Vergelijkende analyze van Roller Bit en PDC Bit

Boorwerk is een complexe en gediversifieerde systeemtechniek. Om de succesvolle voltooiing te garanderen, zijn coördinatie en samenwerking van meerdere systemen nodig, waaronder de redelijke selectie van bit de voorwaarde is om de hoge kwaliteit en efficiënte voltooiing van boorwerkzaamheden te garanderen. Tegenwoordig zijn de meest gebruikte bits in de boortechniek rollerbits en diamantcomposietbits (PDC). Dit document analyseert de toepassing van rollerbits enPDC-bitsIn boortechniek.

1. Definitie van rolbit en PDC

DeRoller bitIs de meest gebruikte boorbit. Wanneer het bit werkt, maken de snijtanden afwisselend contact met de bodem van de put, is het koppel van de steenbreking klein, is het contactgebied tussen de scherpe tanden en de bodem van de put klein, de specifieke druk is hoog en het is gemakkelijk om in de formatie te graven; De totale lengte van de werkrand is groot, dus de slijtage is relatief verminderd. Het kegelbit kan zich aanpassen aan verschillende lagen van zacht tot hard. Afhankelijk van het aantal kegel, kan het worden onderverdeeld in enkele kegelbit, drie kegelbit en geassembleerd multi kegel bit. Volgens het snijmateriaal kan het worden onderverdeeld in stalen tanden (freestanden) en gestoken tandkegelbit.

PDC-bit is een polykristallijne diamantcomposietchipboor en verwijst naar de afkorting van de kop. De vorm van de composietchip is een cirkelvormig snijgereedschap dat op de cilinder is ingelegd en gelast, en het snijgereedschap is ingelegd op het boorlichaam om een PDC-boor te worden. PDC bit is veel goedkoper dan natuurlijke diamant bit, maar het is alleen geschikt voor zachte tot medium harde formatie.PDC bitOntwikkelde zich snel nadat het begin jaren zeventig met succes werd vervaardigd en gebruikt. Het kan worden gebruikt met lage WOB-en hoge rotatiesnelheid, hoge bitbeelden en lage kosten voor beeldmateriaal. In sommige olievelden van China worden diamant polykristallijne composietchips gebruikt voor inlegwerk en lassen op schraper, en grote effecten worden verkregen.

Op dit moment zijn PDC-bits ontworpen met snijvleugels. Met de toename van het aantal snijvleugels neemt de slagbelasting op de snijtanden af, neemt de bestuurbaarheid van het bit toe en strekt de levensduur van het bit zich uit. Integendeel, met de afname van het aantal snijvleugels, verbetert de boorprestaties van het bit en heeft het bit een hogere boorsnelheid. Over het algemeen geldt dat hoe groter de vormingssterkte is, hoe meer het aantal snijtanden is en hoe meer het aantal snijvleugels in het algemeen is. Het aantal PDC-bitvleugels is niet minder dan 3, maar er zijn er maar weinig meer dan 10.

2. vergelijkende analyze van rotsbreekmechanisme tussen rolbit en PDC-bit

Het mechanisme van rots breken door rolbit. Onder de werking van bitdruk en boorsnaarrotatie, verpletteren de tanden en graven ze in de rots, en produceren tegelijkertijd bepaalde glijdende en afschuimende rots. Wanneer de kegel aan de onderkant van de put rolt, slaan de tanden op de kegel achtereenvolgens in en drukken ze in de formatie. Dit effect kan een deel van de bodemrots verpletteren en het resterende deel van de rots tussen de tanden afsnijden door het schuifeffect dat wordt gebracht door het glijden van de roller, zodat de onderste rots volledig is gebroken en de put kan worden verlengd.

Rotsbreekmechanisme van PDC-bit. Het werkingsprincipe van PDC bit is in principe hetzelfde als dat van schraper bit.

(1) Wanneer PDC-bit in een harde formatie boort, drukt het de rots onder de actie van WOB, waardoor het gesteente in een zeer hoge stresstoestand in contact komt met diamant en het gesteente plasticiteit lijkt.

(2) In de kunststof (of rots is plastic onder spanning) vorming, diamant graaft in de formatie en zorgt ervoor dat de voorste rots breekt of plastic stroomt onder invloed van bitkoppel, die zich afscheidt van de rotsmatrix en rotsafval vormt.

(3) In de rots met hoge broosheid, zorgt de spanning die wordt geproduceerd onder de actie van WOB en koppel ervoor dat de rots een brosse breuk vertoont, dat wil zeggen, de rots wordt vernietigd door afschuiving en spanning. In dit geval is de rotsbreuksnelheid van diamantbit hoger en is het volume van het breken van gesteente veel groter dan dat van verplaatsing na het graven van diamant.

(4) In harde rots, vanwege de beperking van de sterkte van diamant zelf, is de bitdruk op de grotere diamant niet genoeg om de plastische vervorming in de rots te veroorzaken, dus de diamant met fijne deeltjes wordt over het algemeen gebruikt om een geïmpregneerd diamantbit te maken voor het boren, Die wordt gekenmerkt door micro-snijden, snijden en andere manieren om de rots te breken, afhankelijk van de hoek van diamant. De aldus gescheiden stekken zijn in principe fijnkorrelig poeder en de werkefficiëntie en levensduur van het bit zijn erg laag.

