Arten und Funktionen von Tricone-Bohrern
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1 Schaberbit
Der Aufbau des Schabermeißels kann in vier Teile unterteilt werden: den oberen Meißelkörper, den unteren Meißelkörper, die Klinge und das Wasserauge.
Der obere Meißelkörper befindet sich im oberen Teil des Meißels. Der obere Teil ist mit einem Gewindeknopf zum Anschließen des Bohrgestänges versehen, und der seitliche Teil ist mit einem Schlitz zum Anschweißen von Klingen versehen. Im Allgemeinen aus legiertem Stahl gefertigt.
Der untere Meißelkörper ist mit dem unteren Teil des oberen Meißelkörpers verschweißt und drei Wasseraugenlöcher sind nach innen geöffnet, um Düsen zu installieren. Es besteht aus legiertem Stahl.
Die Klinge, auch Schaberklinge genannt, ist die Arbeitskante des Schabermeißels, die direkt mit dem Gestein in Kontakt kommt und das Gestein bricht. Schaberbits werden nach der Anzahl der Klingen benannt. Beispielsweise werden drei Klingen als Drei-Klingen-Meißel bezeichnet, und zwei Klingen werden als Zwei-Klingen-Meißel oder Fischschwanz-Klingen-Meißel bezeichnet. Derzeit werden üblicherweise drei Ziehklingenbohrer verwendet.
2 Dreikegelbohrer
(1) Die Struktur des Rollenkegelmeißels (Tricone-Meißel)
Der am häufigsten verwendete Kegelmeißel ist ein Dreikegelmeißel. Der obere Teil des Bohrers verfügt über eine Gewindeschnalle zur Verbindung mit dem Bohrgestänge; die Klaue (auch Handfläche genannt) ist mit dem Panzer verbunden, die untere mit einem Kegelschaft (Zapfen); Der Kegel ist auf dem Kegelschaft montiert und der Kegel hat Zähne für gebrochenes Gestein. Zwischen jedem Kegel und der Kegelwelle befindet sich ein Lager. Das Wasserauge (Düse) ist der Kanal der Bohrflüssigkeit; Das Ölspeicher-Dichtungskompensationssystem speichert und füllt das Schmierfett im Lagerhohlraum auf und verhindert gleichzeitig, dass Bohrflüssigkeit in den Lagerhohlraum eindringt und Fettverlust verhindert wird.
(2) Auswahl des Rollenmeißels (Tricone-Meißel)
Der Kegelbohrer ist der am weitesten verbreitete Bohrer. Der Hauptgrund besteht darin, verschiedene Meißeldesignparameter (einschließlich Zahnhöhe, Zahnteilung, Zahnbreite, Schaltradabstand, Kegelanordnung usw.) zu ändern, um sie an die Anforderungen verschiedener Formationen anzupassen.
Grundsätze für die Auswahl von Rollenkegelmeißeln und zu berücksichtigende Aspekte:
①Der Grad der Härte und Abrasivität der Schicht. Die Lithologie und Härte der Schicht sind unterschiedlich, und auch die Anforderungen an den Bohrer und den Brechmechanismus sind unterschiedlich. Für weiche Formationen sollten drei Arten von Strukturen ausgewählt werden, darunter Shifting, Super-Top und Compound Cone. Fräs- oder Einsteckbohrer mit größeren, schärferen Zähnen und weniger Zähnen sollten gewählt werden, um die Scher- und Brechwirkung des Bohrers voll auszunutzen; Mit zunehmender Gesteinshärte sollten die oben genannten drei Strukturwerte des ausgewählten Bohrers entsprechend reduziert werden und auch die Zähne sollten verkürzt und dichter werden.
Durch die abrasive Schicht werden die Zähne zu schnell abgenutzt, die Bohrgeschwindigkeit nimmt schnell ab, der Bohrer hat ein kleines Bohrloch und es kommt besonders leicht zum Verschleiß der Lehrzähne, der hinteren Kegel und der Handflächenspitze der Zahnhandfläche. Das Lager liegt frei und die Lagerdichtung versagt, was die Beschädigung des Bohrers beschleunigt. Daher sollten zum Bohren abrasiver Formationen Einsatzbohrer mit Zahndurchmesser verwendet werden.
