Mga Pangunahing Kagamitan sa Paghukay ng Lupa: Isang Komprehensibong Gabay sa Pag-uuri at Paggamit ng mga Roller Cone Bits at Diamond Bits

01 Roller Cone Bits: Mga Maraming Gamit na Kagamitan para sa Pag-angkop sa mga Pormasyon

Simula nang lumitaw ang mga ito noong 1909, ang mga roller cone bit ang naging pinakamalawak na ginagamit na uri ng bit sa rotary drilling. Ang kanilang natatanging multi-cone structural design ay nagbibigay-daan sa mga ito na umangkop sa iba't ibang kondisyon ng pormasyon, mula sa malambot hanggang sa napakatigas.

Komposisyong Istruktural at mga Pangunahing Teknolohiya

Ang isang roller cone bit ay binubuo ng limang pangunahing bahagi:

• Katawan ng Bit: Tatlong binti ng kono na pinagdikit-dikit, na may mga sinulid na pangkonekta sa itaas na bahagi.
• Mga Roller Cone: Mga korteng metal na katawan na may mga giling na ngipin o mga ngiping nakasingit sa ibabaw.
• Sistema ng Bearing: Binubuo ng apat na set ng mga bearings: malaki, katamtaman, maliit, at thrust bearings.
• Mga Nozzle: Karaniwang 3-4 ang bilang, na may diyametro na 7-14 mm.
• Sistema ng Pag-iimbak at Pagbubuklod ng Langis: Mga singsing na panbuklod na goma o metal na sinamahan ng mga aparatong pang-kompensasyon ng presyon.

Kabilang sa mga ito, ang teknolohiya ng bearing sealing ay kumakatawan sa isang mahalagang teknolohikal na tagumpay para sa mga roller cone bit. Ang mga modernong bit ay gumagamit ng oil storage pressure compensation system, na nagpapanatili ng dynamic na balanse sa pagitan ng presyon ng langis sa bearing cavity at ng pressure ng drilling fluid column sa pamamagitan ng mga bahagi tulad ng pressure transmission hole, pressure compensation diaphragms, at oil cups.

Sistema ng Klasipikasyon at IADC Coding

Ang International Association of Drilling Contractors (IADC) ay bumuo ng isang pandaigdigang pinag-isang pamantayan sa klasipikasyon para sa mga roller cone bit, gamit ang isang three-digit coding system:

Unang Digit: Uri ng ngipin at naaangkop na pormasyon

1: Mga ngiping giniling, malambot na pormasyon

2: Mga ngiping giniling, katamtaman hanggang katamtamang tigas na mga pormasyon

3: Mga ngiping giniling, matigas at nakasasakit na mga pormasyon

5: Ipasok ang mga ngipin, malambot hanggang katamtamang pormasyon

6: Ipasok ang mga ngipin, katamtamang-matigas na pormasyon

7: Paglalagay ng ngipin, matigas at nakasasakit na mga pormasyon

8: Pagpasok ng mga ngipin, mga pormasyong sobrang tigas at lubhang nakasasakit

Pangalawang Digit: Paghahati ng katigasan ng pormasyon (Baitang 1-4; ang mas mataas na numero ay nagpapahiwatig ng mas matigas na pormasyon)

Ikatlong Digit: Mga katangian ng istruktura ng bit

4: Mga selyadong roller bearings

6: Mga selyadong sliding bearings

7: Selyadong sliding bearings + proteksyon ng insert gauge

8: Mga bit na nagpapalihis para sa direktang pagbabarena

Pinasimpleng Sistema ng Klasipikasyon ng IADC para sa mga Roller Cone Bits

Mekanismo ng Pagbasag ng Bato at mga Katangian ng Paggalaw

Sa panahon ng operasyon, ang isang roller cone bit ay nagpapakita ng tatlong uri ng composite motion:

• Rebolusyon: Ang mga kono ay umiikot nang pakanan kasama ang buong bit.
• Pag-ikot: Ang mga ngipin ay umiikot nang pakaliwa sa paligid ng aksis ng kono.
• Pag-slide: Kabilang ang radial at tangential sliding.

