Vergleichende Analyse von Roller Bit und PDC Bit

Bohr arbeiten sind ein komplexes und divers ifi ziertes System Engineering. Um den erfolgreichen Abschluss zu gewährleisten, sind Koordination und Zusammenarbeit mehrerer Systeme erforderlich, unter denen die vernünftige Auswahl des Bits die Voraussetzung ist, um die hohe Qualität und den effizienten Abschluss der Bohrarbeiten sicher zustellen. Heutzutage sind die am häufigsten verwendeten Bits in der Bohrtechnik Walzen bits und Diamant verbund bits (PDC). Dieses Papier analysiert die Anwendung von Walzen bits undPDC-BitsIn der Bohrtechnik.

1. Definition von Roller bit und PDC

DieRollen bitIst der am weitesten verbreitete Bohr bohrer. Wenn der Bit arbeitet, berühren die Schneide zähne abwechselnd den Boden des Brunnens, das Gesteins bruchmoment ist klein, die Kontakt fläche zwischen den Schneide zähnen und dem Boden des Brunnens ist klein, der spezifische Druck ist hoch, und es ist leicht, in die Formation zu graben; Die Gesamtlänge der Arbeits kante ist groß, so dass der Verschleiß relativ reduziert ist. Das Kegelbit kann sich an eine Vielzahl von Schichten von weich bis hart anpassen. Entsprechend der Anzahl der Kegel kann es in einzelne Kegel bit, drei Kegel bit und zusammen gebautes Multi-Kegel-Bit unterteilt werden. Je nach Schneid material kann es in Stahl zähne (Fräs zähne) und eingesetzte Zahn kegel bit unterteilt werden.

PDC-Bit ist ein poly kristalliner Diamant-Verbund chip bohrer und bezieht sich auf die Abkürzung des Kopfes. Die Form des Verbund chips ist ein kreisförmiges Schneidwerk zeug, das auf den Zylinder eingelegt und geschweißt wird, und das Schneidwerk zeug wird auf den Bohr körper eingelegt, um ein PDC-Bohrer zu werden. PDC-Bit ist viel billiger als natürliches Diamant-Bit, aber es ist nur für weiche bis mittel harte Bildung geeignet.PDC-BitEntwickelte sich schnell, nachdem es in den frühen 1970er Jahren hergestellt und erfolgreich eingesetzt wurde. Es kann mit niedriger WOB-und hoher Rotations geschwindigkeit, hohem Bit material und niedrigen Material kosten verwendet werden. In einigen Ölfeldern Chinas werden poly kristalline Diamant-Verbund chips zum Einlegen und Schweißen auf Schaber verwendet, und es werden große Effekte erzielt.

Derzeit sind PDC-Bits mit Schneid flügeln ausgelegt. Mit der Erhöhung der Anzahl der Schneid flügel nimmt die auf die Schneid zähne wirkende Aufprall belastung ab, die Steuerbar keit des Bits erhöht sich und die Lebensdauer des Bits verlängert sich. Im Gegenteil, mit der Abnahme der Anzahl der Schneid flügel verbessert sich die Bohr leistung des Bits, und das Bit hat eine höhere Bohr geschwindigkeit. Im Allgemeinen ist die Anzahl der Schneide zähne umso größer, je größer die Formation stärke ist, und desto mehr ist im Allgemeinen die Anzahl der Schneid flügel. Die Anzahl der PDC-Bit flügel beträgt nicht weniger als 3, aber es gibt nur wenige mehr als 10.

2. Vergleichende Analyse des Gesteins bruch mechanismus zwischen Rollen bit und PDC-Bit

Der Mechanismus des Gesteins brechens durch Roller bit. Unter der Einwirkung von Bit druck und Bohr strang rotation zerquetschen und graben sich die Zähne in das Gestein und erzeugen gleichzeitig ein bestimmtes Gleit-und Scher gestein. Wenn der Kegel am Boden des Brunnens rollt, schlagen die Zähne am Kegel nacheinander auf und drücken in die Formation. Dieser Effekt kann einen Teil des unteren Gesteins zerquetschen und den verbleibenden Teil des Gesteins zwischen den Zähnen durch den durch das Gleiten der Walze hervor geriebenen Schere ffekt abschneiden. so dass der Boden felsen vollständig gebrochen ist und der Brunnen verlängert werden kann.

