प्रमुख डाउनहोल साधने: रोलर कोन बिट्स आणि डायमंड बिट्सचे वर्गीकरण आणि उपयोगासाठी एक सर्वसमावेशक मार्गदर्शक

०१ रोलर कोन बिट्स: भूस्तरांनुसार जुळवून घेण्यासाठी बहुपयोगी साधने

१९०९ मध्ये त्यांच्या आगमनापासून, रोलर कोन बिट्स हे रोटरी ड्रिलिंगमध्ये सर्वाधिक वापरले जाणारे बिट प्रकार बनले आहेत. त्यांच्या अद्वितीय मल्टी-कोन संरचनात्मक रचनेमुळे ते मऊ ते अत्यंत कठीण अशा विविध भूस्तर परिस्थितीशी जुळवून घेऊ शकतात.

संरचनात्मक रचना आणि मुख्य तंत्रज्ञान

रोलर कोन बिटमध्ये पाच मुख्य घटक असतात:

• बिट बॉडी: तीन शंकूच्या आकाराचे पाय एकत्र वेल्ड केलेले असून, वरच्या भागावर जोडणीसाठी धागे (थ्रेड्स) असतात.
• रोलर कोन: पृष्ठभागावर कोरलेले दाते किंवा बसवलेले दाते असलेले शंकूच्या आकाराचे धातूचे भाग.
• बेअरिंग प्रणाली: यामध्ये मोठे, मध्यम, लहान आणि थ्रस्ट बेअरिंगचे चार संच समाविष्ट आहेत.
• नोझल्स: साधारणपणे ३-४ असून, त्यांचा व्यास ७-१४ मिमी असतो.
• तेल साठवण आणि सीलिंग प्रणाली: रबर किंवा धातूच्या सीलिंग रिंग्ज आणि दाब संतुलन उपकरणे यांचे संयोजन.

यापैकी, बेअरिंग सीलिंग तंत्रज्ञान हे रोलर कोन बिट्ससाठी एक महत्त्वाचे तांत्रिक यश आहे. आधुनिक बिट्समध्ये ऑइल स्टोरेज प्रेशर कॉम्पेन्सेशन सिस्टीमचा वापर केला जातो, जी प्रेशर ट्रान्समिशन होल्स, प्रेशर कॉम्पेन्सेशन डायफ्राम्स आणि ऑइल कप्स यांसारख्या घटकांद्वारे बेअरिंग कॅव्हिटीमधील तेलाचा दाब आणि डाउनहोल ड्रिलिंग फ्लुइड कॉलमचा दाब यांच्यात गतिशील संतुलन राखते.

वर्गीकरण प्रणाली आणि IADC कोडिंग

इंटरनॅशनल असोसिएशन ऑफ ड्रिलिंग कॉन्ट्रॅक्टर्स (IADC) ने तीन-अंकी कोडिंग प्रणालीचा वापर करून, रोलर कोन बिट्ससाठी एक जागतिक स्तरावर एकसमान वर्गीकरण मानक विकसित केले आहे:

पहिला अंक: दाताचा प्रकार आणि लागू होणारी रचना

१: दळलेले दात, मऊ रचना

२: दळलेले दाते, मध्यम ते मध्यम-कठीण रचना

३: दळलेले दात, कठीण आणि अपघर्षक रचना

५: मऊ ते मध्यम स्वरूपाचे दाते घाला.

६: दाते घाला, मध्यम-कठीण रचना

७: दात, कठीण आणि खरखरीत रचना घाला

८: दाते बसवणे, अत्यंत कठीण आणि जास्त खरखरीत रचना

दुसरा अंक: रचनेच्या कठीणपणाचा उपविभाग (श्रेणी १-४; जास्त अंक अधिक कठीण रचना दर्शवतात)