Ang pinagsamang galaw na ito ay nakakamit ng dobleng epekto ng pagsira ng bato:

1.Epekto ng Pagdurog ng Impact: Ang salit-salit na pagdikit ng isa at dobleng ngipin sa butas sa ilalim ay lumilikha ng pahabang panginginig, na lumilikha ng mga impact load.

2.Epekto ng Paggugupit ng Dulas: Nakakamit ang paggugupit ng bato sa pamamagitan ng disenyo ng overhang, double cone, at offset na mga istruktura.

Istratehiya sa Pagpili at Pagtutugma ng Pormasyon 

Mga pangunahing prinsipyo para sa pagpili ng mga roller cone bits batay sa mga katangian ng bato:

• Mga Malambot na Pormasyon: Pumili ng mga piraso na may offset, overhang, at double-cone na istruktura, na may matataas, malapad, at kalat-kalat na giniling o insert na ngipin.
• Mga Pormasyong Katamtaman-Matigas: Bawasan ang mga halaga ng offset, overhang, at double cone; gumamit ng maikli, makikitid, at siksik na ngipin.
• Matigas at Nakasasakit na mga Pormasyon: Gumamit ng mga single-cone roller na walang overhang o offset, na may mga ball teeth o conical-ball teeth.
• Mga Pormasyong Madaling Lumihis: Pumili ng mga pirasong may maiikling ngipin na walang offset o maliit na offset, at walang mga ngiping gauge.
• Mga Nagsalubong na Malambot at Matigas na Pormasyon: Pumili ng mga uri ng bit batay sa mas matigas na bato, at dynamic na isaayos ang mga parameter habang nagbabarena.

Tugon sa mga Espesyal na Kondisyon sa Paggawa

• Maliliit na Borehole (<177 mm): Gumamit ng mga single-roller cone bits, na may mas malalaking cone, ngipin, at bearings para sa mas matibay na kalidad.
• Direksyonal na Pagbabarena: Pumili ng mga espesyal na deflecting bits na ang ikatlong digit ng IADC code ay 8. 

02 Diamond Bits: Mabisang Kagamitan para sa Matigas na Pormasyon 

Bilang pinakamatigas na materyal sa kalikasan, ang diyamante ay may Mohs hardness na Grade 10, compressive strength na hanggang 8800 MPa, at wear resistance na 9000 beses kaysa sa bakal. Gamit ang katangiang ito, ang mga diamond bits ay naging pinakamahusay na kagamitan para sa pagharap sa matigas na pormasyon.

Sistema ng Klasipikasyon at Ebolusyong Teknolohikal

Ang mga modernong piraso ng brilyante ay pangunahing nahahati sa tatlong uri:

1.Mga Bits na Diamond na Naka-set sa Ibabaw

• Ang mga partikulo ng diyamante ay nakalantad sa ibabaw ng matrix.
• Angkop para sa mga pormasyong mula katamtaman hanggang matigas.
• Pag-uuri ng laki ng partikulo ng diyamante:
• Malambot na pormasyon: 2 butil bawat karat (gpc) (laki ng partikulo ay humigit-kumulang 4 mm)
• Mga pormasyong katamtaman ang tigas: 3-4 gpc (laki ng partikulo ay humigit-kumulang 3.6 mm)
• Matigas na pormasyon: 10-15 gpc (laki ng partikulo ay humigit-kumulang 2.0 mm)

2.Mga Binibining Bits na Diamond

• Ang mga diyamante ay binabad sa loob ng matrix (60-400 gpc).
• Angkop para sa matigas at nakasasakit na mga pormasyon (hal., batong flint, siliceous dolomite).
• Nakakamit ang self-sharpening ng brilyante sa pamamagitan ng matrix wear.

3.Mga PDC Bit (Mga Polycrystalline Diamond Compact Bit)

• Unang ipinakilala ng General Electric (GE) ng Estados Unidos noong 1973.
• Komplikadong istruktura: Patong na diyamante + sementadong karbida na substrate.
• Angkop para sa malambot hanggang katamtamang-matigas na homogenous na mga pormasyon.

