ड्रिलिंगचा वेग वाढवणाऱ्या साधनांवरील संशोधन

सध्या, ड्रिलिंगचा वेग वाढवणारी साधने प्रामुख्याने दोन प्रकारांमध्ये विभागली जातात: यांत्रिक प्रकार आणि हायड्रॉलिक प्रकार. यांत्रिक साधने आघात शक्ती निर्माण करण्यासाठी 'वेट ऑन बिट' (WOB) वापरतात, ज्यामुळे कठीण खडकांमध्ये खडक फोडण्याची कार्यक्षमता प्रभावीपणे सुधारते, परंतु यामध्ये तीव्र कंपन, जास्त ऊर्जा वापर आणि लवकर होणारे थकव्याचे नुकसान यांसारख्या समस्या आहेत. हायड्रॉलिक साधने इम्पॅक्ट हॅमर चालवण्यासाठी ड्रिलिंग फ्लुइडचा वापर करतात, जे खडक फोडण्यासाठी आघात, फिरणे आणि झोत यांचा संयोग साधतात. 'रेट ऑफ पेनिट्रेशन' (ROP) वाढवणे, विहिरीचे विचलन नियंत्रित करणे आणि बिटचे आयुष्य वाढवणे यामध्ये त्यांचे महत्त्वपूर्ण फायदे आहेत, परंतु सामान्यतः यामध्ये एकसारखी आघात वारंवारता आणि वेगवेगळ्या खडकांच्या गरजांशी जुळवून घेण्यास अडचण यांसारख्या समस्या असतात.

इम्पॅक्ट ड्रिलिंग तंत्रज्ञान हे मुख्यत्वे कार्यपद्धतीनुसार तीन प्रकारांमध्ये विभागले जाते: टॉर्शनल इम्पॅक्ट तंत्रज्ञान, ॲक्सियल इम्पॅक्ट तंत्रज्ञान आणि ॲक्सियल-टॉर्शनल संयुक्त इम्पॅक्ट तंत्रज्ञान. इम्पॅक्ट ड्रिलिंगमध्ये वेग वाढवण्याचे सार हे आहे की, वायू किंवा द्रवाच्या दाब ऊर्जेचे इम्पॅक्टरद्वारे ॲक्सियल किंवा टॉर्शनल इम्पॅक्ट यांत्रिक ऊर्जेमध्ये रूपांतर केले जाते, जी थेट बिटच्या मागील टोकाला लागू केली जाते. यामुळे बिटची कटिंग स्थिती सुधारते आणि खडक फोडण्याची कार्यक्षमता वाढते.

टॉर्शनल इम्पॅक्ट ड्रिलिंग तंत्रज्ञान हे अलिकडच्या वर्षांत उदयास आलेले, ड्रिलिंगचा वेग वाढवणारे एक तंत्रज्ञान आहे, जे प्रामुख्याने PDC बिट्समुळे निर्माण होणाऱ्या “स्टिक-स्लिप” कंपनांची समस्या सोडवण्यासाठी वापरले जाते. वापरात असताना, टॉर्शनल इम्पॅक्टर बिटच्या मागच्या टोकाला बसवला जातो. त्याच्या अंतर्गत रचनेच्या डिझाइनद्वारे, तो द्रवाच्या हायड्रॉलिक ऊर्जेचे टॉर्शनल इम्पॅक्ट यांत्रिक ऊर्जेमध्ये रूपांतर करू शकतो. ड्रिल स्ट्रिंगच्या स्थिर-स्थिती टॉर्क आणि इम्पॅक्टरद्वारे निर्माण होणाऱ्या इम्पॅक्ट टॉर्कच्या एकत्रित क्रियेमुळे बिट खडक फोडतो.

पुढील उदाहरणे दोन नाविन्यपूर्ण साधनांची ओळख करून देतात.

१. समायोज्य आघात वारंवारतेसह ड्रिलिंगचा वेग वाढवणारे साधन

फ्रिक्वेन्सी-अ‍ॅडजस्टेबल हायड्रॉलिक ड्रिलिंग स्पीड-इन्क्रीझिंग टूलमध्ये बेअरिंग्ज, लोअर शाफ्ट बॉडी, पिस्टन जोड्या, इम्पॅक्ट हॅमर, थ्रॉटल नोझल आणि इतर घटकांनी बनलेली एक कोअर इम्पॅक्ट स्ट्रक्चर असते.