तिसरा अंक: बिटची संरचनात्मक वैशिष्ट्ये

४: सीलबंद रोलर बेअरिंग्ज

६: सीलबंद स्लाइडिंग बेअरिंग्ज

७: सीलबंद स्लाइडिंग बेअरिंग्ज + इन्सर्ट गेज संरक्षण

८: दिशात्मक ड्रिलिंगसाठी डिफ्लेक्टिंग बिट्स

रोलर कोन बिट्ससाठी सरलीकृत IADC वर्गीकरण प्रणाली

खडक फोडण्याची यंत्रणा आणि गतीची वैशिष्ट्ये

कार्यरत असताना, रोलर कोन बिट तीन प्रकारची संयुक्त गती दर्शवतो:

• परिभ्रमण: संपूर्ण बिटसोबत शंकू घड्याळाच्या काट्याच्या दिशेने फिरतात.
• परिभ्रमण: दाते शंकूच्या अक्षाभोवती घड्याळाच्या विरुद्ध दिशेने फिरतात.
• घसरणे: यामध्ये त्रिज्यीय आणि स्पर्शरेषीय घसरणीचा समावेश आहे.

या संयुक्त गतीने खडक फोडण्याचा दुहेरी परिणाम साधला जातो:

1.आघातजन्य चुरडण्याचा परिणाम: तळाच्या छिद्राशी एकेरी आणि दुहेरी दातांच्या आळीपाळीच्या संपर्कामुळे अनुदैर्ध्य कंपन निर्माण होते, ज्यामुळे आघातजन्य भार तयार होतात.

2.स्लाइडिंग शियर इफेक्ट: ओव्हरहँग, डबल कोन आणि ऑफसेट स्ट्रक्चर्सच्या डिझाइनद्वारे खडकाचे शियरिंग साधले जाते.

निवड धोरण आणि रचना जुळवणी 

खडकाच्या गुणधर्मांनुसार रोलर कोन बिट्स निवडण्याची मूलभूत तत्त्वे:

• मऊ खडक: ऑफसेट, ओव्हरहँग आणि डबल-कोन रचना असलेले, तसेच उंच, रुंद आणि विरळ मिल्ड किंवा इन्सर्ट दाते असलेले बिट्स निवडा.
• मध्यम-कठीण रचना: ऑफसेट, ओव्हरहँग आणि डबल कोन यांचे प्रमाण कमी करा; लहान, अरुंद आणि दाट दाते वापरा.
• कठीण आणि अपघर्षक रचना: ओव्हरहँग किंवा ऑफसेट नसलेले, बॉल टीथ किंवा कोनिकल-बॉल टीथ असलेले सिंगल-कोन रोलर्स वापरले जातात.
• वाकण्याची शक्यता असलेल्या भूस्तरांवर: ऑफसेट नसलेले किंवा कमी ऑफसेट असलेले आणि गेज दात नसलेले, लहान दातांचे बिट्स निवडा.
• आंतरस्तरित मऊ आणि कठीण खडक: कठीण खडकानुसार बिटचे प्रकार निवडा आणि ड्रिलिंग दरम्यान पॅरामीटर्स गतिमानपणे समायोजित करा.

विशेष कामाच्या परिस्थितीला प्रतिसाद

• लहान बोअरहोल (<१७७ मिमी): सिंगल-रोलर कोन बिट्स वापरा, ज्यात जास्त मजबुतीसाठी मोठे कोन, दाते आणि बेअरिंग्ज असतात.
• दिशात्मक ड्रिलिंग: IADC कोडचा तिसरा अंक 8 असलेले विशेष डिफ्लेक्टिंग बिट्स निवडा. 

०२ डायमंड बिट्स: कठीण रचनांसाठी शक्तिशाली साधने 

निसर्गातील सर्वात कठीण पदार्थ असल्याने, हिऱ्याची मोह्स कठीणता ग्रेड १०, ८८०० MPa पर्यंतची संपीडन शक्ती आणि पोलादापेक्षा ९००० पट जास्त झीज-प्रतिरोधकता आहे. या गुणधर्माचा उपयोग करून, कठीण खडक आणि रचनांवर काम करण्यासाठी डायमंड बिट्स हे सर्वोत्तम साधन बनले आहेत.