Disenyo ng Istruktura at mga Pangunahing Parameter

Ang mga diamond bits ay gumagamit ng isang mahalagang disenyo na walang gumagalaw na mga bahagi, pangunahin na kabilang ang:

• Katawan na Bakal: Ginawa mula sa medium carbon steel, na may mga sinulid na pangkonekta sa itaas na bahagi.
• Matrix: Pulbos na Tungsten carbide + metal na pang-bonding na nakabatay sa tanso, na may grado ng katigasan na HRC 30-45.
• Mga Elemento ng Pagputol: Natural/sintetikong diamante o mga compact na PDC.
• Istrukturang Haydroliko: Mga daluyan ng tubig at mga daluyan ng daloy (radial, spiral, atbp.).

Mga Pangunahing Parameter ng Disenyo

• Konsentrasyon ng Diamond: Inaayos batay sa pagiging abrasive ng pormasyon; mas mataas na konsentrasyon para sa mas abrasive na mga pormasyon.
• Taas ng Pag-urong:
• Malambot na pormasyon: 1/3 ng laki ng partikulo
• Matigas na pormasyon: 1/6-1/10 ng laki ng partikulo
• Hugis ng Labi:
• Patag ang ilalim: Para sa mga homogenous na pormasyon
• Kurba: Para sa matigas na pormasyon
• May ngipin: Para sa mga nakasasakit na pormasyon

Mekanismo ng Pagbasag ng Bato at Tugon sa Pormasyon

Ang paraan ng pagbasag ng bato gamit ang mga piraso ng brilyante ay nag-iiba depende sa mga katangian ng pormasyon:

Mga Plastikong Pormasyon (hal., mudstone, gypsum): Katulad ng proseso ng "pag-aararo"; ang mga diyamante ay tumatagos sa pormasyon upang magdulot ng plastik na daloy ng bato.

Mga Malulutong na Pormasyon (hal., quartz sandstone): Nabubuo ang mga volumetric crushing pit, na may mga laki ng pagputol na 2-4 na beses ang nakausling laki ng mga diyamante, na nagreresulta sa mataas na kahusayan.

Matitigas na Bato (hal., flint, siliceous rock): Ginagamit ang mga impregnated bits, at ang pagbasag ng bato ay nakakamit sa pamamagitan ng micro-cutting at scratching, katulad ng abrasion sa grinding wheel.

Mga Teknikal na Kalamangan at Limitasyon ng mga PDC Bits

Bilang isang rebolusyonaryong produkto sa pamilya ng diamond bit, ang mga PDC bit ay may mga natatanging bentahe:

Mga Tampok na Istruktural

Mga PDC Bit na may Katawan na Bakal: Integral na medium carbon steel na may paggamot sa pagpapatigas ng ibabaw.

Mga Matrix-Body PDC Bits: Pang-itaas na bakal na katawan + pang-ibabang tungsten carbide matrix, na nag-aalok ng mas mahusay na pagganap.

Disenyo ng Profile

Parabolic: Para sa malalambot na pormasyon, na nagbibigay-daan sa mataas na footage at bilis ng pagbabarena.

Bilog: Para sa rotary table drilling, na nagpapadali sa pagtagos ng matitigas na interbed.

Konikal: Para sa mabilis na pagbabarena, na may mahusay na pagganap ng pagtagos.

Mga Limitasyon sa Aplikasyon

Hindi angkop para sa mga pormasyon ng graba at mga pormasyon na may pagitan ng malambot at matigas na bato.

Limitasyon sa resistensya sa temperatura (tumitindi ang pagkasira kapag lumampas sa 350℃; nangyayari ang pagkasira ng lakas sa 700℃).

Mahinang resistensya sa pagtama; madaling magkaroon ng pagkapira-piraso sa gilid ng mga bagong piraso.

Talahanayan ng Paghahambing ng mga Naaangkop na Pormasyon para sa mga Diamond Bits

03 Gabay sa Pagpili ng Siyentipiko: Pagtutugma ng mga Pormasyon at mga Pangangailangan sa Operasyon

Mga Ginintuang Panuntunan para sa Pagpili ng Roller Cone Bit

Pagtutugma ng Katigasan ng Pormasyon

Malambot na pormasyon: Pumili ng mga piraso na may mataas na offset, overhang, at dobleng-kono na istruktura, na may mga ngiping hugis-wedge o hugis-kutsara.

