Дискусија о оптимизацији перформанси ПДЦ бургије за постизање повећања брзине бушења
У инжењерству бушења, давање пуног учинка максималном ефекту ПДЦ (поликристални дијамантски композит) бургија је један од кључних начина за побољшање ефикасности бушења. Овај рад ће дубоко истражити директне факторе који утичу на повећање брзине бушења ПДЦ бургија и анализирати везу између високог притиска бушења, велике брзине ротације и густине зуба на брзину бушења и хабања ПДЦ бургија како би се истражили узроци прераног квара ПДЦ бургија и њихов механизам хабања.
Теоријске студије су показале да су притисак бушења (тј. дубина продирања бургије) и брзина ротације најдиректнији фактори који утичу на механичку брзину бушења бургије, и обично постоји линеарна веза између њих и механичке брзине бушења. Међутим, у стварним применама, често се јављају нелинеарни одговори између притиска бушења и механичке брзине бушења. Теренски техничари то често приписују квару бургије или факторима формирања, али у ствари, разлог су „ненормални“ фактори који се јављају током бушења.
Ови фактори укључују:
1. Фактори који директно утичу на перформансе бургије укључују аксијалне, торзионе, бочне вибрације бургије (вртлог, клизање штапа-, скакање бушотине, итд.), лоше чишћење дна, набијање од исплаке резних зуба или бургије, хетерогеност формације између формирања камена и неусклађеност метода ломљења.
2. Не-фактори бургије који утичу на унос енергије бушења укључују сложену геолошку структуру која ограничава употребу алата за бушење у бушотини, ефекат извијања цеви у бушотини, ниску границу торзије горњег погона и алата, велики угао нагиба бушотине захтева лагани притисак и подизање, МВД и друге хоризонталне секције за прикупљање сигнала и проблеме са дуготрајним ношењем сигнала у секцији.
Field practice abroad shows that under high drilling pressure (>200 кН), брзина бушења ПДЦ бургија је значајно побољшана без повећања хабања. Овај налаз је у супротности са принципом употребе ПДЦ бургије „ниског притиска бушења, велике брзине“ којег се кинески техничари за бушење дуго придржавају. Закључак да је „што је већи притисак бушења, то је мање хабање бургије“ потврђено је тестом мокрог брушења гранита са вертикалном куполом стругом (ВТЛ тест). Резултати испитивања показују да је при истим параметрима сечења, што је већа дубина продирања ПДЦ резних зуба (што представља већи притисак бушења), то је мања запремина хабања, што доказује исправност закључка.
1. Када је ПДЦ бургија у стању ефикасног ломљења камена, повећање притиска бушења може смањити хабање бургије.
2. "ПДЦ бургија + високи притисак бушења" у комбинацији са алатима за бушење у бушотини (као што су завртњи са високим обртним моментом, итд.) може ефикасно повећати брзину механичког бушења и смањити хабање бургије.
3. У формацијама тврдих стена (као што је гранит), механичка брзина бушења ПДЦ бургије и притисак бушења и даље одржавају линеарну везу, а повећање притиска бушења може ефикасно успорити хабање бургије.
4. Специфична имплементација "ПДЦ бургије + високи притисак бушења" ограничена је стварним условима бушења, али се може решити напредном технологијом и опремом за бушење.
Однос између брзине ротације и хабања ПДЦ резача проучаван је ВТЛ тестом (ПДЦ цуттер цуттер гранит). Резултати испитивања су показали да се запремина хабања ПДЦ глодала повећава са повећањем линеарне брзине (брзине ротације), а када линеарна брзина пређе одређени праг, запремина хабања глодала више није линеарно повезана са растојањем хода, а стопа хабања се значајно повећава. Истраживање Натионал Оилвелл Цорпоратион открило је да ће у условима „велике брзине и малог уреза-“ температура резача брзо расти, узрокујући њихово трошење и квар на веома краткој удаљености. Међутим, тренутни квалитет ПДЦ резача може у потпуности да задовољи потребе-дуготрајног и ефикасног бушења у већини формација при великој брзини од 400-500 о/мин. -Алати за електрично бушење велике брзине са ПДЦ бургијама су такође постали уобичајена опција за инострано бушење. Из тог разлога, предложено је технолошко решење за три-велике брзине{14}: „висок притисак бушења + велика брзина + ПДЦ бургија велике густине зуба“. Теренски тестови су доказали да је ово решење у великој мери побољшало снимак бушења једног пута и брзину механичког бушења ПДЦ бургија.
