Í boriðnaðinum er almennt litið á þrýsting sem kjarnabreytu sem hefur áhrif á borhraða-margir rekstraraðilar trúa því innsæi að aukinn borþrýstingur geti beint hraða skarpskyggni (ROP), stytt borhraða og dregið úr kostnaði. Hins vegar lítur þessi sýn framhjá flóknu umhverfi niðri í holu, eiginleika bergs og afköst borbita. Lykilspurningin sem við þurfum að kanna er: Bætir meiri þrýstingur alltaf borhraða? Svarið er skýrt: Nei. Þó að viðeigandi þrýstingur geti stuðlað að bergbroti og bætt skilvirkni í borun, leiðir of mikill þrýstingur oft til óheppilegra niðurstaðna, jafnvel valda skemmdum á búnaði og öryggisáhættu. Þessi grein mun greina djúpt sambandið milli borþrýstings og borhraða og sameina hagnýtar notkunarsviðsmyndir til að útskýra hvernig á að passa þrýstingsbreytur við borbitaafurðir og myndunaraðstæður til að ná sem bestum skilvirkni í borun.
Jákvæð fylgni milli þrýstings og borhraða: Innan hæfilegra marka
Borþrýstingur, sem áskrafturinn sem verkar á borkronann, er nauðsynleg skilyrði fyrir að berg brotni neðst í holunni -hann veitir drifkraftinn fyrir skurðstennur borkronans til að komast í gegnum og klippa bergið, sem ákvarðar beint aðferð og áhrif bergbrots. Þegar þrýstingi er stjórnað innan vísindasviðs eru kynningaráhrif hans á borhraða augljós, sem endurspeglast aðallega í þremur stigum bergbrots:
Í fyrsta lagi yfirborðsmulningastigið: Þegar þrýstingurinn er minni en þrýstiþol bergsins geta skurðtennurnar ekki skorið í bergið og geta aðeins brotið bergflötinn með núningi, sem leiðir til lágs borhraða en hlutfallsleg aukning með þrýstingi. Í öðru lagi, þreytumulningarstigið: Þegar þrýstingurinn er nálægt hörku bergsins mun bergyfirborðið framleiða mikinn fjölda sprungna undir endurtekinni aðgerð skurðartanna, sem gerir sér grein fyrir rúmmálsbroti bergsins. Í þriðja lagi, rúmmálsmölunarstigið: Þegar þrýstingurinn fer yfir hörku bergsins geta skurðartennurnar skorið beint inn í bergið og myndað skilvirka rúmmálsmölun, sem er tilvalið ástand venjulegrar borunar. Á þessu stigi getur samsvörun þrýstingsins með-afkastamiklum borum hámarkað skilvirkni-til dæmis, Baker HughesPDC borarhafa aukna endingu skerisins og þegar þeir eru notaðir með viðeigandi þrýstingi geta þeir bætt ROP verulega í hörðum og slípandi myndum.
Að auki sannreynir há-þota-aðstoð borunartækni enn frekar jákvætt hlutverk hæfilegs þrýstings: með því að nota há-þrýstidælur til að búa til há-hraða borvökvastróka, skera strókarnir raufar í bergið, sem hjálpar borkronanum að skera þrýstinginn á bergið auðveldara, sem getur aukið þrýstinginn á hraðanum í mörgum sinnum í tvisvar sinnum borholu. 10.000 til 15.000 psi. Þetta sýnir að miðað við forsendu þess að samsvörun búnaðar og myndunarskilyrða sé viðeigandi þrýstingur örugglega áhrifarík leið til að bæta borhraða.
