Τεχνολογία Γεώτρησης και Παραγωγής | Τι είναι η Ταχύτητα Γεώτρησης – Αύξηση Εργαλείων; Πώς να Βελτιώσετε Αποτελεσματικά την Απόδοση της Γεώτρησης και να Μειώσετε το Κόστος;

1Υψηλή αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες Ίση ταχύτητα τρυπήματος με βίδα πάχους τοιχώματος – Αυξανόμενη τεχνολογία

Η βίδα ίσου πάχους τοιχώματος ανθεκτική σε υψηλές θερμοκρασίες είναι ένα εργαλείο αύξησης ταχύτητας ειδικά σχεδιασμένο για να καλύπτει τις ανάγκες υψηλής απόδοσης και υψηλής αξιοπιστίας στη βιομηχανία γεώτρησης. Κατά τη χρήση παραδοσιακών βιδών γεώτρησης, λόγω του περιβάλλοντος υψηλής θερμοκρασίας και των πολύπλοκων συνθηκών εργασίας, συχνά εμφανίζονται σοβαρές ζημιές από φθορά και κόπωση, που οδηγούν σε μείωση της απόδοσης γεώτρησης. Ωστόσο, η βίδα ίσου πάχους τοιχώματος ανθεκτική σε υψηλές θερμοκρασίες έχει εξαιρετική αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, η οποία μπορεί να διατηρήσει σταθερές μηχανικές ιδιότητες σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, να μειώσει τις βλάβες του εξοπλισμού που προκαλούνται από υψηλές θερμοκρασίες και, επομένως, να βελτιώσει την ταχύτητα γεώτρησης.

1.1 Τεχνική Αρχή

Ο κινητήρας γεώτρησης κινεί απευθείας το τρυπάνι για να σπάσει βράχο και να τρυπήσει, κάτι που μπορεί να μεταδώσει πιο αποτελεσματικά την ισχύ στο τρυπάνι, να μειώσει την απώλεια ενέργειας και να βελτιστοποιήσει την απόδοση λειτουργίας των εργαλείων γεώτρησης. Αυτό συμβαίνει επειδή ο κινητήρας κινεί απευθείας το τρυπάνι, κάτι που μπορεί να αποφύγει την απώλεια ισχύος που προκαλείται από την απώλεια του συστήματος μετάδοσης, έτσι ώστε να χρησιμοποιείται περισσότερη ενέργεια για τη διάτρηση θραύσης βράχου, βελτιώνοντας την ταχύτητα και την απόδοση της διάτρησης. Για την περαιτέρω βελτίωση της αντοχής του εξοπλισμού σε υψηλές θερμοκρασίες, η βίδα ίσου πάχους τοιχώματος, ανθεκτική σε υψηλές θερμοκρασίες, υιοθετεί ορισμένα ειδικά υλικά ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες και τεχνολογίες επιφανειακής επεξεργασίας. Για παράδειγμα, ως κύριο υλικό χρησιμοποιείται χάλυβας υψηλής κραματοποίησης ή η επιφάνεια του εξοπλισμού υποβάλλεται σε θερμική επεξεργασία ή επεξεργασία επίστρωσης για τη βελτίωση της αντοχής του εξοπλισμού σε υψηλές θερμοκρασίες. Δεδομένου ότι ο στάτορας υιοθετεί ένα προκατασκευασμένο χαλύβδινο κέλυφος με συγκεκριμένο σχήμα διατομής και στη συνέχεια εγχέεται με κόλλα για να σχηματίσει ένα λεπτό και ίσου πάχους στρώμα καουτσούκ, ο κινητήρας έχει μεγαλύτερη ροπή εξόδου και μπορεί να προσαρμοστεί σε διάφορες σύνθετες γεωλογικές συνθήκες. Αυτή η δομή καθιστά το κενό μεταξύ του στάτορα και του ρότορα του κινητήρα μικρότερο, μειώνοντας έτσι την τριβή και τη φθορά και βελτιώνοντας τη διάρκεια ζωής και την αξιοπιστία του εξοπλισμού. Το εργαλείο υιοθετεί επίσης έναν μηχανικό μηχανισμό ασφάλισης ή μείωσης της τριβής για να βελτιώσει την ακρίβεια περιστροφής και τη σταθερότητα του εξοπλισμού και να αποφύγει τη μείωση της απόδοσης διάτρησης που προκαλείται από τους κραδασμούς ή την εκκεντρότητα της βίδας.

