PDC стальной бит для бурения скважин

Типы стальных долот PDC для бурения скважин

Долото PDC (поликристаллический алмазный компактно-алмазный) — это современный тип бурового долота, применяемого в нефтегазовой отрасли для бурения твердых горных пород. Эти долота имеют режущую структуру из поликристаллического алмаза, что обеспечивает отличную производительность в сложных условиях бурения.

Долота PDC предназначены для увеличения скорости проходки, снижения износа долота и повышения общей эффективности бурения. Они состоят из стального корпуса или подложки, режущей структуры (PDC), уплотнения долота и подшипника (если это роликовое долото). Помимо долот PDC, существуют и другие типы долот PDC для бурения скважин, в том числе:

• Долота с фиксированными резцами:

  Долота с фиксированными резцами состоят из подложки с постоянно закрепленными резцами PDC. Материал PDC спекается со стальной подложкой, образуя композитную режущую кромку. Долота PDC с фиксированными резцами обычно выпускаются в различных вариантах корпуса, конфигурациях зубьев и размерах для бурения мягких и твердых пород.

• Ряды долот PDC:

  Подобно стандартным долотам PDC, они отличаются своими алмазными узорами в форме рядов. Увеличение площади и снижение теплового и касательного напряжения долота за счет более крупной площади контакта и меньшей точки контакта повышают его управляемость. Кроме того, эффективное режущее действие долота, низкое сопротивление и хорошая гидравлическая производительность могут быть связаны с трехмерной конфигурацией алмаза.

• Гибридные долота:

  Объединяя элементы конструкции PDC и роликовых шарошек, гибридные долота стремятся объединить уникальные преимущества каждого типа. Их иногда называют долотами PDC/RC, они представляют собой одноцельную единицу с расположением лезвий PDC и роликовых шарошек. Сочетая эффективность долот с фиксированными резцами PDC с вращательным действием и прочностью роликовых шарошек, гибридные долота подходят для сложных формаций, требующих адаптивных стратегий бурения.

• Долота с матричным корпусом:

  Для корпуса долота долота с матричным корпусом используют прочный износостойкий композитный материал вместо традиционной стали. Так называемая матрица часто включает в себя вольфрам, цемент и другие специальные соединения, в результате чего корпус становится более легким и более устойчивым к истиранию.

Технические характеристики и обслуживание стальных долот PDC для бурения скважин

Технические характеристики

• Диаметр долота: Диаметр долота означает диаметр скважины, которую может пробурить долото. Производимый диаметр долота может варьироваться от небольшого до большого размера в соответствии с фактическим спросом.
• Материал корпуса долота: Материал корпуса долота часто изготавливают из стали. Сталь — это железоуглеродистый сплав, обладающий лучшей механической прочностью и долговечностью, что позволяет ей выдерживать высокие температуры и давление в процессе бурения.
• Расположение и количество резцов PDC: Расположение и количество резцов PDC на долоте напрямую влияют на эффективность бурения и разрушение породы. Разные типы скважин требуют разного распределения и количества для удовлетворения конкретных геологических условий.
• Тип и размер соединения: Тип и размер соединения относятся к форме и размеру соединения между долотом и бурильной трубой. Он гарантирует, что долото надежно соединено с бурильной трубой в процессе бурения, что обеспечивает стабильные и эффективные операции бурения.

Обслуживание

• Очистка: Тщательно очистите долото, удалив все остатки и грязь, особенно мусор в режущей головке и системе охлаждения, чтобы предотвратить засорение и перегрев инструмента.
• Осмотр: Осмотрите режущую головку долота PDC и другие детали на наличие признаков износа, повреждений или засорения. При обнаружении повреждений или износа отремонтируйте или замените их вовремя, чтобы обеспечить нормальную эксплуатацию.
• Смазка: Нанесите достаточное количество смазки на движущиеся части и поверхности трения долота, чтобы уменьшить абразивный износ и повысить эффективность работы.
• Охлаждение: Обеспечьте правильную работу системы охлаждения и своевременно добавляйте охлаждающую жидкость, чтобы снизить температуру режущей головки во время процесса бурения, чтобы избежать перегрева и повреждений.
• Хранение: В нерабочем состоянии храните долото в сухом и чистом месте, защищая его от влаги и грязи, чтобы предотвратить коррозию и загрязнение.
• Ремонт и замена: Если после использования долото сильно изношено или повреждено, его необходимо своевременно отремонтировать или заменить, чтобы обеспечить эффективность и надежность бурения. Также регулярно проверяйте качество долот и проводите ремонт и замену, чтобы поддерживать их хорошее рабочее состояние.

Сценарии использования

• Поиск нефти и газа:

  При разведке нефти и газа долота PDC используются для бурения высококачественных скважин в поисках нефти и природного газа. Эти долота PDC обеспечивают быстрое и эффективное бурение через пласты горных пород. Это позволяет точно размещать бурильные трубы в местах, где, по мнению специалистов, находятся нефть или газ.

• Добыча геотермальной энергии:

  В стремлении к альтернативным источникам энергии долота PDC также играют ключевую роль. Они помогают в бурении геотермальной энергии. Это энергия, получаемая от тепла Земли. С помощью долот PDC ученые могут создавать скважины для доступа к этому природному теплу. Затем его можно преобразовать в полезную энергию для домов и предприятий.

