Pananaliksik sa mga Kagamitang Nagpapataas ng Bilis ng Pagbabarena

Sa kasalukuyan, ang mga kagamitang nagpapabilis ng pagbabarena ay pangunahing nahahati sa dalawang kategorya: mekanikal na uri at haydroliko na uri. Gumagamit ang mga kagamitang mekanikal ng Weight on Bit (WOB) upang makabuo ng puwersa ng pagtama, na epektibong nagpapabuti sa kahusayan sa pagbasag ng bato sa mga matitigas na pormasyon, ngunit may mga problema tulad ng malakas na panginginig ng boses, mataas na pagkonsumo ng enerhiya, at madaling pagkasira ng pagod. Gumagamit ang mga kagamitang haydroliko ng drilling fluid upang magpaandar ng mga impact hammer, pinagsasama ang pagtama, pag-ikot at jet upang mabasag ang bato. Mayroon silang mga makabuluhang bentahe sa pagpapataas ng Rate of Penetration (ROP), pagkontrol sa paglihis ng balon at pagpapahaba ng buhay ng bit, ngunit sa pangkalahatan ay may mga problema tulad ng single impact frequency at kahirapan sa pag-angkop sa mga pangangailangan ng iba't ibang pormasyon.

Ang teknolohiya ng impact drilling ay pangunahing nahahati sa tatlong kategorya ayon sa paraan ng pagkilos: torsional impact technology, axial impact technology at axial-torsional composite impact technology. Ang esensya ng impact drilling upang mapataas ang bilis ay ang pag-convert ng pressure energy ng gas o likido sa axial o torsional impact mechanical energy sa pamamagitan ng isang impactor, na direktang inilalapat sa likurang bahagi ng bit, na nagpapabuti sa kondisyon ng pagputol ng bit at nagpapataas ng kahusayan sa pagsira ng bato ng bit.

Ang teknolohiya ng torsional impact drilling ay isang umuusbong na teknolohiya na nagpapabilis sa pagbabarena nitong mga nakaraang taon, na pangunahing ginagamit upang malutas ang "stick-slip" na panginginig na nalilikha ng mga PDC bit. Kapag ginagamit, ang torsional impactor ay naka-install sa likurang dulo ng bit. Sa pamamagitan ng panloob na disenyo ng istraktura nito, maaari nitong i-convert ang hydraulic energy ng fluid sa torsional impact mechanical energy. Binabasag ng bit ang bato sa ilalim ng pinagsamang aksyon ng steady-state torque ng drill string at ng impact torque na nalilikha ng impactor.

Ang mga sumusunod na halimbawa ay nagpapakilala ng dalawang makabagong kagamitan

1. Kagamitang Nakakapagpabilis ng Pagbabarena na may Adjustable Impact Frequency

Ang hydraulic drilling speed-increasing tool na maaaring isaayos ang frequency ay may core impact structure na binubuo ng mga bearings, lower shaft body, piston pairs, impact hammer, throttle nozzle at iba pang mga bahagi.

Prinsipyo ng Paggawa:Ginagamit nito ang pana-panahong pagkakaiba ng presyon na nabubuo ng drilling fluid sa itaas at ibabang silid ng impact hammer upang paandarin ang impact hammer sa mataas na bilis, na lumilikha ng axial impact force na direktang ipinapadala sa bit upang makatulong sa pagbasag ng bato. Ang mahalaga ay maaaring isaayos ng tool na ito ang dalas ng impact sa pamamagitan ng pagbabago ng bilang ng mga simetrikong butas sa ibabang katawan ng shaft, sa gayon ay umaangkop sa mga pangangailangan sa pagbabarena ng iba't ibang pormasyon.