1.2 Ανάλυση Προσαρμοστικότητας

Όσον αφορά την απόδοση, η βίδα ίσου πάχους τοιχώματος με αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίεςεργαλείο γεώτρησηςΌχι μόνο έχει όλα τα χαρακτηριστικά των συνηθισμένων κινητήρων με κοχλία, αλλά έχει επίσης τα χαρακτηριστικά της μεγάλης ροπής, της εύκολης εκκίνησης και της ισχυρής αντοχής στην υπερφόρτωση, καθιστώντας την πιο κατάλληλη για εργασίες γεώτρησης σε βαθείς σχηματισμούς υψηλής θερμοκρασίας. Χρησιμοποιώντας μια ευθεία βίδα με ένα μικρό εργαλείο γεώτρησης με εκκρεμές σε σχηματισμούς υψηλής εμβύθισης, μπορεί να επιτευχθεί υψηλή ταχύτητα γεώτρησης με χαμηλή πίεση γεώτρησης και μπορεί να επιτευχθεί σημαντικό αποτέλεσμα μείωσης και πρόληψης της απόκλισης. Ταυτόχρονα, ο σχεδιασμός της ευθείας βίδας μπορεί επίσης να παρέχει σταθερή δύναμη στήριξης για να αποτρέψει την απόκλιση του τρυπανιού σε σχηματισμούς υψηλής εμβύθισης, βελτιώνοντας έτσι τη σταθερότητα της γεώτρησης. Τόσο η θεωρητική έρευνα όσο και οι εφαρμογές στο χώρο δείχνουν ότι η τεχνολογία γρήγορης γεώτρησης που χρησιμοποιεί βίδες ανθεκτικές σε υψηλή θερμοκρασία και ίσου πάχους τοιχώματος μπορεί να αυξήσει σημαντικά την ταχύτητα περιστροφής του τρυπανιού στον πυθμένα του φρέατος, να προσαρμοστεί στο περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας στο κάτω μέρος της γεώτρησης και να βελτιστοποιήσει αποτελεσματικά τον έλεγχο ποιότητας του φρέατος. Ταυτόχρονα, μπορεί επίσης να μειώσει το φορτίο άνω κίνησης και τη ροπή του εργαλείου γεώτρησης και να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του εργαλείου γεώτρησης. Σε σύγκριση με το συμβατικό συγκρότημα εργαλείων γεώτρησης PDC, αυτή η μέθοδος μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση γεώτρησης και να δείξει εξαιρετικά ολοκληρωμένα οικονομικά και τεχνικά αποτελέσματα.

2Ταχύτητα τρυπανιού με στρόβιλο + εμποτισμένο διαμαντένιο τρυπάνι – Αυξανόμενη τεχνολογία

Το στροβιλοτρύπανο είναι ένα ηλεκτρικό εργαλείο για γεωτρήσεις που μπορεί να μετατρέψει την υδραυλική ενέργεια του ρευστού σε περιστροφική μηχανική ενέργεια, οδηγώντας έτσι το τρυπάνι σε περιστροφή και κρούση, και επιτυγχάνοντας διάτρηση υψηλής ταχύτητας και αποδοτικότητας. Αποτελείται κυρίως από τρία μέρη: το τμήμα τουρμπίνας, τον καθολικό άξονα και τον άξονα μετάδοσης κίνησης. Το εμποτισμένο διαμαντένιο τρυπάνι είναι ένας τύπος διαμαντένιου τρυπανιού. Η μήτρα του κατασκευάζεται με πυροσυσσωμάτωση πολυκρυσταλλικών σωματιδίων διαμαντιού στο εξωτερικό της μήτρας, γεγονός που καθιστά το τρυπάνι πιο επιθετικό. Η μήτρα έχει ένα ορισμένο ύψος, η εξωτερική της διάμετρος είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από την εξωτερική διάμετρο του σώματος του τρυπανιού και η εσωτερική της διάμετρος είναι ελαφρώς μικρότερη από την εσωτερική διάμετρο του σώματος του τρυπανιού. Η εξωτερική πλευρά, η εσωτερική πλευρά και ο πυθμένας της μήτρας είναι όλα εφοδιασμένα με αυλακώσεις νερού για την εκκένωση των κομματιών βράχου και την ψύξη του τρυπανιού μέσω του υγρού έκπλυσης. Η μήτρα έχει επαρκή αντοχή σε θλίψη και κρούση, καθώς και υψηλή σκληρότητα και αντοχή στη φθορά. Το στροβιλοτρύπανο και το εμποτισμένο διαμαντένιο τρυπάνι είναι σημαντικά εργαλεία στη διαδικασία γεώτρησης πετρελαίου και η συνδυασμένη χρήση τους μπορεί να βελτιώσει από κοινού την απόδοση και την ποιότητα της γεώτρησης.

