Sondaj Hızını Artırıcı Aletler Üzerine Araştırma

Günümüzde sondaj hızını artıran aletler esas olarak iki kategoriye ayrılıyor: mekanik tip ve hidrolik tip. Mekanik aletler, darbe kuvveti oluşturmak için Matkap Ucuna Ağırlık Uygulaması (WOB) kullanır ve bu da sert formasyonlarda kaya kırma verimliliğini etkili bir şekilde artırır, ancak güçlü titreşim, yüksek enerji tüketimi ve kolay yorulma hasarı gibi sorunları vardır. Hidrolik aletler, darbe çekiçlerini çalıştırmak için sondaj sıvısı kullanır ve kayayı kırmak için darbe, dönme ve jet kombinasyonunu kullanır. Delme Hızını (ROP) artırmada, kuyu sapmasını kontrol etmede ve matkap ucu ömrünü uzatmada önemli avantajlara sahiptirler, ancak genellikle tek darbe frekansı ve farklı formasyonların ihtiyaçlarına uyum sağlamada zorluk gibi sorunları vardır.

Darbeli sondaj teknolojisi, etki şekline göre esas olarak üç kategoriye ayrılır: burulma darbeli teknolojisi, eksenel darbeli teknolojisi ve eksenel-burulma kompozit darbeli teknolojisi. Hızı artırmak için darbeli sondajın özü, gaz veya sıvının basınç enerjisini bir darbeleyici vasıtasıyla eksenel veya burulma darbeli mekanik enerjiye dönüştürmek ve bu enerjiyi doğrudan matkap ucunun arka ucuna uygulamaktır; bu da matkap ucunun kesme koşullarını iyileştirir ve matkap ucunun kaya kırma verimliliğini artırır.

Burulma darbeli sondaj teknolojisi, son yıllarda ortaya çıkan ve sondaj hızını artıran bir teknolojidir; esas olarak PDC uçlarının oluşturduğu "yapışma-kayma" titreşimini çözmek için kullanılır. Kullanım sırasında, burulma darbeli eleman ucun arka ucuna monte edilir. İç yapı tasarımı sayesinde, sıvının hidrolik enerjisini burulma darbeli mekanik enerjiye dönüştürebilir. Uç, sondaj dizisinin sabit durum torku ve darbeli eleman tarafından üretilen darbe torkunun birleşik etkisi altında kayayı kırar.

Aşağıdaki örnekler iki yenilikçi aracı tanıtmaktadır.

1. Ayarlanabilir Darbe Frekansına Sahip Delme Hızı Artırıcı Alet

Frekans ayarlı hidrolik delme hızı artırıcı alet, rulmanlar, alt şaft gövdesi, piston çiftleri, darbe çekici, kısma nozulu ve diğer bileşenlerden oluşan bir çekirdek darbe yapısına sahiptir.

Çalışma Prensibi:Bu alet, darbeli çekiçin üst ve alt haznelerinde sondaj sıvısının oluşturduğu periyodik basınç farkından yararlanarak, darbeli çekiçi yüksek hızda ileri geri hareket ettirir ve kaya kırma işlemine yardımcı olmak için doğrudan uca iletilen eksenel darbe kuvveti üretir. Önemli olan, bu aletin alt şaft gövdesindeki simetrik delik sayısını değiştirerek darbe frekansını ayarlayabilmesi ve böylece farklı oluşumların sondaj ihtiyaçlarına uyum sağlayabilmesidir.

Ayarlanabilir Darbe Frekansına Sahip Delme Hızı Artırıcı Aletin Uygulanması

Orta-Sert Formasyonda Saha Testi: Sayısal simülasyonla seçilen optimum darbe frekansına (16 Hz) dayanarak, bu alet Sincan Petrol Sahası'ndaki X1 Kuyusunda test edilmiştir. Yüksek aşındırıcılığa ve düşük Delme Hızına (ROP) sahip formasyon bölümünde, bitişik kuyuda kullanılan vidalı matkap aletiyle yapılan karşılaştırmada, bu aletin kullanılmasından sonra tek seferde kat edilen mesafenin %53 arttığı, mekanik ROP'nin %27,0 arttığı, böylece sefer sayısının etkili bir şekilde azaldığı ve inşaat süresinin kısaldığı görülmüştür.

Sert Formasyonda Saha Testi: Sayısal simülasyonla seçilen optimum darbe frekansına (18 Hz) göre, bu alet, Sincan Petrol Sahası'ndaki X3 Kuyusu'nda, sondajı zor olan Karbonifer Andezit ve Bazalt formasyonlarında test edilmiştir.

Sonuç: Elde edilen sonuçlar, bu aletin kullanımından sonra mekanik sondaj hızının (ROP) bitişik kuyulara kıyasla %103,2 oranında önemli ölçüde arttığını göstermektedir; bu da aletin farklı formasyonlarda sondaj verimliliğini önemli ölçüde artırabileceğini ve sondaj döngüsünü kısaltabileceğini etkili bir şekilde kanıtlamaktadır.

2. Kompozit Darbeli Delme Hızını Artırıcı Aletin Tasarımı

Hidrolik bir burulma darbe mekanizması tasarlanmıştır; bu mekanizmanın temel bileşenleri üç bölümden oluşmaktadır: akış dağıtım mekanizması, geri dönüş mekanizması ve darbe mekanizması.