वर्गीकरण प्रणाली आणि तांत्रिक उत्क्रांती

आधुनिक डायमंड बिट्सचे मुख्यत्वे तीन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाते:

1.पृष्ठभागावर बसवलेले हिऱ्याचे तुकडे

• मॅट्रिक्सच्या पृष्ठभागावर हिऱ्याचे कण उघडे पडलेले असतात.
• मध्यम ते कठीण भूस्तरांसाठी उपयुक्त.
• हिऱ्याच्या कणांच्या आकाराचे वर्गीकरण:
• मऊ रचना: प्रति कॅरेट २ कण (कणांचा आकार अंदाजे ४ मिमी)
• मध्यम-कठीण रचना: ३-४ ग्रॅम प्रति घनमीटर (कणांचा आकार अंदाजे ३.६ मिमी)
• कठीण रचना: १०-१५ ग्रॅम प्रति कण (कणांचा आकार अंदाजे २.० मिमी)

2.इम्प्रेग्नेटेड डायमंड बिट्स

• मॅट्रिक्समध्ये हिरे अंतर्भूत असतात (60-400 gpc).
• कठीण आणि खरखरीत खडकांसाठी (उदा., चकमक दगड, सिलिकॉनयुक्त डोलोमाइट) उपयुक्त.
• मॅट्रिक्सच्या झिजेमुळे हिऱ्याला आपोआप धार येते.

3.PDC बिट्स (पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड कॉम्पॅक्ट बिट्स)

• अमेरिकेच्या जनरल इलेक्ट्रिक (GE) कंपनीने १९७३ मध्ये सर्वप्रथम सादर केले.
• संक्षिप्त रचना: हिऱ्याचा थर + सिमेंटेड कार्बाइड सब्सट्रेट.
• मऊ ते मध्यम-कठीण एकसंध खडकांच्या थरांसाठी उपयुक्त.

संरचनात्मक अभिकल्प आणि गाभ्याचे मापदंड

डायमंड बिट्समध्ये कोणतेही हलणारे भाग नसलेली एकात्मिक रचना वापरली जाते, ज्यामध्ये प्रामुख्याने खालील गोष्टींचा समावेश असतो:

• स्टील बॉडी: मध्यम कार्बन स्टीलपासून बनवलेली असून, वरच्या भागावर जोडणीसाठी धागे (थ्रेड्स) आहेत.
• मॅट्रिक्स: टंगस्टन कार्बाइड पावडर + तांब्यावर आधारित बॉन्डिंग मेटल, कठीणता श्रेणी HRC 30-45.
• कटिंग घटक: नैसर्गिक/कृत्रिम हिरे किंवा PDC कॉम्पॅक्ट्स.
• जलरचना: पाण्याचे प्रवाह आणि प्रवाह वाहिन्या (त्रिज्यीय, सर्पिलाकार, इत्यादी).

मुख्य डिझाइन मापदंड

• हिऱ्यांची सांद्रता: भूस्तराच्या अपघर्षकतेनुसार समायोजित; अधिक अपघर्षक भूस्तरांसाठी सांद्रता जास्त.
• बाहेर आलेल्या भागाची उंची:
• मऊ रचना: कणांच्या आकाराच्या १/३
• कठीण रचना: कणांच्या आकाराच्या १/६ ते १/१०
• ओठांचा आकार:
• सपाट तळ असलेले: एकसंध रचनांसाठी
• वक्र: कठीण रचनांसाठी
• दातेरी: अपघर्षक रचनांसाठी

खडक फोडण्याची यंत्रणा आणि निर्मिती प्रतिसाद

डायमंड बिट्सची खडक फोडण्याची पद्धत भूस्तराच्या गुणधर्मांनुसार बदलते:

प्लास्टिक रचना (उदा., मडस्टोन, जिप्सम): ही प्रक्रिया नांगरण्यासारखीच असते; हिरे रचनेत शिरून खडकाचा प्लास्टिक प्रवाह घडवून आणतात.