2.1 Τεχνική Αρχή

Το τμήμα του στροβίλου είναι το βασικό εξάρτημα του στροβιλοτρύπανου, το οποίο αποτελείται από στάτορες και ρότορες στροβίλου, κεντρικά έδρανα, κύριους άξονες και περιβλήματα. Μπορεί να μετατρέψει την ενέργεια του ρευστού γεώτρησης σε μηχανική ενέργεια της περιστροφής του κύριου άξονα. Η εσωτερική του δομή περιλαμβάνει πολλαπλά στάδια ζευγαρωμένων στάτων και ρότορων. Όταν το ρευστό γεώτρησης εισέρχεται στον στάτορα κατά μήκος του εργαλείου γεώτρησης, ο στάτορας θα καθοδηγήσει το ρευστό γεώτρησης σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση και ταχύτητα και στη συνέχεια θα εισέλθει στον ρότορα. Στον ρότορα, το ρευστό γεώτρησης θα επηρεάσει τις λεπίδες για να δημιουργήσει μια συγκεκριμένη διαφορά πίεσης, η οποία θα προκαλέσει την περιστροφή του ρότορα. Μέσω αυτού του μηχανισμού, η ενέργεια του ρευστού γεώτρησης μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια που οδηγεί τον άξονα του στροβίλου να περιστραφεί.

Η κύρια μέθοδος θραύσης βράχου του εμποτισμένου διαμαντότρυπου είναι η λειαντική θραύση βράχου, δηλαδή η χρήση σωματιδίων διαμαντιού για συνεχή άλεση, ξύσιμο και τριβή του βράχου υπό την επίδραση αξονικής δύναμης και ροπής, έτσι ώστε να επιτευχθεί ο σκοπός της θραύσης του βράχου. Το διαμαντότρυπο που χρησιμοποιεί κυρίως αυτήν τη μέθοδο θραύσης βράχου έχει υψηλή αντοχή στη φθορά, η οποία μπορεί να αντιμετωπίσει αποτελεσματικά τους ιδιαίτερα λειαντικούς βράχους σε σκληρούς - εξαιρετικά σκληρούς λειαντικούς σχηματισμούς και να βελτιώσει την απόδοση διάτρησης και τη διάρκεια ζωής του τρυπανιού.

2.2 Ανάλυση Προσαρμοστικότητας

Το τρυπάνι turbodrill + εμποτισμένο διαμαντένιο τρυπάνι υιοθετεί μια μεταλλική δομή, η οποία έχει υψηλότερη αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και πιο σταθερό αποτέλεσμα διάτρησης, επιτρέποντάς του να λειτουργεί σταθερά ακόμη και σε ακραία περιβάλλοντα. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε εργασίες γεώτρησης βαθιών και εξαιρετικά βαθιών φρεατίων. Αυτός ο συνδυασμός εργαλείων έχει εξαιρετική απόδοση αξονικής ισορροπίας, η οποία μπορεί να μειώσει τους πλευρικούς κραδασμούς, να δημιουργήσει μια ομαλή τροχιά γεώτρησης, να μειώσει τις ζημιές στο τοίχωμα του φρέατος, προστατεύοντας έτσι το τρυπάνι και άλλα εργαλεία γεώτρησης, και είναι ευεργετικός για τις επόμενες εργασίες. Λόγω των χαρακτηριστικών περιστροφής υψηλής ταχύτητας του turbodrill, ο συνδυασμός του εμποτισμένου διαμαντένιου τρυπάνι και της τουρμπίνας υψηλής ταχύτητας μπορεί να επιτύχει εξαιρετικά υψηλή απόδοση διάτρησης σε βαθιούς σχηματισμούς με υψηλή σκληρότητα και ισχυρή λειαντικότητα, και να βελτιώσει σημαντικά την ικανότητα γεώτρησης.