②Die Tiefe des Bohrabschnitts. Der Fels im flachen Bereich ist im Allgemeinen weich und die Auslösezeit ist relativ kurz. Es sollte ein Bohrer gewählt werden, der einen höheren ROP erzielen kann; Da die Formation im Tiefenbereich generell hart ist und die Auslösezeit länger ist, sollte eine höhere Gesamtlänge gewählt werden. Von Bohrern.
③Leicht geneigte Schichten. Beim Bohren in leicht abweichenden Formationen sind die Formationsfaktoren die objektiven Faktoren, die die Bohrlochabweichung verursachen, während die Biegung des unteren Bohrstrangs und die falsche Auswahl des Bohrmeißels die technischen Faktoren sind, die die Bohrlochabweichung verursachen. Zum Bohren in leicht abweichenden Formationen sollte ein Bohrer mit fester oder kleiner Verschiebung verwendet werden; Gleichzeitig sollte sich der ausgewählte Bohrer unter der Voraussetzung, eine kleine Verschiebungsachse zu gewährleisten, etwas weicher an die Formation anpassen als die gebohrte Formation, so dass er zur Erhöhung des ROP bei einem niedrigeren WOB verwendet werden kann.
④Die versetzte Bildung von weich und hart. Beim Bohren in harten und weichen Formationen sollte der Bohrertyp generell entsprechend dem härteren Gestein ausgewählt werden, damit er in weichen Formationen einen höheren ROP aufweist und harte Formationen reibungslos durchdringen kann. Die Bohrparameter sollten rechtzeitig während des Bohrvorgangs angepasst werden. Beim Bohren in weichen Formationen kann der WOB entsprechend reduziert und die Geschwindigkeit erhöht werden; Beim Bohren in harten Formationen kann der WOB entsprechend erhöht und die Geschwindigkeit reduziert werden.
3Diamant-Materialbohrer
(1) Bohrerstruktur aus Diamantmaterial
Der Diamantbohrer ist ein integrierter Bohrer. Der gesamte Bohrer hat keine beweglichen Teile. Es umfasst hauptsächlich den Meißelkörper, die Krone, die hydraulische Struktur (einschließlich Wasserauge oder Düse, Gerinne, auch als Läufer bekannt, Spannut), Lehre, Schneidkante (Zahn) und fünf Teile.
Die Krone des Bohrers ist der Arbeitsteil des Bohrers zum Schneiden von Gestein. Seine Oberfläche ist mit Schneidzähnen aus Diamantmaterial eingelegt und mit einer hydraulischen Struktur versehen. Hergestellt aus Wolframkarkasse oder Stahlmaterial.
Der Meißelkörper ist ein Stahlkörper, der obere Teil ist mit einem Gewinde versehen und mit dem Bohrgestänge verbunden. Der untere Teil ist mit der Kronenmatrix versintert (die Stahlkrone ist in den Meißelkörper integriert).
Der hydraulische Aufbau von Diamantbohrkronen ist in zwei Kategorien unterteilt. Ein Typ wird für Naturdiamantbohrer und TSP-Bohrer verwendet. Die Bohrflüssigkeit dieses Bohrertyps fließt aus dem zentralen Wasserloch und wird durch die Oberfläche des Bohrers auf die Arbeitsfläche des Bohrers verteilt, um die Schneidzähne zu kühlen, zu reinigen und zu schmieren und schließlich zu tragen Späne aus der seitlichen Wassernut und der Spannut fließen in den Ringraum. Der andere Typ wird für PDC-Bohrer verwendet. Die Bohrflüssigkeit dieses Bohrmeißeltyps fließt aus dem Wasserloch und wird über verschiedene Umleitungselemente auf verschiedene Teile der Bohrmeißelarbeitsfläche verteilt, um die Schneidzähne zu kühlen, zu reinigen und zu schmieren. Die Position und Anzahl der Wasserlöcher des PDC-Meißels werden durch die Meißelstruktur bestimmt.
