Análisis comparativo de bits de rodillo y bits PDC

La ingeniería de perforación es una ingeniería de sistemas compleja y diversa. Con el fin de garantizar el éxito de la perforación, se requiere la coordinación de varios sistemas, entre los cuales la selección razonable de bits es la condición previa para garantizar la alta calidad y la alta eficiencia de la perforación. En la actualidad, el bit más ampliamente utilizado en la ingeniería de perforación es el bit de rodillo y el bit compuesto de Diamante (PDC). Se analiza la aplicación del bit de rodillo y del bit PDC en la ingeniería de perforación.

1. Definiciones; Bits de rodillo; PDC

1.1 bit de rodillo es el bit más ampliamente utilizado. Cuando el taladro funciona, los dientes de corte y el Fondo del pozo se tocan alternativamente, el par de rotura de roca es pequeño, el área de contacto entre los dientes de corte y el Fondo del pozo es pequeña, la presión específica es alta, y es fácil de perforar. La longitud total de la hoja de trabajo es mayor, por lo que el desgaste se reduce relativamente. Los bits de rodillo pueden adaptarse a todo tipo de formaciones, desde suaves hasta duras. De acuerdo con el número de conos, se puede dividir en un solo bit de cono, un bit de cono triple y un bit de cono múltiple combinado. De acuerdo con el material de Corte, se puede dividir en dientes de acero (dientes de molienda) y bits de inserción de dientes.

1.2 bits PDC es un bit compuesto de diamantes policristalinos. La forma del chip compuesto es una herramienta circular incrustada en el cilindro y soldada en el cuerpo del taladro para formar un bit PDC. Los bits PDC son mucho más baratos que los bits de diamante natural, pero sólo son adecuados para formaciones duras suaves a medias. bits PDC ; Se ha desarrollado rápidamente desde su fabricación y uso exitosos a principios de la década de 1970. El modelo de utilidad se puede utilizar bajo la condición de baja presión de perforación, alta velocidad de rotación, alta alimentación de bits y bajo costo unitario de alimentación. En algunos yacimientos petrolíferos de nuestro país, el compuesto de policristales de diamantes se solda en el raspador, y se obtienen buenos resultados. En la actualidad, el bit PDC está diseñado con alas de Corte. Con el aumento del número de alas de Corte, la carga de impacto en los dientes de corte disminuye, la controlabilidad del bit aumenta y la vida útil del bit se prolonga. Por el contrario, con la disminución del número de aletas cortadas, el rendimiento de perforación del bit aumenta y la velocidad de perforación aumenta. En general, cuanto mayor es la fuerza de la formación, mayor es el número de dientes de corte y, por lo general, el número de alas de Corte. El número de aletas de bits pdc no es inferior a 3, pero rara vez superior a 10.

2. Análisis comparativo del mecanismo de rotura de roca entre el bit de rodillo y el bit PDC

2.1 mecanismo de rotura de roca del bit de rodillo. Bajo la acción de la presión del bit y la rotación de la cadena de perforación, los dientes se aprietan y perforan en la roca, y se produce un cierto deslizamiento y cizallamiento de la roca. Cuando el cono está rodando en el Fondo del pozo, los dientes del Cono impactan secuencialmente y presionan en la formación. Este efecto puede aplastar la parte inferior de la roca y cortar el resto de la roca entre los dientes a través del efecto de cizallamiento causado por el deslizamiento del rodillo, de modo que la roca inferior se rompe completamente y el pozo se puede extender.

2.2 mecanismo de rotura de rocas de bits PDC. El principio de funcionamiento del bit PDC es básicamente el mismo que el bit raspador.

(1) Cuando el bit PDC penetra en la formación dura, presiona la roca bajo la acción de wob, pone la roca en contacto con el diamante en un Estado de estrés muy alto y hace que la roca sea plástica.

(2) en una formación plástica (o en la que la roca es plástica bajo estrés), el diamante penetra en la formación, causando que la roca frontal se rompa o fluya plásticamente bajo la acción del par de bits, separando así la roca de la matriz de roca para formar fragmentos.

(3) en rocas altamente frágiles, el estrés causado por la presión de perforación y el par hace que la roca parezca una fractura frágil, es decir, la roca se corta y se estira. En este caso, la velocidad de rotura de la roca es mayor y la cantidad de rotura de la roca es mucho mayor que la cantidad de desplazamiento después de la excavación del diamante.

(4) en roca dura, debido a la limitación de la fuerza del diamante, la presión del bit en el Diamante de mayor tamaño no es suficiente para causar deformación plástica en la roca, por lo que el Diamante de grano fino se utiliza generalmente para la fabricación de bits de diamante impregnados para perforación, que se caracteriza por el micromecanizado. Las rocas se rompen de acuerdo al ángulo del diamante, tallado y otros métodos. Los fragmentos de roca así separados son básicamente polvo de grano fino, y la eficiencia de trabajo y la vida útil del bit son muy bajas.