ठिसूळ रचना (उदा., क्वार्ट्ज वालुकाश्म): यामध्ये व्हॉल्यूमेट्रिक क्रशिंग पिट्स तयार केले जातात, ज्यात कापण्याचे आकार हिऱ्यांच्या बाहेर आलेल्या भागापेक्षा २-४ पट मोठे असतात, परिणामी उच्च कार्यक्षमता प्राप्त होते.

कठीण खडक (उदा., चकमक दगड, सिलिकायुक्त खडक): इम्प्रेग्नेटेड बिट्स वापरले जातात आणि ग्राइंडिंग व्हीलच्या घर्षणाप्रमाणेच, सूक्ष्म कटिंग आणि स्क्रॅचिंगद्वारे खडक फोडला जातो.

PDC बिट्सचे तांत्रिक फायदे आणि मर्यादा

डायमंड बिट कुटुंबातील एक क्रांतिकारक उत्पादन म्हणून, PDC बिट्सचे काही खास फायदे आहेत:

संरचनात्मक वैशिष्ट्ये

स्टील-बॉडी पीडीसी बिट्स: पृष्ठभाग कठीण करण्याची प्रक्रिया केलेले एकात्मिक मध्यम कार्बन स्टील.

मॅट्रिक्स-बॉडी पीडीसी बिट्स: वरची स्टील बॉडी + खालचा टंगस्टन कार्बाइड मॅट्रिक्स, ज्यामुळे उत्तम कार्यक्षमता मिळते.

प्रोफाइल डिझाइन

पॅराबोलिक: मऊ भूस्तरांसाठी, ज्यामुळे जास्त खोली आणि ड्रिलिंगचा वेग मिळतो.

गोल: रोटरी टेबल ड्रिलिंगसाठी, ज्यामुळे कठीण आंतरस्तरांमध्ये प्रवेश करणे सोपे होते.

शंकूच्या आकाराचे: उच्च-गतीच्या ड्रिलिंगसाठी, चांगल्या भेदन क्षमतेसह.

अर्ज मर्यादा

गारांच्या थरांसाठी आणि आंतरस्तरित मऊ-कठीण रचनांसाठी योग्य नाही.

तापमान प्रतिरोध मर्यादा (350℃ च्या वर झीज वाढते; 700℃ वर मजबुती कमी होते).

आघातांना प्रतिकार करण्याची क्षमता कमी; नवीन बिट्सच्या कडा तुटण्याची शक्यता असते.

डायमंड बिट्ससाठी लागू असलेल्या रचनांची तुलनात्मक सारणी

०३ वैज्ञानिक निवड मार्गदर्शक: रचना आणि कार्यान्वयन आवश्यकता जुळवणे

रोलर कोन बिट निवडीसाठीचे सुवर्ण नियम

फॉर्मेशन हार्डनेस मॅचिंग

मऊ पृष्ठभाग: जास्त ऑफसेट, ओव्हरहँग आणि डबल-कोन रचना असलेले, तसेच पाचरीच्या आकाराचे किंवा चमच्याच्या आकाराचे दात असलेले बिट्स निवडा.

कठीण रचना: बॉल टीथ किंवा कोनिकल-बॉल टीथने सुसज्ज, सिंगल-कोन, नॉन-ऑफसेट रचनांचा अवलंब करा.

कठोरपणाला प्रतिसाद

अपघर्षक थरांसाठी, गेज दात असलेले इन्सर्ट बिट्स वापरा.

जर बाहेरच्या रांगेतील दात गोलाकार झाले असतील आणि मधल्या दातांवर कमी झीज दिसत असेल, तर पुढचा बिट अधिक वर्धित गेज संरक्षणासह डिझाइन केला पाहिजे.

विशेष कामाच्या परिस्थितीसाठी उपाययोजना

वाकण्याची शक्यता असलेल्या भूस्तरांमध्ये: ऑफसेट नसलेले किंवा कमी ऑफसेट असलेले लहान दातांचे बिट्स निवडा; भूस्तराशी जुळवून घेण्याची क्षमता प्रत्यक्ष भूस्तरापेक्षा किंचित मऊ असावी.