3Ταχύτητα διάτρησης με κρουστικό ροπής – Αυξανόμενη τεχνολογία

Ο κρουστικός κρουστικός μηχανισμός είναι ένα καθαρά μηχανικό ηλεκτρικό εργαλείο που χρησιμοποιείται κυρίως για τη βοηθητική θραύση πετρωμάτων σε τρυπάνια PDC. Το εργαλείο παράγει μια πτώση πίεσης μέσω ενός ακροφυσίου μεταβλητής ροής, σχηματίζοντας μια ζώνη υψηλής πίεσης και μια ζώνη χαμηλής πίεσης στο εσωτερικό του. Όταν η διαφορά πίεσης επενεργεί στο εργαλείο, το κανάλι ροής αλλάζει για να κάνει το σφυρί κρούσης και το σφυρί εκκίνησης στο εσωτερικό του εργαλείου να αντιστραφούν με υψηλή ταχύτητα. Το σφυρί κρούσης κρούει συνεχώς την επιφάνεια κρούσης, μεταδίδοντας έτσι τη δύναμη κρούσης στο τρυπάνι, σχηματίζοντας μια ροπή παλμού υψηλής συχνότητας. Μετατρέπει έξυπνα την ενέργεια ρευστού του υγρού γεώτρησης σε στρεπτική, υψηλής συχνότητας, ομοιόμορφη και σταθερή μηχανική ενέργεια κρούσης και τη μεταδίδει απευθείας στο τρυπάνι PDC, διατηρώντας το τρυπάνι και τον πυθμένα του φρέατος συνεχή ανά πάσα στιγμή.

3.1 Τεχνική Αρχή

Η σταθερή δύναμη κρούσης υψηλής συχνότητας από 750 φορές/λεπτό έως 1500 φορές/λεπτό που παρέχεται από τον κρουστικό ροπής ισοδυναμεί με την κοπή του σχηματισμού πολλές φορές ανά λεπτό. Αυτό επιτρέπει στο τρυπάνι να κόβει τον σχηματισμό χωρίς να περιμένει η στρέψη να συσσωρεύσει επαρκή ενέργεια, αλλάζοντας εντελώς την κατάσταση λειτουργίας του τρυπανιού. Αυτή τη στιγμή, το τρυπάνι έχει δύο δυνάμεις για την κοπή του σχηματισμού: η μία είναι η ροπή που παρέχεται από την περιστροφική τράπεζα και η άλλη είναι η δύναμη κρούσης που παρέχεται από τον κρουστικό ροπής. Αυτές οι δύο δυνάμεις μεταδίδονται απευθείας στο ίδιο το τρυπάνι, έτσι ώστε η ροπή που μεταδίδεται από τον σωλήνα τρυπανιού να μπορεί να χρησιμοποιηθεί πλήρως για την κοπή του σχηματισμού χωρίς σπατάλη. Η συνδυασμένη δράση αυτής της ροπής και της δύναμης κρούσης μπορεί όχι μόνο να βελτιώσει σημαντικά την ταχύτητα διάτρησης, αλλά και να μειώσει ή να εξαλείψει αποτελεσματικά τους επιβλαβείς κραδασμούς του τρυπανιού κατά τη διάτρηση σε σκληρούς σχηματισμούς, να προστατεύσει το τρυπάνι, να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του τρυπανιού και ταυτόχρονα να μειώσει την αντοχή στην κόπωση άλλων εργαλείων διάτρησης και να παρατείνει τη διάρκεια ζωής άλλων εργαλείων διάτρησης. Το Σχήμα 1 δείχνει την κατάσταση τάσης της σειράς τρυπανιού κάτω από την οπή του συμβατικού εργαλείου διάτρησης και του κρουστικού ροπής.

