Истражување на алатки за зголемување на брзината на дупчење

Во моментов, алатките за зголемување на брзината на дупчење се поделени главно во две категории: механички тип и хидрауличен тип. Механичките алатки користат тежина на бургијата (WOB) за да генерираат ударна сила, што ефикасно ја подобрува ефикасноста на кршење карпи во тврди формации, но постојат проблеми како што се силни вибрации, висока потрошувачка на енергија и лесно оштетување од замор. Хидрауличните алатки користат течност за дупчење за да ги движат ударните чекани, комбинирајќи удар, ротација и млаз за кршење карпа. Тие имаат значајни предности во зголемувањето на стапката на пенетрација (ROP), контролирањето на отстапувањето на бунарот и продолжувањето на животниот век на бургијата, но генерално имаат проблеми како што се фреквенцијата на еден удар и тешкотиите во прилагодувањето на потребите на различните формации.

Технологијата на ударно дупчење е главно поделена во три категории според начинот на дејствување: торзиона ударна технологија, аксијална ударна технологија и аксијално-торзиона композитна ударна технологија. Суштината на ударното дупчење за зголемување на брзината е претворање на енергијата на притисок на гасот или течноста во аксијална или торзиона ударна механичка енергија преку ударен механизам, кој директно се применува на задниот крај од бургијата, подобрувајќи ја состојбата на сечење на бургијата и зголемувајќи ја ефикасноста на кршење камења на бургијата.

Технологијата за торзионо ударно дупчење е нова технологија за зголемување на брзината на дупчење во последниве години, главно користена за решавање на вибрациите од „лизгање“ генерирани од PDC бургиите. Кога е во употреба, торзиониот ударен погон е инсталиран на задниот крај од бургијата. Преку својот внатрешен структурен дизајн, може да ја претвори хидрауличната енергија на течноста во механичка енергија на торзиониот удар. Бутот крши карпа под комбинирано дејство на стационарниот вртежен момент на низата за дупчење и ударниот вртежен момент генериран од ударниот погон.

Следните примери претставуваат две иновативни алатки

1. Алатка за зголемување на брзината на дупчење со прилагодлива фреквенција на удар

Алатката за зголемување на брзината на хидраулично дупчење со прилагодлива фреквенција има јадро со ударна структура составена од лежишта, долно тело на вратило, клипни парови, ударен чекан, млазница за гас и други компоненти.

Принцип на работа:Ја користи периодичната разлика во притисокот формирана од течноста за дупчење во горните и долните комори на ударниот чекан за да го погони ударниот чекан да се движи возвратно со голема брзина, генерирајќи аксијална сила на удар што се пренесува директно на бургијата за да помогне во кршењето на карпите. Клучот е во тоа што оваа алатка може да ја прилагоди фреквенцијата на ударот со промена на бројот на симетрични дупки во долното тело на вратилото, со што се прилагодува на потребите за дупчење на различни формации.

Примена на алатка за зголемување на брзината на дупчење со прилагодлива фреквенција на удар

Тест на терен во средно тврда формација: Врз основа на оптималната фреквенција на удар (16 Hz) избрана со нумеричка симулација, оваа алатка беше тестирана во бунарот X1 на нафтеното поле Синџијанг. Во делот на формацијата со силна абразивност и ниска стапка на пенетрација (ROP), споредбата со соседната бунар со употреба на алатка за дупчење со навој покажува дека по употребата на оваа алатка, снимката од едно пробивање се зголемила за 53%, механичката ROP се зголемила за 27,0%, ефикасно намалувајќи го бројот на патувања и заштедувајќи го периодот на изградба.

Тест на терен во тврда формација: Според оптималната фреквенција на удар (18 Hz) избрана со нумеричка симулација, оваа алатка беше тестирана во карбонските андезитни и базалтни формации со слаба дупчење во бунарот X3 на нафтеното поле Синџијанг.

Заклучок: Резултатите покажуваат дека по употребата на оваа алатка, механичкиот ROP е значително зголемен за 103,2% во споредба со соседните бунари, што ефикасно докажува дека може значително да ја подобри ефикасноста на дупчењето и да го скрати циклусот на дупчење во различни формации.

2. Дизајн на композитна алатка за зголемување на брзината на ударно дупчење

Дизајниран е хидрауличен торзионски ударен механизам, чие јадро се состои од три дела: механизам за распределба на протокот, механизам за обратна насока и механизам за удар.