Fels bruch mechanismus von PDC-Bit. Das Arbeits prinzip von PDC-Bit ist im Grunde das gleiche wie das von Scraper-Bit.

(1) Wenn PDC-Bit in eine harte Formation bohrt, drückt es das Gestein unter der Wirkung von WOB, wodurch das Gestein in einem sehr hohen Spannungs zustand mit Diamant in Kontakt kommt und das Gestein Plastizität erscheint.

(2) In der Kunststoff bildung (oder Gestein ist Kunststoff unter Spannung) gräbt sich Diamant in die Formation ein und bewirkt, dass das vordere Gestein unter Einwirkung von Bit drehmoment bricht oder plastisch fließt. die sich von der Gesteins matrix trennt und Gesteins trümmer bildet.

(3) Im Gestein mit hoher Sprödigkeit lässt die unter der Einwirkung von WOB und Drehmoment erzeugte Spannung das Gestein spröde Fraktur zeigen, das heißt, das Gestein wird durch Scherung und Spannung zerstört. In diesem Fall ist die Gesteins bruch geschwindigkeit des Diamant bohrers höher und das Volumen des Gesteins bruchs ist viel größer als das der Verschiebung nach dem Graben von Diamanten.

(4) In Hartgestein reicht aufgrund der Begrenzung der Festigkeit des Diamanten selbst der Bit druck auf den größeren Diamanten nicht aus, um die plastische Verformung im Gestein zu verursachen, so wird der Diamant mit feinen Partikeln im Allgemeinen verwendet, um imprägnierte Diamant bohrer zum Bohren zu machen, Dies zeichnet sich durch Mikros ch neiden, Schnitzen und andere Möglichkeiten aus, das Gestein in Abhängigkeit vom Diamant winkel zu brechen. Die so getrennten Stecklinge sind im Grunde genommen feinkörniges Pulver, und die Arbeits effizienz und Lebensdauer des Bits sind sehr gering.

3. anwendbare Bedingungen von rotierenden Gesteins bohrern und PDC-Bits

Der Anwendungs bereich vonRotierende Gesteins bohrerIst das am weitesten verbreitete in Erdöl bohrungen und geologischen Bohrungen. Der rotierende Gesteins bohrer hat den Effekt, dass das Formation gestein beim Drehen auf fällt, zerkleinert und schert. Daher kann sich der rotierende Gesteins bohrer an verschiedene Formationen anpassen, weich, mittel und hart. Besonders nach dem Aufkommen von Jet-Kegel-Walzen bits und langen Düsen kegel rollen bits. Die Bohr geschwindigkeit von Rollen kegel bits wird stark erhöht. Es ist eine große Revolution in der Entwicklungs geschichte von Rollen kegel bits. Je nach Art der Zähne können Rollen kegel bits in gefräste Zähne (Stahl zähne) Rollenkegel-Bits und-Einsätze unterteilt werden (harte Legierung zahn rollen kegel bits sind auf dem Rollen kegel installiert; entsprechend der Anzahl der Rollen kegel können sie in einzelne rotierende Gesteins bohrer unterteilt werden undTricone-BohrerUnd zusammen gebaute Multi-Kegel-Bits. Die Tricone-Bohrer sind im In-und Ausland am weitesten verbreitet.

Anwendungs bereich von PDC-Bit derzeit, verwendet häufig Brunnen abschnitt, Schlamm auf Öl basis, oder wasser basierter Schlamm, der in einem nicht reduzierenden Brunnen abschnitt verwendet wird, in dem das Bit lange am Boden des Brunnens arbeiten muss. PDC-Bit hat auch Vorteile bei Hochgeschwindigkeits-Bohr werkzeugen wie Turbo drill, Schrauben bohrer oder Abweichung abschnitt.

PDC-Bit wird häufig in der Formation mit geringer Druckfest igkeit, schlechter Zementierung, geringer Abrasivität oder dünner Zwischen schicht wie Salz gestein, Gips gestein, Mergel, Kalkstein usw. verwendet. und die Formation mit mittlerer Druckfest igkeit, bestimmter Abrasivität und Sprödigkeit, wie Sandstein, Kieselsäure schiefer, Poröses Karbonat gestein und Gips gestein. Aber PDC-Bit hat eine hohe Druckfest igkeit, eine enge Zementierung wie Schleif sandstein, Chert und Granit, Korund, Pyrit und Grab. Die Auswirkungen sind nicht gut.