Paggamit ng Kagamitang Nakakapagpabilis ng Pagbabarena na may Adjustable Impact Frequency

Pagsubok sa Larangan sa Katamtamang-Matigas na Pormasyon: Batay sa pinakamainam na dalas ng impact (16 Hz) na pinili sa pamamagitan ng numerical simulation, ang kagamitang ito ay sinubukan sa Well X1 ng Xinjiang Oilfield. Sa seksyon ng pormasyon na may malakas na abrasiveness at mababang Rate of Penetration (ROP), ang paghahambing sa katabing balon gamit ang screw drill tool ay nagpapakita na pagkatapos gamitin ang kagamitang ito, ang single run footage ay tumaas ng 53%, ang mechanical ROP ay tumaas ng 27.0%, na epektibong nagbawas sa bilang ng mga trip at nakapagtipid sa panahon ng konstruksyon.

Pagsubok sa Larangan sa Matigas na Pormasyon: Ayon sa pinakamainam na dalas ng pagtama (18 Hz) na napili sa pamamagitan ng numerical simulation, ang kagamitang ito ay sinubukan sa mga pormasyong Carboniferous Andesite at Basalt na may mahinang kakayahang mag-drill sa Well X3 ng Xinjiang Oilfield.

Konklusyon: Ipinapakita ng mga resulta na pagkatapos gamitin ang kagamitang ito, ang mekanikal na ROP ay tumaas nang malaki ng 103.2% kumpara sa mga katabing balon, na epektibong nagpapatunay na maaari nitong makabuluhang mapabuti ang kahusayan sa pagbabarena at paikliin ang siklo ng pagbabarena sa iba't ibang pormasyon.

2. Disenyo ng Kagamitang Nagpapataas ng Bilis ng Composite Impact Drilling

Isang hydraulic torsional impact mechanism ang dinisenyo, na ang core ay binubuo ng tatlong bahagi: isang flow distribution mechanism, isang reverse mechanism, at isang impact mechanism.

Proseso ng Paggalaw: Sa simula (estado a), ang high-pressure fluid ay pumapasok sa kaliwang lukab ng hydraulic hammer sa pamamagitan ng kaliwang flow channel ng reversing valve core, tinutulak ang hydraulic hammer at ang valve core upang umikot nang pakanan hanggang sa matamaan ng hydraulic hammer ang hydraulic hammer seat (estado b). Pagkatapos ng impact, ang high-pressure fluid ay pumapasok sa kanang lukab na nabuo ng hydraulic hammer at valve core sa pamamagitan ng kanang control flow channel, tinutulak ang valve core upang magpatuloy sa pag-ikot nang pakanan patungo sa reversing position (estado c), upang ang high-pressure fluid ay lumipat sa kanang flow channel at pumasok sa kanang lukab ng hydraulic hammer, na nagpapagana sa hydraulic hammer at valve core upang umikot nang pakaliwa (estado c). Hanggang sa muling matamaan ng hydraulic hammer ang hydraulic hammer seat (estado d), ang high-pressure fluid ay pumapasok sa kaliwang lukab sa pamamagitan ng kaliwang control flow channel, tinutulak ang valve core upang umikot nang pakaliwa para sa reverse at pagbalik sa unang estado (estado a). Ito ay umiikot, na bumubuo ng high-frequency reciprocating torsional impact sa pamamagitan ng patuloy na reversing at impact na pinapagana ng fluid.

Prinsipyo ng Paggawa:Matapos dumaloy ang pluwido (putik) papunta sa flow distribution sleeve sa pamamagitan ng upper joint at guide pipe, ipinamamahagi ito sa reversing mechanism at impact mechanism, at ang dalawang landas ng pluwido ay pinaghihiwalay ng flow distribution plate. Kasunod nito, ang pluwido ay dumadaan sa nozzle sa loob ng mandrel, na bumubuo ng mga high at low pressure zone bago at pagkatapos nito. Ang reversing valve core ay umiikot sa ilalim ng drive of pressure difference, kinokontrol ang kaliwa at kanang cavities ng hydraulic hammer upang salitan na kumonekta sa mga high at low pressure zone, na ginagawang reciprocate ang hydraulic hammer upang matamaan ang hydraulic hammer seat sa ilalim ng aksyon ng pressure difference, kaya bumubuo ng high-frequency reciprocating torsional impact.