• Бурение артезианских скважин:

  Долота PDC оказываются полезными не только в сфере нефти и геотермальной энергии. Их также применяют при бурении скважин для питьевой воды. Долота PDC могут создавать точные скважины, необходимые для установки систем водозабора через различные грунты и горные породы.

• Горизонтальное и многоствольное бурение:

  Долота PDC превосходно подходят для направленного бурения. Это технология, при которой скважины точно бурятся под заданными углами. При таком типе бурения долота PDC проникают в пласты горных пород преимущественно горизонтально или даже под несколькими углами в разных направлениях. Многоствольное бурение означает создание нескольких ответвлений от одной скважины. Долота PDC широко используются в горизонтальном и многоствольном бурении. Это связано с тем, что они могут легко бурить через твердые пласты горных пород, которые образуют подстилающие слои Земли.

• Горнодобывающая промышленность:

  Горнодобывающая отрасль также использует долота PDC. Эти долота хорошо подходят для бурения в местах, где минералы и ценные залежи ресурсов находятся глубоко под землей. Точность и долговечность долот PDC необходимы для горных работ. Они гарантируют, что добыча полезных ископаемых может осуществляться эффективно и безопасно.

• Улавливание и хранение углерода (CCS):

  Долота PDC также участвуют в улавливании и хранении углерода. Это технология, направленная на сокращение выбросов парниковых газов. При CCS углекислый газ улавливается из промышленных источников, а затем закачивается глубоко под землю в геологические формации для постоянного хранения. Долота PDC используются для бурения скважин для инъекционных участков, обеспечивая безопасное и надежное хранение углекислого газа.

Как выбрать стальные долота PDC для бурения скважин

При выборе бурового долота PDC важно учитывать соответствие характеристик долота параметрам буримой формации.

• Формирование скважины: Во-первых, необходимо проанализировать формацию скважины. Это включает в себя понимание характера породы, такой как ее твердость, плотность и наличие трещин или хребтов, а также геометрии формации и наличия препятствий, таких как стальная или бетонная облицовка.
• Тип долота PDC: Выберите подходящий тип долота PDC в зависимости от формации. Для мягких и среднетвердых пород подходит долото с большим углом конуса и хорошо сформированными зубьями. В твердой породе предпочтительнее долото с матричным бурением с круглым корпусом и алмазно-поликристаллической матрицей. В трещиноватых или хребтовых формациях более эффективным является долото с хорошо сформированным зубом.
• Размер долота PDC: Выберите долото PDC подходящего размера для скважины. Для скважин малого диаметра требуется долото PDC малого диаметра. И наоборот, для скважин большого диаметра необходимо долото PDC большого диаметра. Также в скважине с длинным вертикальным участком важна высокая эффективность бурения, поэтому предпочтительнее выбрать долото PDC большого диаметра.
• Сборка долота на забое: Учитывайте сборку долота на забое (BHA), которая включает в себя компоненты бурильной системы ниже долота PDC. Выберите компоненты BHA, чтобы обеспечить хорошее качество скважины. Например, в мягкой формации может быть целесообразно использовать стабилизатор с большим диаметром и большой площадью контакта, чтобы минимизировать взаимодействие со стенкой скважины и помочь контролировать траекторию скважины. И наоборот, в твердой формации можно использовать центратор с меньшей площадью контакта, чтобы улучшить очистку скважины.
• Параметры бурения: Наконец, выберите параметры бурения, включая нагрузку на долото (WOB), скорость вращения и свойства бурового раствора. WOB влияет на скорость проходки и качество скважины. Подходящая скорость вращения помогает поддерживать эффективность бурения и стабильность скважины. Свойства бурового раствора также имеют решающее значение, поскольку они определяют стабильность скважины и возможные повреждения формации.

Стальное долото PDC для бурения скважин: Q & A

Q: Что означает PDC в долотах PDC?

A: Термин PDC означает поликристаллический алмазный компактно-алмазный.

Q: Как работает долото PDC?

A: Долото PDC работает путем соскабливания и срезания горной породы, чтобы создать гладкое и открытое отверстие. Долото делает это с помощью своих режущих лезвий, которые имеют алмазно-металлическую композитную компоновку. По мере вращения долота лезвия движутся по кругу. Это заставляет их вступать в контакт с горной породой. Когда лезвия вступают в контакт с породой, они срезают и соскабливают ее. Действие лезвий создает эффективный и быстрый процесс бурения.

Q: Какой срок службы имеет долото PDC?

A: Долота PDC обычно имеют более длительный срок службы, чем традиционные роликовые шарошки. В зависимости от конструкции и условий бурения они могут прослужить от 20 до 40 скважин или даже больше в оптимальных условиях.

Q: Почему стоит выбирать долота PDC вместо других типов?

A: Долота PDC предлагают сочетание скорости, эффективности и долговечности, которое другие типы не могут превзойти. Их конструкция обеспечивает высокую скорость проходки, сокращая время и затраты на бурение. Они более устойчивы к износу, что делает их подходящими для различных условий бурения.