Viele Dienstleistung unternehmen und Bohr unternehmen verwenden eine Software zur Analyse der Druckfest igkeit, um die Härte der Formation zu bestimmen. Diese Computer analyze modelle der Gesteins druckfest igkeit verwenden die Protokoll ierungs analyze technologie, um die dreiachsige Druckfest igkeit der Formation zu analysieren und zu bestimmen. Die Software zur Analyse der Druckfest igkeit kann dem Bohr unternehmer helfen, den bohrbaren Bohrloch abschnitt des PDC-Bits zu bestimmen, die Bit auswahl zu optimieren und die optimalen Bohr parameter zu bestimmen. Die Entwicklung und Anwendung dieser Software kann die Verwendung von PDC-Bit fördern.

4. vor-und Nachteile von roller bit und PDC bit

Vor-und NachteileEs von roller bit

(1) Das Kegel bit ist für verschiedene Schichten geeignet, daher ist es das am weitesten verbreitete Bit.

(2) Die durch das gebrochene Gestein des Kegel bits erzeugten Gesteins abschnitte sind größer, was hilfreich ist, um die Gesteins abschnitte zu unterscheiden und die geologischen Bedingungen genauer zu beurteilen.

(3) Die Lebensdauer des Kegel bits ist nicht lang genug und das Filmmaterial ist klein, was die Stolper zeiten erhöht und den gesamten Bau fortschritt beeinflusst. Darüber hinaus verlängert häufiges Stolpern die Eintaucht zeit von Schlamm in das Öl-und Gas reservoir, verursacht ernsthafte Schäden am Öl-und Gas reservoir und beeint rächt igt die Ausbeutung von Öl und Gas.

(4) Der Kern des Kegel bits kann nicht wieder verwendet werden, was die Bohr kosten bis zu einem gewissen Grad erhöht.

(5) Aufgrund der Begrenzung seiner strukturellen Eigenschaften kann der Kegel bit leicht auf den Boden des Brunnens fallen und Unfälle im Bohrloch verursachen.

Vor-und Nachteile von PDC-Bit

(1) PDC-Bit ist für hohe Geschwindigkeit, hohe Verschiebung und niedrige WOB geeignet, so dass die Anforderung der Ausrüstung relativ hoch ist.

(2) Das Arbeits prinzip des PDC-Bits ist im Grunde das gleiche wie das Abstreifer-Bit, daher erfordert es im Allgemeinen eine niedrigere WOB-und höhere Rotations geschwindigkeit. Der Bitdruck von PDC-Bit beträgt im Allgemeinen 20-40% des Bits derselben Größe, wenn es vor Ort verwendet wird.

(3) PDC-Bit besteht aus Bit matrix und Diamant verbund blech. Beim Schneiden von Gestein berührt das Verbund blech haupt sächlich das Gestein. Die Matrix wird grunds ätzlich nicht beschädigt, so dass die Matrix wieder verwendet werden kann. Bis zu einem gewissen Grad werden die Bohr kosten eingespart.

(4) PDC-Bit wird nicht gut in abrasivem Sandstein, Chert und Granit, Korund, Pyrit und Kies mit hoher Druckfest igkeit und enger Zementierung verwendet.

(5) Wenn PDC-Bit bohrt, wird das Mikros ch neiden durch den Kanten winkel des Diamanten realisiert. Gestein brechen durch Schnitzen usw. Die so getrennten Stecklinge sind im Grunde feinkörniges Pulver. Es ist nicht einfach, die Situation im Bohrloch genau zu beurteilen, wenn die Protokoll ierung von Stecklingen vor Ort verwendet wird.

(6) Aufgrund einiger Eigenschaften des PDC-Bits selbst verursacht es die Probleme der Abweichung und der Azimut kontrolle in der Richtungs bohrung, so dass es häufig in einer feld gerichteten Bohrung verwendet wird.

5. Entwicklungs perspektive von 5 Kegel bit und PDC-Bit

Die Vorteile von Rollen bit und PDC-Bit liegen beim Bohren auf der Hand. Das Walzen-PDC-Misch bit kam heraus und wurde beim Feld bohren verwendet und erzielte bemerkens werte Ergebnisse. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie wird es immer weiter fort geschrittene Bit struktur-und Bohrtechnik geben.