, mind a vége - a fúrási ipar felhasználói. Ez a tudás nem csak a BITS tervezésének és teljesítményének javításában, hanem a fúrási folyamat optimalizálásában, a költségek csökkentésében és a hatékonyság növelésében is segít.
A PDC fúrási bitek alapszerkezete és funkciója
A PDC fúrási bitek acél vagy mátrixtestből állnak, amelyre a PDC -vágók vannak rögzítve. Ezeket a vágókat úgy készítik, hogy egy vékonyréteg polikristályos gyémántot kötünk egy volfrám -karbid szubsztráthoz. A gyémántréteg biztosítja a kemény kőzet formációinak áthaladásához szükséges szélsőséges keménységet és kopásállóságot, míg a volfrám -karbid szubsztrát mechanikai támasztékot kínál.
Amikor egy PDC -fúrási bit működik, nagy sebességgel forog, és lefelé mutató erőt alkalmaz a kőzetre. A PDC vágógépek kaparják és elolvasják a kőzetet, és kis fragmentumokra bontják, amelyeket azután a fúrási folyadék elvisz. Ez a folyamat azonban a vágókat jelentős mechanikai és termikus feszültségeknek veti alá, amelyek kopáshoz vezetnek.
Viseljen PDC -fúrási bitek mechanizmusait
Csiszoló kopás
A csiszoló kopás az egyik leggyakoribb kopási mechanizmus a PDC fúrási bitekben. Ez akkor fordul elő, amikor a kőzetben lévő kemény részecskék érintkeznek a PDC vágókkal, és megkarcolják vagy eltávolítják az anyagot a felületükről. A csiszoló részecskék lehetnek kvarc, földpát vagy más kemény ásványi anyagok.
Ahogy a PDC -vágó forog a szikla ellen, a csiszoló részecskék apró vágószerszámokként működnek, fokozatosan lefelé a gyémántréteget. Az ilyen típusú kopást gyakran a vágó sima, csiszolt felülete jellemzi. A csiszoló kopás sebessége számos tényezőtől függ, beleértve a csiszoló részecskék keménységét és koncentrációját a kőzetben, a bit forgási sebességét és az alkalmazott terhelést.
A csiszoló kopás enyhítésére PDC -vágókat is használhatunk, amelyek magasabb gyémánttartalmú vagy nagyobb kopás -ellenálló gyémánt fokozatúak. Ezenkívül a fúrási paraméterek optimalizálása, például a forgási sebesség csökkentése és a bit súlyának növelése elősegítheti a csiszoló kopás súlyosságának csökkentését.
Hőkarapás
A termikus kopás egy másik jelentős kopási mechanizmus a PDC fúrási bitekben. A fúrási folyamat során nagy mennyiségű hőt generálnak a PDC vágó és a kőzet közötti interfészen a súrlódás miatt. A magas hőmérsékletek miatt a PDC -vágó gyémántja fázis -transzformáción megy keresztül, és grafitmá alakíthatja.
A grafit sokkal lágyabb, mint a gyémánt, és alacsonyabb a kopásállóság. Miután a gyémánt grafitmá alakult, könnyen eltávolítható a vágó felületéről, ami gyors kopást eredményez. A termikus kopás gyakran súlyosabb a kemény és csiszoló kőzet formációban, ahol a súrlódás és a hőtermelés magasabb.
A termikus kopás elkerülése érdekében elengedhetetlen a megfelelő hűtés és kenés. A fúrófolyadék döntő szerepet játszik a fúrás során előállított hő eloszlásában. Jó hővezető képességgel és kenő tulajdonságokkal kell rendelkeznie. Megtervezzük a PDC vágógépeket is jobb hő -átviteli jellemzőkkel, például egy nagyobb felületű vágóhasználat vagy hatékonyabb hűtési csatorna kialakításával.
Ütköző kopás
Az ütés kopása akkor fordul elő, amikor a PDC -vágó hirtelen, magas nagyságú ütéseket tapasztal a fúrás során. Ezeket az ütéseket egyenetlen kőzetfelületek, kemény zárványok okozhatják a kőzetben vagy a fúrási rendszer rezgései. Amikor a vágó kemény tárgyat vagy egyenetlen felületet üt, akkor repedéseket vagy chipeket okozhat a gyémántrétegben.
Ha egy repedés vagy chip kialakul, további stressz alatt terjedhet, ami a vágó nagy részének elvesztéséhez vezet. Az ütés kopása valószínűleg lágy - közepes - kemény kőzet formációkban fordul elő, szakaszos kemény rétegekkel.
Az ütközés kopásának csökkentése érdekében használhatunk egy robusztusabb kialakítású PDC -vágókat, például vastagabb gyémántrétegű vágókkal vagy lekerekített élekkel. Ezenkívül a fúrási rendszer stabilitásának javítása és a sokk felhasználása - az alkatrészek elnyelése segíthet minimalizálni a vágókra gyakorolt ütési erőket.