Hareket Süreci: Başlangıçta (a durumu), yüksek basınçlı sıvı, ters çevirme valf çekirdeğinin sol akış kanalından hidrolik çekiçin sol boşluğuna girer ve hidrolik çekiç ile valf çekirdeğini birlikte saat yönünde döndürerek hidrolik çekiçin hidrolik çekiç yuvasına çarpmasına neden olur (b durumu). Çarpmanın ardından, yüksek basınçlı sıvı, sağ kontrol akış kanalından hidrolik çekiç ve valf çekirdeği tarafından oluşturulan sağ boşluğa girer ve valf çekirdeğini saat yönünde dönmeye devam ederek ters çevirme konumuna getirir (c durumu), böylece yüksek basınçlı sıvı sağ akış kanalına geçer ve hidrolik çekiçin sağ boşluğuna girerek hidrolik çekiç ve valf çekirdeğini saat yönünün tersine döndürür (c durumu). Hidrolik çekiç tekrar hidrolik çekiç yuvasına çarpana kadar (d durumu), yüksek basınçlı sıvı sol kontrol akış kanalından sol boşluğa girer ve valf çekirdeğini saat yönünün tersine döndürerek ters çevirme ve başlangıç ​​durumuna (a durumu) geri dönme işlemini gerçekleştirir. Bu döngü, sıvı tarafından yönlendirilen sürekli ters çevirme ve çarpma yoluyla yüksek frekanslı karşılıklı burulma darbesi oluşturur.

Çalışma Prensibi:Üst bağlantı ve kılavuz borudan geçerek akış dağıtım manşonuna akan sıvı (çamur), ters çevirme mekanizmasına ve darbe mekanizmasına dağıtılır ve sıvının iki yolu akış dağıtım plakası ile ayrılır. Daha sonra sıvı, mandrel içindeki nozülden geçerek önünde ve arkasında yüksek ve düşük basınç bölgeleri oluşturur. Ters çevirme valf çekirdeği, basınç farkının tahriki altında döner ve hidrolik çekiçin sol ve sağ boşluklarının dönüşümlü olarak yüksek ve düşük basınç bölgelerine bağlanmasını kontrol eder; bu da hidrolik çekiçin basınç farkının etkisi altında hidrolik çekiç yuvasına ileri geri hareket ederek darbe oluşturmasını sağlar ve böylece yüksek frekanslı ileri geri burulma darbesi meydana getirir.

1-Üst Alt Parça; 2-Dış Gövde; 3-Kılavuz Boru; 4-Akış Dağıtım Manşonu; 5-Akış Dağıtım Plakası; 6-Cıvata; 7-Üst Destek Halkası; 8-Hidrolik Çekiç Yuvası; 9-Hidrolik Çekiç; 10-Ters Çevirme Valf Çekirdeği; 11-Alt Destek Halkası; 12-Mandrel; 13-Alt Alt Parça;

Burulma Darbe Mekanizması Yapısının Şematik Diyagramı

Burulma Darbe Mekanizmasının Hareket Süreci

Eksenel darbe mekanizması tasarlanmıştır. Hidrolik eksenel darbe cihazları esas olarak iki tipe ayrılır: valfli tip ve valfsiz tip. Valfli tip darbe cihazlarının iç yapısı karmaşıktır ve güvenilirlikleri düşüktür; valfsiz tip ise esas olarak jet tipi ve jet-emme tipini içerir ve bunlardan jet tipinin kullanım ömrü kısadır. Jet-emme hidrolik darbe cihazı basit bir yapıya sahiptir, jet sürüklenmesi ve su darbesi salınım etkisine dayanarak darbe gerçekleştirir, az sayıda iç hareketli parçaya ve hassas parçaya sahip değildir ve karmaşık kuyu içi koşullarına daha iyi uyum sağlayabilir.

1-Üst Meme Yuvası; 2-Üst Meme; 3-Üst Valf; 4-Üst Valf Kılıfı; 5-İkincil Meme; 6-Eksenel Dış Gövde; 7-Destek Kılıfı; 8-Darbe Çekiç; 9-Çekiç Başlığı; 10-Çekiç Yuvası; 11-Koruma Kapağı; 12-Altıgen Bağlantı. Eksenel Darbe Mekanizmasının Çalışma Prensibi.

İlk Akışın ve Basınç Farkının Oluşumu: Yüksek basınçlı akışkan, üst nozuldan yüksek hızlı bir jet oluşturur. Jetin sürüklenmesi ve kısma etkisinin birleşimiyle, üst valfin üst ve alt haznelerinde, ayrıca darbe çekicinin dış üst haznesi ile çekiç başının alt ucu arasında basınç farkları oluşur.

Bileşenlerin Yukarı Doğru Hareketi ve Akış Kanalının Sızdırmazlığı: İlgili basınç farklarından dolayı, üst valf yukarı doğru hareket eder ve darbe bileşenleri (ikincil nozul, darbe çekici ve çekiç başlığı) de ikincil nozul üst valfe temas edip akış kanalını kapatana kadar yukarı doğru hareket eder.

Su Darbesi Oluşumu ve Birlikte Aşağı Doğru Hareket: Akış kanalının anlık kapanması su darbesi salınımını tetikler ve haznedeki basınç hızla yükselerek üst valfi ve darbe bileşenlerini birlikte aşağı doğru ivmelendirir.

Atalet Darbesi ve Döngü Kurtarma: Üst valf alt limit konumuna hareket ettikten sonra, darbe bileşenleri atalet etkisiyle aşağı doğru hareket etmeye devam eder ve sonunda eksenel darbeyi tamamlamak için çekiç yuvasına çarpar. Darbeden sonra, akış kanalı düzgün hale döner ve mekanizma, Matkap Ucuna Uygulanan Ağırlık (WOB) etkisiyle sıfırlanarak bir sonraki döngüyü başlatır.

Temas etmek :Jessie Zhou

Mobil/Whatsapp:+0086-18109206861
E-posta:energy@landrilltools.com