आंतरस्तरित मऊ-कठीण रचना: अधिक कठीण खडकानुसार बिट्सची निवड करा आणि ड्रिलिंग दरम्यान पॅरामीटर्स गतिमानपणे समायोजित करा.

खोल विहिरीच्या भागाचे खोदकाम: ट्रिपिंग वेळेतील घट भरून काढण्यासाठी जास्त एकूण फुटेज असलेल्या बिट्सचा वापर करा.

डायमंड बिट्ससाठी निवड धोरण

PDC बिट्ससाठी लागू अटी

सर्वोत्तम परिस्थिती: लांब एकसंध मऊ ते मध्यम-कठीण थर (उदा., शेल, मडस्टोन, जिप्सम).

प्रतिबंधित परिस्थिती: गारगोटीचे थर, चकमकीचे आंतरथर, मऊ-कठीण थरांचे आंतरस्तर.

पॅरामीटर सेटिंग: कमी WOB (30-60 kN), उच्च RPM (100-300 rpm), मोठा प्रवाह दर.

नैसर्गिक/कृत्रिम हिऱ्याच्या तुकड्यांसाठी लागू अटी

कठीण ते अत्यंत कठीण खडक रचना (उदा., ग्रॅनाइट, क्वार्ट्ज वालुकाश्म).

अत्यंत अपघर्षक रचना (उदा., चकमक दगड, सिलिकायुक्त डोलोमाइट).

टर्बाइन ड्रिलिंग, खोल/अतिखोल विहिरी आणि कोअरिंग कार्ये.

कोअर बिट्ससाठी विशेष आवश्यकता

रोलर कोन कोअर बिट्स: चार-रोलर कोन (शंकूच्या आकाराचे/दंडगोलाकार) किंवा सहा-रोलर कोन (पूर्ण दंडगोलाकार) डिझाइन.

डायमंड कोअर बिट्स: यांना एकसारख्या झीज-प्रतिरोधक क्षमतेसह, सममितीयपणे वितरित केलेल्या धारदार कडांची आवश्यकता असते.

मुख्य निर्देशक: गाभ्याचे अंडाकृती होणे टाळण्यासाठी आतील छिद्र आणि बाहेरील वर्तुळ यांच्यात एककेंद्रता असणे.

डाउनहोल विसंगती निर्णय आणि हाताळणी

रोलर कोन बिटच्या कार्य स्थितीची ओळख

बेअरिंगचे नुकसान: रोटरी टेबलला वेळोवेळी बसणारे धक्के, जास्त WOB (वर्क ऑन बोर्ड) असताना ते अधिक तीव्र होणे, ड्रिलिंगचा वेग कमी होणे पण पंपाचा दाब सामान्य राहणे.

कोन लॉस: ड्रिलिंगमध्ये तीव्र अडथळा, वजन निर्देशकामध्ये तीव्र चढ-उतार, ड्रिल स्ट्रिंग वर खेचताना ट्रिप-इन खोलीत बदल.

दातांची झीज: रोटरी टेबलवरील भार कमी होतो, धक्के बसत नाहीत, ड्रिलिंगच्या दरात लक्षणीय घट होते.

डायमंड बिट्सच्या वापरावरील निर्बंध

बिट खाली घालण्यापूर्वी खालचे छिद्र स्वच्छ केले पाहिजे, जेणेकरून त्यात धातूचे कोणतेही कण शिल्लक राहणार नाहीत.

"ब्रेक-इन" (०.५ मीटर बॉटम होल कंडिशनिंग) साठी कमी WOB आणि कमी RPM ने ड्रिलिंग सुरू करा.

रीमिंग क्रिया टाळा; आवश्यक असल्यास, एकसमान कार्यासाठी कमी डब्ल्यूओबी (WOB) आणि कमी आरपीएम (RPM) वापरा.

संपर्क :जेसी झोऊ
मोबाईल/व्हॉट्सॲप:+0086-18109206861
वेब:www.landrilltools.com