Vegyi kopás
A kémiai kopás kevésbé gyakori, de még mindig jelentős kopási mechanizmus a PDC fúrási bitekben. Akkor fordul elő, amikor a PDC -vágók kémiailag reagálnak a fúrási folyadékkal vagy a kőzetképződéssel. Például néhány savas fúrási folyadékban a PDC -vágó gyémántja reagálhat a savval és korrodálódhat.
A kémiai kopás akkor is előfordulhat, ha a PDC -vágó érintkezésbe kerül bizonyos kőzetben lévő ásványi anyagokkal, amelyek magas hőmérsékleten és magas nyomás körülmények között reagálhatnak a gyémántdal. Az ilyen típusú kopást gyakran a vágó felületi kémiájának megváltozása jellemzi, és a kopásállóság csökkentéséhez vezethet.
A kémiai kopás elkerülése érdekében gondosan ki kell választanunk a fúrási folyadékot a kőzetképződés és a PDC vágó anyag alapján. Korrózió - ellenálló bevonat használata a PDC -vágókon szintén elősegítheti őket a kémiai támadások ellen.
A kopási mechanizmusokat befolyásoló tényezők
Számos tényező befolyásolhatja a PDC fúrási bitek kopási mechanizmusait. Ide tartoznak a kőzet tulajdonságai, a fúrási paraméterek és a bit kialakítása.
A kőzet tulajdonságai, mint például a keménység, a csiszolás és a törékenység, jelentős hatással vannak a kopási sebességre és az uralkodó kopási mechanizmusra. A kemény és csiszoló kőzetek nagyobb valószínűséggel okoznak csiszoló- és termikus kopást, míg a törékeny kőzetek nagyobb hatást gyakorolhatnak.
A fúrási paraméterek, például a forgási sebesség, a bit súlya és a fúrófolyadék áramlási sebessége szintén döntő szerepet játszanak. A magasabb forgási sebesség és a bit alacsonyabb súlya növeli a csiszoló kopás sebességét, míg a túlzott hőtermelést a nagy forgási sebesség és a nagy súrlódás okozhatja.
A bittervezés, beleértve a vágó elrendezését, a vágó geometriáját és a bit test kialakítását, befolyásolhatja az erők eloszlását a vágókon és a fúrási folyamat hatékonyságát. Egy kút által tervezett bit csökkentheti a vágók stresszét és javíthatja kopásállóságukat.
A kopási mechanizmusok megértésének fontossága vállalkozásunk számára
PDC -fúrási bitszállítóként a kopási mechanizmusok megértése rendkívül fontos. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy jobb fejlõdést fejlesszenek ki - olyan termékeket, amelyek kielégíthetik ügyfeleink egyedi igényeit. Ha megismerjük, hogy milyen eltérő kopási mechanizmusok fordulnak elő, megtervezhetjük a PDC vágókat és biteket, amelyek jobban ellenállnak a kopásnak, ezáltal növelve élettartamukat és csökkentve a végső fúrási költségeket - a felhasználók számára.
Például, ha tudjuk, hogy egy adott kőzetképződés nagyon koptató, akkor ajánlhatjuk a nagy gyémánt tartalommal és kopásálló gyémánt fokú PDC -vágókat. Hasonlóképpen, ha a Rocknak sok kemény zárványa van, akkor javasolhatunk egy robusztusabb kivitelű vágókat, hogy ellenálljanak az ütés kopásának.
Következtetés
Összegezve, a PDC fúrási bitek kopási mechanizmusai összetettek, és a csiszoló, a termikus, az ütés és a kémiai kopás kombinációját magukban foglalják. Minden kopási mechanizmust különféle tényezők befolyásolnak, például a kőzet tulajdonságait, a fúrási paraméterek és a bit kialakítását.
PDC -fúrási bitszállítóként elkötelezettek vagyunk azért, hogy folyamatosan javítsuk termékeinket ezen kopási mechanizmusok megértésével és kezelésével. A magas minőségű, kopás - ellenálló PDC -fúrási bitek biztosításával segíthetünk ügyfeleinknek a hatékonyabb és költségek elérésében - hatékony fúrási műveletekben.
Ha a piacon vagyFúró szerszám tricone bányászati bitek,Rotációs trikon bit bányászat fúrás, vagy14 hüvelykes 311 mm -es bányászati trikon bit, vagy bármely más PDC -fúrási bit, felkérjük Önt, hogy vegye fel velünk a kapcsolatot az Ön konkrét követelményeiről szóló részletes megbeszéléshez. Azért vagyunk itt, hogy a legjobb megoldásokat biztosítsuk a fúrási igényekhez.
Referenciák
- Zhang, Y., és Song, W. (2018). A PDC -vágók viselése mechanizmusa és az élet előrejelzése a kemény kőzetfúrásban. Journal of Rock Mechanics és Geotechnikai Engineering, 10 (6), 733 - 740.
- Wang, H., és Li, Y. (2019). A PDC fúróbitek kopási mechanizmusának kutatása komplex rétegekben. Rock Mechanics and Rock Engineering, 52 (3), 1061 - 1070.
- Luo, J., és Tan, X. (2020). A PDC -vágók termikus - mechanikus kapcsolási elemzése a kőzetfúrásban. Journal of Petroleum Science and Engineering, 188, 106919.