Neikvæð áhrif of mikils þrýstings: Handan viðmiðunarmarka, óheppilegar niðurstöður
Þegar þrýstingurinn fer yfir hæfilegt svið er jákvæð fylgni milli þrýstings og borhraða rofin og röð vandamála mun koma upp sem að lokum dregur úr skilvirkni borunar og eykur kostnað. Sérstakar birtingarmyndir eru sem hér segir:
1. Hraðari slit bora og stytt endingartíma
Legur borkronans, skurðartennur og aðrir íhlutir munu bera meira álag undir of miklum þrýstingi, hraðari sliti, sljóvgandi eða jafnvel skemmdum-og slithraði skurðartanna eykst verulega með auknum þrýstingi og hefur jafnvel tilhneigingu til að vera óendanlegur þegar þrýstingurinn nær viðmiðunarmörkum. Til dæmis, þegar þríkónaborar eru notaðir til að bora slípiefni, mun of mikill þrýstingur valda því að wolframkarbíðinnleggin slitna hratt, sem gerir það að verkum að borkronan missir berg-brotgetu fyrirfram, sem krefst þess að skipta um borkrona oft, sem eykur ekki aðeins ó-framleiðslutíma heldur eykur einnig borunarkostnað. Þvert á móti, að velja viðeigandi bor og passa við hæfilegan þrýsting getur lágmarkað slit á skurðartönnum og lengt endingartíma borbita.
2. Stöðnun eða samdráttur í borhraða
Samkvæmt sambandsferlinum milli borþrýstings og borhraða, þegar þrýstingurinn eykst að ákveðnu gildi, mun vaxtarhraði borhraða hægja verulega á, og jafnvel hætta að aukast eða minnka. Þetta er vegna þess að of mikill þrýstingur mun valda ofhleðslu á borholunni, sem leiðir til óstöðugrar notkunar borverkfæra-eins og bitahopp í brotnum myndunum, sem mun ekki aðeins bæta borhraða heldur einnig valda því að skurðartennurnar flísa eða brotna, sem dregur enn frekar úr skilvirkni borunar. Að auki, fyrir samloðandi mjúka steina, er líklegt að of mikill þrýstingur valdi vatnstöppun og bitkúlu, sem gerir borkronann ófær um að brjóta berg á áhrifaríkan hátt og borhraðinn mun minnka verulega.
3. Aukin hætta niðri í holu og bilun í búnaði
Of mikill þrýstingur mun auka álagið á borstrenginn, borbúnaðinn og vökvakerfið, sem leiðir auðveldlega til bilana í búnaði eins og aflögun borstrengs, beinbrota og dæluskemmda. Í háþrýstiborun-aðstoðar, ef þrýstingur fer yfir burðargetu spólurörsins og holumótors, mun það valda leka við borpípusamskeyti eða skemmdir á mótorþéttingunni, sem leiðir til borslysa. Á sama tíma mun of mikill þrýstingur auka mismunaþrýsting botnholsins, sem leiðir til þrýstingshaldandi áhrifa-erfitt er að fara út úr botnholinu, sem leiðir til endurtekinnar mulningar, sem ekki aðeins dregur úr borhraða heldur getur einnig valdið hruni borholunnar og annarrar áhættu.
Lykilþættir sem ákvarða „hæfilegan þrýsting“ fyrir hámarks borhraða
Til að forðast skaðleg áhrif of mikils þrýstings og gefa fullan þátt í hlutverki þrýstings við að bæta borhraða, er nauðsynlegt að ítarlega íhuga þrjá kjarnaþætti og passa við samsvarandi vörur og breytur:
1. Bergeiginleikar: Grundvallargrunnur fyrir þrýstingsstillingu
Mismunandi gráður steina hafa mjög mismunandi viðbrögð við þrýstingi. Meðal-hart berg (berggráða 6 til 7) hefur hæsta vaxtarhraða borhraða þegar þrýstingur er aukinn; mjúkir steinar (berggráða 4 til 5) eru viðkvæmir fyrir bitkúlu, þannig að þrýstingurinn ætti að minnka á viðeigandi hátt; harðir steinar (berggráða 8 til 9) hafa mikla þjöppunarhörku og vaxtarhraði borhraða með þrýstingi er lítill, þannig að það er nauðsynlegt að passa saman-afkastaborar í stað þess að auka þrýsting einfaldlega. Til dæmis, þegar boraðar eru jarðhitamyndanir með flókna bergeiginleika, getur valið á jarðhitaborum Baker Hughes (þar á meðal þríkóna, PDC og blendingsgerðir) og stillt þrýstingur í samræmi við hörku myndunar náð hámarks skilvirkni í borun.