3. toepasselijke voorwaarden van roterende rotsboorbits en PDC-bits

Het toepassingsgebied vanRoterende rotsboorWordt het meest gebruikt in aardolieboringen en geologische boringen. De roterende rotsboor heeft het effect van het inslaan, verpletteren en scheren van het formatiegesteente wanneer het roteert. Daarom kan roterende rotsboor zich aanpassen aan verschillende formaties, zacht, medium en hard. Vooral na de opkomst van straalkegelrolbits en lange pijpkegelrolbits. De boorsnelheid van de bits van de rolkegel wordt sterk verhoogd. Het is een grote revolutie in de ontwikkelingsgeschiedenis van rolkegelbits. Afhankelijk van het type tanden kunnen rolkegelbits worden onderverdeeld in gefreesde tanden (stalen tanden) rolkegelbits en inzetstukken (harde legeringstandrolkegels worden op de rolkegel geïnstalleerd; volgens het aantal rolkegels, kunnen ze worden onderverdeeld in enkele roterende rotsboor enTricone boorEn geassembleerde multi-kegel bits. De tricone boorbits worden het meest gebruikt in binnen-en buitenland.

Toepassingsbereik van PDC-bit op dit moment, gebruikt vaak putsectie, op olie gebaseerde modder, of op water gebaseerde modder gebruikt in niet-reducerende putsectie waar bit lange tijd aan de onderkant van de put moet werken. PDC-bit heeft ook voordelen in boorgereedschap met hoge snelheid, zoals turbodrill, schroefboor of afwijkingssectie.

PDC-bit wordt vaak gebruikt in de formatie met lage druksterkte, slechte cementatie, lage schuurkracht of dunne tussenlaag, zoals zoutsteen, gipsgesteente, mergel, kalksteen, enz., en de vorming met gemiddelde druksterkte, bepaalde schuurkracht en broosheid, zoals zandsteen, kiezelhoudende schalie, Poreus carbonaatgesteente en gipsgesteente. Maar PDC-bit heeft een hoge druksterkte, een strakke cementatie zoals de schurende zandsteen, hoornsteen en graniet, korund, pyriet en graf, de effecten zijn niet goed.

Veel servicebedrijven en booraannemers gebruiken software voor de analyze van de druksterkte van gesteenten om de hardheid van de formatie te bepalen. Deze computeranalysemodellen van gesteentedruksterkte maken gebruik van houtkapanalysetechnologie om de triaxiale druksterkte van de formatie te analyseren en te bepalen. Software voor de analyze van de druksterkte van het gesteente kan de booraannemer helpen om het boorbare putgedeelte van de PDC-bit te bepalen, de bitselectie te optimaliseren en de optimale boorparameters te bepalen. De ontwikkeling en toepassing van deze software kan het gebruik van PDC-bit bevorderen.

4. Voor-en nadelen van rolbit en PDC-bit

Voordelen en benadelenEs van roller bit

(1) De kegelbit is geschikt voor verschillende lagen, dus het is de meest gebruikte bit.

(2) De rotsstekken geproduceerd door de gebroken rots van de kegelbit zijn groter, wat nuttig is om de rotsstekken te onderscheiden en de geologische omstandigheden nauwkeuriger te beoordelen.

(3) De levensduur van kegelbit is niet lang genoeg en de beelden zijn klein, wat de struikeltijden verhoogt en de gehele bouwvoortgang beïnvloedt. Bovendien verlengt frequent struikelen de onderdompelingstijd van modder naar olie-en gasreservoir, veroorzaakt ernstige schade aan olie-en gasreservoir en beïnvloedt het de exploitatie van olie en gas.

(4) De kern van kegelbit kan niet worden hergebruikt, wat de boorkosten tot op zekere hoogte verhoogt.

(5) Vanwege de beperking van zijn structurele kenmerken, is het kegelbit gemakkelijk naar de bodem van de put te vallen en ongelukken in het boorgat te veroorzaken.

Voor-en nadelen van PDC bit

(1) PDC bit is geschikt voor hoge snelheid, hoge verplaatsing en lage WOB, dus de eis van apparatuur is relatief hoog.

(2) Het werkingsprincipe van PDC-bit is in principe hetzelfde als schraperbit, dus het vereist over het algemeen een lagere WOB en een hogere rotatiesnelheid. De bitdruk van PDC-bit is over het algemeen 20-40% van die van dezelfde grootte-bit wanneer deze ter plaatse wordt gebruikt.

(3) PDC-bit is samengesteld uit bitmatrix en diamant composiet blad. Bij het snijden van gesteente komt het composietvel voornamelijk in contact met het gesteente. De matrix wordt in principe niet beschadigd, dus de matrix kan opnieuw worden gebruikt. Tot op zekere hoogte worden de boorkosten bespaard.

(4) PDC-bit wordt niet goed gebruikt in schurende zandsteen, hoornsteen en graniet, korund, pyriet en grind met hoge druksterkte en strakke cementatie.

(5) Wanneer PDC-bit boort, wordt micro-snijden gerealiseerd door de randhoek van diamant. Om stenen te breken door te snijden, enz. De op deze manier gescheiden stekken zijn in principe fijnkorrelig poeder. Het is niet eenvoudig om de downhole-situatie nauwkeurig te beoordelen wanneer de houtkap in het veld wordt gebruikt.

(6) Vanwege sommige kenmerken van PDC bit zelf, veroorzaakt het de problemen van afwijking en azimuth controle in directionele put, dus het wordt vaak gebruikt in het veld directionele goed.

5. ontwikkeling vooruitzicht van 5 kegel bit en PDC bit

De voordelen van rolbit en PDC bit zijn zeer duidelijk in het proces van boren. De roller PDC mixbit kwam naar buiten en werd gebruikt bij het veldboren en behaalde opmerkelijke resultaten. Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie zal er meer en meer geavanceerde bitstructuur en boortechnologie zijn.