Да би се истражио однос између густине зубаца бургије (број сечива, величина зуба за сечење) и брзине механичке пенетрације, извршено је испитивање на терену у блоку Луојиа на нафтном пољу Шенгли. Резултати су показали да је уобичајено коришћена композитна бургија φ19,0 мм са четири -сечива СК419-ИС ПДЦ бургија имала најнижу стопу механичког продора, док је композитна бургија φ19,0 мм са петом -сечивом СК519-ИС ПДЦ бургија имала боље резултате. Највећа механичка пенетрација била је композитна бургија са пет сечива СК522-ИС ПДЦ од φ22,0 мм, која је усвојила дизајн за брзо сечење са великим зупцима.
1. Предности бургије „мало оштрица, велике оштрице“ могу се у потпуности остварити кроз побољшање параметара бушења.
2. Све док се обезбеди довољан притисак бушења, обртни момент, притисак пумпе и померање да би се обезбедила динамичка равнотежа „уживања, сечења и пражњења на време“, чак и ПДЦ бургија велике-ПДЦ бургије са „више сечива и малих зуба“ може да постигне оптимално и брзо бушење} до високог зуба{2}
На основу ВТЛ уређаја за тестирање, извршена су испитивања у затвореном простору на цилиндрима φ6,0 мм нано поликристалних дијамантских блокова (НПД). Резултати су показали да се НПД брзо сломио након контакта са гранитом, а лом је био релативно гладак. У поређењу са ПДЦ резачима, иако НПД има високу тврдоћу (НПД има тврдоћу од 130-140 ГПа, док ПДЦ резачи имају тврдоћу од само 50-70 ГПа), НПД има слабу отпорност на удар и још увек је тешко испунити веће захтеве за бушење и разбијање стена. Према томе, материјали за разбијање стена за бушење нафте и гаса не могу слепо да траже ултра-високу тврдоћу, већ треба да траже најбољу равнотежу између тврдоће и жилавости, а технички ниво интеграције чврстоће материјала и жилавости треба стално да се побољшава.
Утицај уклањања кобалта на отпорност на хабање и отпорност на удар ПДЦ резача је проучаван применом ВТЛ тестова. Резултати показују да су отпорност на хабање и термичка стабилност ПДЦ резача ефективно побољшане након декобалтирања, али је отпорност на ударце декобалтираних ПДЦ резача релативно лоша. Брзо хабање ПДЦ глодала зависи од два услова: један је да глодала имају велике ивице за брушење и да су ивице за брушење ушле у подручје без-декобалта; други је да је топлота створена трењем између ивица за млевење и стене довољна. Препоручује се коришћење побољшања параметара бушења (повећање притиска бушења, повећање померања, итд.) у почетној фази уласка ПДЦ резача у бунар како би се скратила раздаљина путовања која је потребна за добијање истог снимка, и да би се благовремено избацили резови и топлота трења, чиме се успорава хабање резача.
Укратко, можемо извући следеће закључке:
1. Повећање притиска бушења може постићи повећање брзине бушења.
2. Побољшање параметара бушења је погодно за повећање брзине тврдог камена.
3. Повећање брзине ротације ће повећати брзину механичког бушења бургије.
4. Густина зуба (број сечива, величина резача, размак између зубаца, итд.) је један од фактора који утичу на брзину механичког бушења ПДЦ бургија, али није директан фактор.
5. Тренутно је отпорност на хабање ПДЦ резача довољно добра да обезбеди дуготрајно-бушење бургија у хомогеним формацијама тврдих стена као што су пешчар и гранит.
6. Приликом бушења у општим формацијама, ПДЦ секачи не морају бити декобалтирани или им је потребно само умерено декобалтирање. За високоабразивне формације препоручује се употреба ПДЦ резача са добром термичком стабилношћу и јаком отпорношћу на хабање и дубоким декобалтирањем.