3.2 Ανάλυση Προσαρμοστικότητας

Ως προηγμένο εργαλείο διάτρησης, ο κρουστικός μηχανισμός ροπής έχει μια λογική εσωτερική μηχανική δομή, δεν έχει ελαστικά μέρη και ηλεκτρονικά εξαρτήματα, και έχει λίγα εξαρτήματα. Ακόμα και αν αποτύχει, ισοδυναμεί μόνο με ένα υποβρύχιο τρυπάνι που περιστρέφεται συνεχώς μαζί με το τρυπάνι PDC χωρίς να επηρεάζει τη συνεχή διάτρηση, και δεν υπάρχει ανάγκη ενεργοποίησης του τρυπανιού, επομένως έχει υψηλή αξιοπιστία. Ο κρουστικός μηχανισμός ροπής είναι κατάλληλος για διάφορους σύνθετους σχηματισμούς, ειδικά για σχηματισμούς πυριγενών πετρωμάτων με ισχυρή λειαντικότητα και κακή ικανότητα διάτρησης. Ταυτόχρονα, το εργαλείο είναι εύκολο στη χρήση. Όταν χρησιμοποιείτε τον κρουστικό μηχανισμό ροπής, χρειάζεται μόνο να συνδεθεί απευθείας με το περιστρεφόμενο ή κατευθυντικό εργαλείο διάτρησης, το οποίο είναι απλό και βολικό στη λειτουργία.

4Σύνθετος κρουστικός μηχανισμός

Ο σύνθετος κρουστικός μηχανισμός είναι ένας προηγμένος εξοπλισμός γεώτρησης με μια συσκευή μετατροπής ενέργειας σχεδιασμένη στο εσωτερικό του, η οποία μπορεί να μετατρέψει την ενέργεια του ρευστού γεώτρησης σε ενέργεια παλμικής κρούσης, παράγοντας έτσι σταθερές περιφερειακές και αξονικές δυνάμεις κρούσης υψηλής συχνότητας. Αυτή η μέθοδος εργασίας βελτιώνει σημαντικά την απόδοση θραύσης βράχου του τρυπανιού, λύνει αποτελεσματικά τα προβλήματα ολίσθησης και συγκράτησης πίεσης κατά τη διάτρηση και έτσι επιτυγχάνει τον στόχο της αύξησης της ταχύτητας. Ο σύνθετος κρουστικός μηχανισμός όχι μόνο έχει τα χαρακτηριστικά στρεπτικής κρούσης και τα πλεονεκτήματα του κρουστικού ροπής, αλλά συνδυάζει καινοτόμα τη λειτουργία αξονικής κρούσης..

σύνθετος κρουστήρας

4.1 Τεχνική Αρχή

Η εσωτερική δομή του σύνθετου κρουστικού αποτελείται από καθαρό μεταλλικό μηχανισμό. Μετατρέπει την ενέργεια ρευστού του υγρού γεώτρησης σε υψηλής συχνότητας και σταθερή περιφερειακή και αξονική ενέργεια κρούσης μέσω ενός μηχανισμού αντιστροφής. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας γεώτρησης του συμβατικού συγκροτήματος εργαλείου γεώτρησης, αφού το τρυπάνι PDC εισέλθει στον σχηματισμό, η συσσώρευση ενέργειας του άνω εργαλείου γεώτρησης πρέπει να υπερβεί μια ορισμένη κρίσιμη τιμή για να ξεκινήσει η διάτμηση του βράχου. Αντίθετα, το σύνθετο κρουστικό μετατρέπει την ενέργεια ρευστού του υγρού γεώτρησης σε ενέργεια κρούσης, παρέχοντας υψηλής συχνότητας και σταθερή δύναμη κρούσης για το τρυπάνι. Με αυτόν τον τρόπο, η τάση θραύσης βράχου μπορεί να φτάσει γρήγορα στην κρίσιμη τάση για διάτμηση του σχηματισμού, βελτιώνοντας σημαντικά την απόδοση διάτμησης του τρυπανιού PDC. Ταυτόχρονα, λόγω της μείωσης της διακύμανσης της τάσης και της ροπής θραύσης βράχου, είναι ωφέλιμο για το τρυπάνι να εκτελεί ομοιόμορφη κοπή στον πυθμένα του φρέατος, εξαλείφοντας την στιγμιαία εξαιρετικά υψηλή τάση στο τρυπάνι PDC υπό συμβατικά εργαλεία γεώτρησης. Επομένως, η τάση στο τρυπάνι γίνεται πιο ομοιόμορφη και σταθερή, παρατείνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής του τρυπανιού PDC και αυξάνοντας το μήκος εργασίας ενός μόνο τρυπανιού.