(2) Auswahl der Diamantbohrkrone
Die Menge an Bohrern aus Diamantmaterial ist viel geringer als die von Rollenkegelmeißeln, hauptsächlich weil sich Bohrer aus Diamantmaterial schlecht an die Formation anpassen können. Wenn jedoch die Formation und andere Bedingungen für Bohrer aus Diamantmaterial geeignet sind, kann eine hohe Einsatzeffizienz erzielt werden erreicht werden; andernfalls ist es nicht so. Daher ist die Auswahl der Diamantbohrkronen besonders wichtig.
Im Vergleich zu Kegelrollenmeißeln weisen Diamantbohrkronen folgende Eigenschaften auf:
①Diamantbohrer ist ein integrierter Bohrer. Es hat keine beweglichen Teile wie Kegelrollenmeißel und keine strukturellen Schwächen. Daher kann es mit hoher Geschwindigkeit arbeiten und ist für den Einsatz mit Hochgeschwindigkeits-Bohrlochbohrwerkzeugen geeignet, um große Vorteile zu erzielen. ; Beim Richtungsbohren kann es großen seitlichen Belastungen standhalten, ohne dass es zu Unfällen im Bohrloch kommt, und ist zum Richtungsbohren geeignet.
②Bohrer aus Diamantmaterial sind verschleißfest und haben bei richtiger Anwendung eine lange Lebensdauer und eignen sich für tiefe Brunnen und abrasive Formationen;
③Bei hoher Bodentemperatur kann die Lagerdichtung des Rollenkegelmeißels leicht versagen, und dieses Problem tritt bei Verwendung des Diamantmaterialmeißels nicht auf;
④Beim Bohren von Bohrlöchern mit weniger als 165,1 mm wird das Lager des Rollenkegelmeißels durch Platzbeschränkungen beeinträchtigt, sodass die Festigkeit beeinträchtigt wird und die Leistung nicht garantiert werden kann. Diamantmaterialbohrer verursachen keine Probleme. Daher sollten Bohrer aus Diamantmaterial zum Bohren schmaler Löcher verwendet werden. ；
⑤ Der Bohrdruck von Bohrern aus Diamantmaterial ist geringer als der von Kegelrollenmeißeln. Daher sollten Bohrer aus Diamantmaterial verwendet werden, wenn der Bohrdruck eingeschränkt ist (z. B. beim Anti-Offset-Bohren).
⑥Das Strukturdesign und die Herstellung von Bohrern aus Diamantmaterial sind relativ flexibel und die Produktionsausrüstung ist einfach, sodass die Bohranforderungen von nicht standardmäßigen, speziell geformten Bohrlöchern erfüllt werden können.
⑦Der PDC-Bohrer im Diamantmaterialbohrer ist ein Schneidbohrer. Die Schneidzähne haben den Vorteil, dass sie selbstschärfend sind. Beim Zerkleinern des Gesteins entsteht keine drückende Wirkung des Kegelmeißels. Der Schneidbereich der Schneidzähne ist beim Schneiden groß und es handelt sich um einen Hochleistungsbohrer. Die Praxis hat gezeigt, dass mit dieser Bohrkrone große Vorteile bei der Anpassung an die Formation erzielt werden können;
⑧Aufgrund der begrenzten thermischen Stabilität von Bohrern aus Diamantmaterial muss beim Arbeiten für ausreichende Reinigung und Kühlung gesorgt werden;
⑨Bohrer aus Diamantmaterial haben eine schlechte Schlagfestigkeit und Belastbarkeit, daher müssen bei der Verwendung strenge Vorschriften befolgt werden;
⑩Der Preis für Bohrer aus Diamantmaterial ist höher.