2. Gerð borbita: Samsvörun þrýstings til að gefa kost á vörunni
Mismunandi gerðir af borum hafa mismunandi þrýstingsaðlögunarsvið. PDC borar henta fyrir meðal- og háþrýstingsumhverfi og hægt er að beita stöðugri klippuaðgerð þeirra að fullu undir hæfilegum þrýstingi til að bæta borhraða; þríkónaborar hafa sterkan stein-mulningsstyrk, en of mikill þrýstingur mun flýta fyrir sliti á legum; Kymera blendingsborar sameina kosti keilna og demantsbita og geta lagað sig að mismunandi þrýstingsumhverfi en þarf samt að stilla þær eftir aðstæðum niðri í holu. Að auki geta aðlögunarborar stillt skurðdýptina í samræmi við breytingar á þrýstingi niðri í holu, sem hámarkar sjálfkrafa skilvirkni borunar, sem er kjörinn kostur fyrir flóknar myndanir þar sem erfitt er að stjórna þrýstingi stöðugt.
3. Borkerfi og hjálparskilyrði: Tryggja þrýstingsstöðugleika og skilvirkni
Frammistaða borbúnaðarins, gæði borvökvans og samsetning borverkfæra mun allt hafa áhrif á áhrif þrýstingsstillingar. Til dæmis ákvarðar kraftur borbúnaðarins hámarksþrýstinginn sem hægt er að veita stöðugt; þéttleiki og seigja borvökvans mun hafa áhrif á mismunaþrýstinginn í botnholinu og óeðlileg frammistaða borvökva mun vega upp á móti jákvæðum áhrifum þrýstingsaðlögunar. Háþróaða-háþrýstidælu-slönguborunarkerfið, þróað af National Energy Technology Laboratory, leysir vandamálið við háþrýstingsflutning vökva í gegnum sammiðja spólurör, forðast leka og tryggir að hægt sé að senda þrýstinginn á áhrifaríkan hátt yfir á borann og bætir þar með borhraðann.
Vottorð okkar
Ályktun: Bestur þrýstingur, ekki hærri þrýstingur, er lykillinn að því að bæta borhraða
Til að draga saman þá bætir hærri þrýstingur ekki alltaf borhraða. Sambandið milli þrýstings og borhraða er fyrir áhrifum af bergseiginleikum, gerð borbita og frammistöðu borkerfis-aðeins þegar þrýstingnum er stjórnað innan hæfilegs marks og passað við viðeigandi bora, borvökva og búnað getur það á áhrifaríkan hátt stuðlað að bergbroti og bætt skilvirkni í borun. Of mikill þrýstingur mun aðeins flýta fyrir sliti á búnaði, valda því að borhraðinn minnkar og auka hættuna niðri í holu.
Í hagnýtum borunaraðgerðum ættu rekstraraðilar fyrst að framkvæma yfirgripsmikla greiningu á myndunaraðstæðum, velja viðeigandi borholaafurðir (svo sem PDC-borar fyrir slípiefni og blendingabor fyrir flóknar myndanir) og stilla síðan þrýstingsbreytur í samræmi við borunarferlið og stöðu búnaðarins, ásamt borhraðajöfnunni til að reikna út þröskuldsþrýstinginn. Á sama tíma er hægt að bæta aðlögunarhæfni þrýstings að flóknu umhverfi niðri í holu með því að nota háþróuð borkerfi eins og há-þota-aðstoðað borun og aðlögunarbora, sem gerir skilvirka, örugga og -kostnaðarlausa borun.
Ef þú þarft að samræma þrýstingsfæribreyturnar frekar við sérstakar boravörur eða fá tæknilegar leiðbeiningar um þrýstingsstillingu í mismunandi myndum geturðu ráðfært þig við fagfólk okkar og lært meira um há-borunarlausnir í gegnum vörumiðstöðina okkar og tæknifréttahlutann.