4.2 Ανάλυση Προσαρμοστικότητας

Σε σύγκριση με το κρουστικό ροπής, το σύνθετο κρουστικό αυξάνει την ενέργεια της διαμήκους κρούσης. Θεωρητικά, η απόδοσή του στη θραύση βράχων είναι υψηλότερη και είναι πιο κατάλληλο για χρήση σε σφιχτούς σχηματισμούς. Με το ίδιο μέγεθος, η βέλτιστη πίεση διάτρησης του σύνθετου κρουστικού είναι ελαφρώς υψηλότερη από αυτή του κρουστικού ροπής. Για το σύνθετο κρουστικό, το τρυπάνι που χρησιμοποιείται θα πρέπει να έχει ισχυρότερη αντοχή στην κρούση και να υπάρχουν δόντια απορρόφησης κραδασμών κατανεμημένα δίπλα στα κύρια δόντια κοπής του τρυπανιού, τα οποία προστατεύουν αποτελεσματικά το τρυπάνι. Κατά τη διάτρηση σε σκληρούς σχηματισμούς και σχηματισμούς υψηλής τριβής, η επιλογή των τρυπανιών PDC της σειράς HPM μπορεί να επιτύχει μια τέλεια ισορροπία μεταξύ ταχύτητας διάτρησης και μήκους κύματος.

5Συμπεράσματα και Προοπτικές

Αυτό το άρθρο μελετά και εισάγει κοινά εργαλεία αύξησης ταχύτητας γεώτρησης. Μέσω της ανάλυσης των αρχών, των χαρακτηριστικών και των πεδίων εφαρμογής αυτών των εργαλείων, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι διαφορετικοί τύποι εργαλείων αύξησης ταχύτητας γεώτρησης είναι κατάλληλοι για διαφορετικές γεωλογικές συνθήκες και απαιτήσεις γεώτρησης. Ταυτόχρονα, λόγω του διαφορετικού κόστους χρήσης διαφόρων εργαλείων, η επιλογή των εργαλείων αύξησης ταχύτητας γεώτρησης πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη από οικονομική άποψη.

Για μελλοντική έρευνα, προτείνεται η διεξαγωγή από τις ακόλουθες πτυχές: περαιτέρω μελέτη του μηχανισμού λειτουργίας της ταχύτητας γεώτρησης - αύξηση των εργαλείων, βελτιστοποίηση του σχεδιασμού των εργαλείων και βελτίωση της προσαρμοστικότητας και της αποδοτικότητάς τους· συνδυασμός τεχνολογιών όπως η τεχνητή νοημοσύνη και τα μεγάλα δεδομένα για την υλοποίηση της νοημοσύνης και της απομακρυσμένης παρακολούθησης της ταχύτητας γεώτρησης - αύξηση των εργαλείων και βελτίωση της ασφάλειας και της αποδοτικότητας των εργασιών γεώτρησης· επέκταση της εφαρμογής της ταχύτητας γεώτρησης - αύξηση των εργαλείων σε άλλους τομείς, όπως πηγάδια νερού, πηγάδια φυσικού αερίου και γεωθερμικά πηγάδια, για την κάλυψη των αναγκών της κοινωνικής και οικονομικής ανάπτυξης.

Επικοινωνία: Τζέσι Ζου

Κινητό/Whatsapp:+0086-18109206861
E-mail:landrill@landrilltools.com
Ιστός:www.landrilltools.com