Процес на движење: Првично (состојба а), течноста под висок притисок влегува во левата празнина на хидрауличниот чекан низ левиот канал за проток на јадрото на вентилот за враќање назад, притискајќи го хидрауличниот чекан и јадрото на вентилот да ротираат заедно во насока на стрелките на часовникот сè додека хидрауличниот чекан не удри во седиштето на хидрауличниот чекан (состојба б). По ударот, течноста под висок притисок потоа влегува во десната празнина формирана од хидрауличниот чекан и јадрото на вентилот низ десниот канал за контрола на проток, притискајќи го јадрото на вентилот да продолжи да ротира во насока на стрелките на часовникот до положбата за враќање назад (состојба в), така што течноста под висок притисок се префрла на десниот канал за проток и влегува во десната празнина на хидрауличниот чекан, притискајќи го хидрауличниот чекан и јадрото на вентилот да ротираат спротивно од стрелките на часовникот (состојба в). Додека хидрауличниот чекан повторно не удри во седиштето на хидрауличниот чекан (состојба г), течноста под висок притисок влегува во левата празнина низ левиот канал за контрола на проток, притискајќи го јадрото на вентилот да ротира спротивно од стрелките на часовникот за враќање назад и враќајќи се во почетната состојба (состојба а). Ова циклира, формирајќи високофреквентно реципрочно торзионо ударно дејство преку континуирано враќање назад и удар предизвикан од течност.

Принцип на работа:Откако течноста (калта) ќе влезе во ракавот за распределба на протокот преку горниот спој и цевката за водење, таа се дистрибуира до механизмот за обратна насока и механизмот за удар, а двата пата на течноста се одделени со плочата за распределба на протокот. Последователно, течноста поминува низ млазницата во внатрешноста на трнот, формирајќи зони со висок и низок притисок пред и по неа. Јадрото на вентилот за обратна насока ротира под погонот на разликата во притисокот, контролирајќи ги левата и десната шуплина на хидрауличниот чекан за наизменично да се поврзат со зоните со висок и низок притисок, предизвикувајќи хидрауличниот чекан да возврати за да удри во седиштето на хидрауличниот чекан под дејство на разликата во притисокот, со што се формира високофреквентен возвратен торзионски удар.

1-Горна подлога; 2-Надворешно куќиште; 3-Водилка; 4-Раководител за дистрибуција на проток; 5-Плоча за дистрибуција на проток; 6-Завртка; 7-Горен потпорен прстен; 8-Седиште на хидрауличен чекан; 9-Хидрауличен чекан; 10-Јадро на вентил за враќање; 11-Долен потпорен прстен; 12-Орнел; 13-Долна подлога;

Шематски дијаграм на структурата на механизмот за торзионо влијание

Процес на движење на механизмот на торзионо влијание

Дизајниран е еден вид аксијален механизам за удар. Хидрауличните аксијални ударни механизми се поделени главно на два вида: тип со вентил и тип без вентил. Внатрешната структура на ударните механизми со вентил е сложена и нивната сигурност е слаба; типот без вентил главно вклучува тип со млазен и тип со млазен вшмукување, меѓу кои типот со млазен вшмукување има краток век на траење. Хидрауличниот ударен механизам со млазен вшмукување има едноставна структура, го реализира ударот потпирајќи се на внесување на млазен вшмукување и ефект на осцилација на хидрауличен ударен удар, има малку внатрешни подвижни делови и нема ранливи делови и може подобро да се прилагоди на сложени услови на дупчење.

1-Горно седиште на млазницата; 2-Горна млазница; 3-Горен вентил; 4-Горна ракавка на вентилот; 5-Секундарна млазница; 6-Аксијално надворешно куќиште; 7-Потпорна ракавка; 8-Ударен чекан; 9-Глава на чекан; 10-Седиште на чекан; 11-Заштитна капа; 12-Принцип на работа на шестоаголен зглоб на аксијалниот ударен механизам.

Формирање на почетен проток и разлика во притисок: Течноста под висок притисок формира млаз со голема брзина низ горната млазница. Под комбинираното дејство на внесувањето на млазот и ефектот на задушување, се формираат разлики во притисокот во горните и долните комори на горниот вентил, како и помеѓу надворешната горна комора на ударниот чекан и долниот крај на главата на чеканот.

Движење на компонентите нагоре и запечатување на каналот за проток: Под влијание на нивните соодветни разлики во притисокот, горниот вентил се движи нагоре, а ударните компоненти (секундарната млазница, ударниот чекан и главата на чеканот) исто така се движат нагоре сè додека секундарната млазница не го допре горниот вентил и не го запечати каналот за проток.

Генерирање на воден чекан и движење на зглобот надолу: Моменталното затворање на каналот за проток предизвикува осцилации на воден чекан, а притисокот во комората нагло се зголемува, туркајќи го горниот вентил и компонентите на ударот да се забрзаат надолу заедно.

Инерцијален удар и обновување од циклус: Откако горниот вентил ќе се помести во долната гранична положба, компонентите на ударот продолжуваат да се движат надолу под инерција и конечно удираат во седиштето на чеканот за да го завршат аксијалниот удар. По ударот, каналот за проток се враќа во мазна состојба, а механизмот се ресетира под дејство на тежината на бит (WOB), започнувајќи го следниот циклус.

Контакт:Џеси Џоу

Мобилен/Ватсап:+0086-18109206861
Е-пошта:energy@landrilltools.com