3. Condiciones aplicables; Bits rotativos de roca; Y bits PDC

3.1

Rotary Rock bit se utiliza ampliamente en la perforación de petróleo y la perforación geológica. Roca rotativa; Bits; Cuando la roca de la capa local gira, tiene el efecto de golpear, aplastar y cortar la roca de la capa. Por lo tanto, rock Rotary; Bits; Capaz de adaptarse a diferentes formaciones, suave, Medio y duro. Especialmente después de la aparición de los bits de rodillo de chorro y los bits de rodillo de boquilla larga. La velocidad de perforación de la broca de rodillo se mejora en gran medida. Esta es una gran revolución en la historia del desarrollo de bits de rodillo. Dependiendo del tipo de diente, Los bits de rodillo se pueden dividir en bits de rodillo de molienda (dientes de acero) e insertos (el bit de rodillo dental de carburo cementado se instala en el rodillo, que se puede dividir en un solo bit de rodillo y bits de rodillo triple y bits de rodillo múltiple combinados de acuerdo con el número de rodillos. El bit de rodillo triple es el bit más ampliamente utilizado en el país y en el extranjero. 1234567893.2 aplicación En la actualidad, los bits PDC se utilizan a menudo en secciones de pozos no reductores de presión en las que los bits necesitan trabajar durante mucho tiempo en el Fondo del pozo, como la Sección de pozos, el lodo a base de aceite o el lodo a base de agua. Los bits PDC también tienen ventajas en herramientas de perforación de alta velocidad como turbodrills, augers o secciones inclinadas. bits PDC se utilizan a menudo en formaciones con baja resistencia a la compresión, mala cementación, baja resistencia al desgaste o intercalación fina, como roca salada, yeso, piedra caliza, etc., as í como en formaciones con resistencia a la compresión media, cierta resistencia al desgaste y fragilidad, como arenisca, esquisto silíceo, etc. Carbonatos porosos y rocas de yeso. Sin embargo, el bit PDC tiene una alta resistencia a la compresión y una fuerte cementación, como arenisca abrasiva, pedernal y granito, Corindón, Pirita y granito.

muchas empresas de servicios y contratistas de perforación utilizan software de análisis de resistencia a la compresión de rocas para determinar la dureza de la formación. Estos modelos de análisis computarizado de la resistencia a la compresión de la roca utilizan técnicas de análisis de registro para analizar y determinar la resistencia a la compresión triaxial de la formación. El software de análisis de resistencia a la compresión de rocas puede ayudar a los contratistas de perforación a determinar la sección perforable del bit PDC, optimizar la selección del bit y determinar los parámetros óptimos de perforación. El desarrollo y la aplicación de este software pueden promover el uso de bits PDC.

4. Las ventajas y desventajas de 4 bits de rodillo y bits PDC

bits de rodillo

bits de rodillo son adecuados para todo tipo de formación, es el bit más ampliamente utilizado.

(2) los fragmentos de roca producidos por el bit de rodillo son más grandes, lo que ayuda a distinguir los fragmentos de roca y a juzgar las condiciones geológicas con mayor precisión.

(3) la vida útil de la broca de rodillo no es lo suficientemente larga, la regla de alimentación es pequeña, lo que aumenta el número de viajes de perforación y afecta a todo el progreso de la construcción. Además, los frecuentes viajes de perforación prolongan el tiempo de inmersión del lodo en el depósito de petróleo y gas, causan graves daños al depósito de petróleo y gas e influyen en el desarrollo del petróleo y el gas.

(4) el núcleo del bit de rodillo no se puede reutilizar, lo que aumenta en cierta medida el costo de perforación.

(5) debido a la limitación de sus características estructurales, el bit de rodillo puede caer fácilmente al Fondo del pozo, lo que resulta en un accidente de perforación. Las ventajas y desventajas de

4.2 bits PDC

(1) bits PDC son adecuados para alta velocidad, gran desplazamiento y baja presión de perforación, por lo que los requisitos para el equipo son relativamente altos.

(2) bits PDC y # 39; Su principio de trabajo es básicamente el mismo que el bit de raspador, por lo que la presión de perforación es baja y la velocidad de rotación es alta. Cuando se utiliza en el sitio, la presión de bits del bit PDC es generalmente del 20 - 40% del bit del mismo tamaño.

(3) el bit PDC consiste en una matriz de bits y una lámina compuesta de diamantes. Cuando se corta la roca, la placa compuesta entra en contacto principalmente con la roca. La matriz no está dañada en gran medida, por lo que la matriz puede ser reutilizada. En cierta medida, se ahorra el costo de perforación.

(4) el bit pdc no es adecuado para arenisca abrasiva, pedernal y granito, Corindón, Pirita y grava con alta resistencia a la compresión y fuerte cementación.

(5) bits PDC Drilling, Diamond Edge Angle realized micro - cutting. Romper la roca, por ejemplo, tallando. Los esquejes separados de esta manera son esencialmente polvo fino. Cuando se utiliza el registro de esquejes in situ, no es fácil juzgar con precisión la situación del pozo.

(6) se utiliza a menudo en pozos direccionales de campo debido a las características de los bits PDC, lo que conduce al problema del control de la desviación y la orientación de los pozos direccionales.

5. Las perspectivas de desarrollo de 5 bits de rodillo y bits PDC

bits de rodillo y bits PDC tienen ventajas obvias en el proceso de perforación. El taladro híbrido PDC de tambor fue introducido y aplicado en la perforación de campo, y se obtuvieron resultados notables. Con el desarrollo de la Ciencia y la tecnología, la publicidad será cada vez más