Matigas na pormasyon: Gumamit ng mga istrukturang single-cone at non-offset, na may mga ball teeth o conical-ball teeth.

Tugon sa Pagkagasgas

Para sa mga nakasasakit na pormasyon, gumamit ng mga insert bit na may mga ngiping pang-gage.

Kung ang mga ngipin sa panlabas na hanay ay bilugan habang ang mga ngipin sa gitna ay kakaunti ang makikitang pagkasira, ang susunod na piraso ay dapat idisenyo na may pinahusay na proteksyon sa gauge.

Mga Pagsasalungat para sa mga Espesyal na Kondisyon sa Paggawa

Mga pormasyong madaling lumihis: Pumili ng mga pirasong maikli ang ngipin na walang offset o maliit ang offset; ang kakayahang umangkop sa pormasyon ay dapat na bahagyang mas malambot kaysa sa aktwal na pormasyon.

Mga magkakaugnay na malambot at matigas na pormasyon: Pumili ng mga bit batay sa mas matigas na bato, at dynamic na isaayos ang mga parameter habang nagbabarena.

Pagbabarena sa bahagi ng malalim na balon: Gumamit ng mga bit na may mataas na kabuuang footage upang mabawi ang nasayang na oras ng pag-tripping.

Istratehiya sa Pagpili para sa mga Diamond Bits

Mga Naaangkop na Kundisyon para sa mga PDC Bits

Mga pinakamainam na senaryo: Mahahaba at homogenous na mga pormasyon na malambot hanggang katamtamang tigas (hal., shale, mudstone, gypsum).

Mga ipinagbabawal na senaryo: Mga pormasyon ng graba, mga pinagpatong-patong na batong flint, mga pormasyon na may magkakapatong na malambot at matigas na bato.

Pagtatakda ng parameter: Mababang WOB (30-60 kN), mataas na RPM (100-300 rpm), malaking rate ng daloy.

Mga Naaangkop na Kondisyon para sa Natural/Sintetikong Diamond Bits

Mga pormasyon mula sa matigas hanggang sa sobrang tigas (hal., granite, quartz sandstone).

Mga pormasyong lubos na nakasasakit (hal., batong flint, siliceous dolomite).

Pagbabarena ng turbine, malalalim/ultra-deep na mga balon, at mga operasyon ng pag-core.

Mga Espesyal na Pangangailangan para sa mga Core Bits

Mga core bit ng roller cone: Disenyong may apat na roller cone (kono/silindro) o anim na roller cone (buong silindro).

Mga diamond core bits: Nangangailangan ng simetrikong distribusyon ng mga cutting edge na may pare-parehong resistensya sa pagkasira.

Pangunahing tagapagpahiwatig: Konsentriko sa pagitan ng panloob na butas at panlabas na bilog upang maiwasan ang ovalization ng core.

Paghatol at Paghawak sa Anomalya sa Ilalim ng Lupa

Pagtukoy sa Kondisyon ng Paggana ng Roller Cone Bit

Pinsala sa Bearing: Panaka-nakang pag-alog ng rotary table, lumalala sa ilalim ng mataas na WOB, nabawasang bilis ng pagbabarena ngunit normal ang presyon ng bomba.

Pagkawala ng Cone: Matinding pagdikit ng drill, marahas na pagbabago-bago ng weight indicator, pagbabago sa lalim ng trip kapag hinihila pataas ang drill string.

Pagkasira ng Ngipin: Nabawasang karga sa rotary table, walang pag-alog, malaking pagbaba sa bilis ng pagbabarena.

Mga Bawal sa Paggamit para sa mga Diamond Bits

Dapat linisin ang butas sa ilalim bago patakbuhin ang bit pababa sa butas upang matiyak na walang natitirang mga kalat na metal.

Simulan ang pagbabarena gamit ang maliit na WOB at mababang RPM para sa "break-in" (0.5 m na pagkondisyon sa ilalim ng butas).

Iwasan ang mga operasyon ng reaming; kung kinakailangan, gumamit ng mababang WOB at mababang RPM para sa pare-parehong operasyon.

Makipag-ugnayan:Jessie Zhou
Mobile/Whatsapp:+0086-18109206861
Sapot:www.landrilltools.com