1-Itaas na Sub; 2-Panlabas na Casing; 3-Gabay na Tubo; 4-Mansage ng Distribusyon ng Daloy; 5-Plate ng Distribusyon ng Daloy; 6-Bolt; 7-Itaas na Singsing ng Suporta; 8-Uupuan ng Hydraulic Hammer; 9-Hydraulic Hammer; 10-Reversing Valve Core; 11-Ibabang Singsing ng Suporta; 12-Mandrel; 13-Ibabang Sub;

Iskematikong Dayagram ng Istruktura ng Mekanismo ng Torsyonal na Impact

Proseso ng Paggalaw ng Mekanismo ng Torsional Impact

Isang uri ng mekanismo ng axial impact ang dinisenyo. Ang mga hydraulic axial impactor ay pangunahing nahahati sa dalawang uri: uri ng balbula at uri na walang balbula. Ang panloob na istraktura ng mga valve-type impactor ay kumplikado at mababa ang kanilang pagiging maaasahan; ang uri na walang balbula ay pangunahing kinabibilangan ng uri ng jet at uri ng jet-suction, kung saan ang uri ng jet ay may maikling buhay ng serbisyo. Ang jet-suction hydraulic impactor ay may simpleng istraktura, nakakamit ang impact na umaasa sa jet entrainment at water hammer oscillation effect, may kaunting panloob na gumagalaw na bahagi at walang mga mahinang bahagi, at mas mahusay na nakakaangkop sa mga kumplikadong kondisyon sa ilalim ng butas.

1-Upper Nozzle Seat; 2-Upper Nozzle; 3-Upper Valve; 4-Upper Valve Sleeve; 5-Secondary Nozzle; 6-Axial Outer Casing; 7-Support Sleeve; 8-Impact Hammer; 9-Martilyo; 10-Martilyo Seat; 11-Protection Cap; 12-Hexagonal Joint na Prinsipyo sa Paggana ng Axial Impact Mechanism.

Pagbuo ng Paunang Daloy at Pagkakaiba ng Presyon: Ang high-pressure fluid ay bumubuo ng isang high-speed jet sa itaas na nozzle. Sa ilalim ng pinagsamang aksyon ng jet entrainment at throttling effect, nabubuo ang mga pagkakaiba sa presyon sa itaas at ibabang silid ng itaas na balbula, pati na rin sa pagitan ng panlabas na itaas na silid ng impact hammer at ng ibabang dulo ng ulo ng hammer.

Paggalaw Pataas ng mga Bahagi at Pagbubuklod ng Daloy: Dahil sa kani-kanilang pagkakaiba sa presyon, ang itaas na balbula ay gumagalaw pataas, at ang mga bahagi ng impact (pangalawang nozzle, impact hammer, at ulo ng hammer) ay gumagalaw din pataas hanggang sa ang pangalawang nozzle ay dumikit sa itaas na balbula at magbubuklod sa daluyan ng daloy.

Pagbuo ng Water Hammer at Paggalaw Pababa ng Pinagsama-samang Dugtungan: Ang agarang pagsasara ng daluyan ng daloy ay nagpapalitaw ng osilasyon ng water hammer, at ang presyon sa silid ay biglang tumataas, na nagtutulak sa itaas na balbula at sa mga bahagi ng impact upang bumilis pababa nang magkakasama.

Inertial Impact at Cycle Recovery: Matapos gumalaw ang itaas na balbula sa posisyon ng mas mababang limitasyon, ang mga bahagi ng impact ay patuloy na gumagalaw pababa sa ilalim ng inertia, at sa wakas ay tatama sa hammer seat upang makumpleto ang axial impact. Pagkatapos ng impact, ang flow channel ay babalik sa makinis na kondisyon, at ang mekanismo ay magre-reset sa ilalim ng aksyon ng Weight on Bit (WOB), na magsisimula sa susunod na cycle.

Makipag-ugnayan:Jessie Zhou

Mobile/Whatsapp:+0086-18109206861
I-email:energy@landrilltools.com