कार्यप्रणाली:हे उपकरण इम्पॅक्ट हॅमरच्या वरच्या आणि खालच्या कप्प्यांमध्ये ड्रिलिंग फ्लुइडमुळे निर्माण होणाऱ्या नियतकालिक दाबातील फरकाचा उपयोग करून, इम्पॅक्ट हॅमरला उच्च वेगाने पुढे-मागे ढकलते, ज्यामुळे अक्षीय आघात बल निर्माण होते. हे बल थेट बिटपर्यंत पोहोचवले जाते, ज्यामुळे खडक फोडण्यास मदत होते. याचे वैशिष्ट्य म्हणजे, या उपकरणामध्ये खालच्या शाफ्ट बॉडीमधील सममित छिद्रांची संख्या बदलून आघाताची वारंवारता समायोजित करता येते, ज्यामुळे ते वेगवेगळ्या भूस्तरांच्या ड्रिलिंगच्या गरजांशी जुळवून घेते.

समायोज्य आघात वारंवारतेसह ड्रिलिंगचा वेग वाढवणाऱ्या साधनाचा वापर

मध्यम-कठीण भूस्तरात क्षेत्रीय चाचणी: संख्यात्मक सिम्युलेशनद्वारे निवडलेल्या इष्टतम आघात वारंवारतेच्या (16 Hz) आधारावर, या उपकरणाची शिनजियांग तेलक्षेत्रातील विहीर X1 मध्ये चाचणी घेण्यात आली. तीव्र घर्षणक्षमता आणि कमी भेदन दर (ROP) असलेल्या भूस्तराच्या भागात, स्क्रू ड्रिल उपकरण वापरणाऱ्या शेजारच्या विहिरीशी तुलना केल्यावर असे दिसून आले की, हे उपकरण वापरल्यानंतर, एकाच फेरीतील खोदकामाचे प्रमाण ५३% ने वाढले आणि यांत्रिक ROP २७.०% ने वाढला, ज्यामुळे फेऱ्यांची संख्या प्रभावीपणे कमी झाली आणि बांधकाम कालावधीत बचत झाली.

कठीण थरात क्षेत्रीय चाचणी: संख्यात्मक सिम्युलेशनद्वारे निवडलेल्या इष्टतम आघात वारंवारतेनुसार (18 Hz), या उपकरणाची शिनजियांग तेलक्षेत्रातील विहीर X3 मध्ये कमी ड्रिलक्षमता असलेल्या कार्बोनिफेरस अँडेसाइट आणि बेसॉल्ट थरांमध्ये चाचणी घेण्यात आली.

निष्कर्ष: निकालांवरून असे दिसून येते की हे साधन वापरल्यानंतर, शेजारील विहिरींच्या तुलनेत मेकॅनिकल ROP मध्ये 103.2% नी लक्षणीय वाढ झाली आहे, जे प्रभावीपणे सिद्ध करते की ते वेगवेगळ्या भूस्तरांमध्ये ड्रिलिंग कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारू शकते आणि ड्रिलिंग चक्र कमी करू शकते.

२. कंपोझिट इम्पॅक्ट ड्रिलिंगचा वेग वाढवणाऱ्या टूलची रचना

एक हायड्रॉलिक टॉर्शनल इम्पॅक्ट मेकॅनिझम डिझाइन केला आहे, ज्याच्या गाभ्यामध्ये तीन भाग आहेत: प्रवाह वितरण यंत्रणा, उलटवणारी यंत्रणा आणि इम्पॅक्ट यंत्रणा.

गती प्रक्रिया: सुरुवातीला (अवस्था अ), उच्च-दाबाचा द्रव रिव्हर्सिंग व्हॉल्व्ह कोरच्या डाव्या प्रवाह वाहिनीतून हायड्रॉलिक हॅमरच्या डाव्या पोकळीत प्रवेश करतो, आणि हायड्रॉलिक हॅमर व व्हॉल्व्ह कोर यांना एकत्र घड्याळाच्या दिशेने फिरण्यास भाग पाडतो, जोपर्यंत हायड्रॉलिक हॅमर, हायड्रॉलिक हॅमर सीटवर आदळत नाही (अवस्था ब). आदळल्यानंतर, उच्च-दाबाचा द्रव उजव्या नियंत्रण प्रवाह वाहिनीतून हायड्रॉलिक हॅमर आणि व्हॉल्व्ह कोरने तयार केलेल्या उजव्या पोकळीत प्रवेश करतो, आणि व्हॉल्व्ह कोरला घड्याळाच्या दिशेने रिव्हर्सिंग स्थितीपर्यंत (अवस्था क) फिरण्यास भाग पाडतो, ज्यामुळे उच्च-दाबाचा द्रव उजव्या प्रवाह वाहिनीकडे वळतो आणि हायड्रॉलिक हॅमरच्या उजव्या पोकळीत प्रवेश करतो, आणि हायड्रॉलिक हॅमर व व्हॉल्व्ह कोरला घड्याळाच्या विरुद्ध दिशेने (अवस्था क) फिरण्यास प्रवृत्त करतो. जोपर्यंत हायड्रॉलिक हॅमर पुन्हा हायड्रॉलिक हॅमर सीटवर आदळत नाही (अवस्था ड), तोपर्यंत उच्च-दाबाचा द्रव डाव्या नियंत्रण प्रवाह वाहिनीतून डाव्या पोकळीत प्रवेश करतो, आणि व्हॉल्व्ह कोरला रिव्हर्सिंगसाठी घड्याळाच्या विरुद्ध दिशेने फिरण्यास भाग पाडतो व सुरुवातीच्या स्थितीत (अवस्था अ) परत येतो. हे चक्र सुरू राहते, ज्यामुळे द्रवाद्वारे चालवल्या जाणाऱ्या सततच्या रिव्हर्सिंग आणि आघातामुळे उच्च-वारंवारतेचा प्रत्यावर्ती टॉर्शनल आघात तयार होतो.

कार्यप्रणाली:वरच्या जॉइंट आणि गाइड पाईपमधून द्रव (चिखल) प्रवाह वितरण स्लीव्हमध्ये शिरल्यानंतर, तो रिव्हर्सिंग मेकॅनिझम आणि इम्पॅक्ट मेकॅनिझममध्ये वितरित केला जातो, आणि द्रवाचे हे दोन मार्ग प्रवाह वितरण प्लेटद्वारे वेगळे केले जातात. त्यानंतर, द्रव मँड्रेलच्या आतील नोझलमधून जातो, ज्यामुळे त्याच्या आधी आणि नंतर उच्च आणि कमी दाबाचे झोन तयार होतात. रिव्हर्सिंग व्हॉल्व्हचा गाभा दाबातील फरकाच्या प्रेरणेने फिरतो, आणि हायड्रॉलिक हॅमरच्या डाव्या व उजव्या पोकळ्यांना आळीपाळीने उच्च आणि कमी दाबाच्या झोनशी जोडण्यासाठी नियंत्रित करतो. यामुळे दाबातील फरकाच्या क्रियेखाली हायड्रॉलिक हॅमर पुढे-मागे होऊन हायड्रॉलिक हॅमर सीटवर आदळतो, आणि अशाप्रकारे उच्च-वारंवारतेचा पुढे-मागे होणारा टॉर्शनल इम्पॅक्ट तयार होतो.

१-अप्पर सब; २-आउटर केसिंग; ३-गाईड पाईप; ४-फ्लो डिस्ट्रिब्युशन स्लीव्ह; ५-फ्लो डिस्ट्रिब्युशन प्लेट; ६-बोल्ट; ७-अप्पर सपोर्ट रिंग; ८-हायड्रॉलिक हॅमर सीट; ९-हायड्रॉलिक हॅमर; १०-रिव्हर्सिंग व्हॉल्व्ह कोअर; ११-लोअर सपोर्ट रिंग; १२-मँड्रेल; १३-लोअर सब;

टॉर्शनल इम्पॅक्ट मेकॅनिझम स्ट्रक्चरची योजनाबद्ध आकृती

टॉर्शनल इम्पॅक्ट मेकॅनिझमची गती प्रक्रिया

एका प्रकारची अक्षीय आघात यंत्रणा तयार केली आहे. हायड्रॉलिक अक्षीय आघातकांचे मुख्यत्वे दोन प्रकार आहेत: व्हॉल्व्ह प्रकार आणि व्हॉल्व्हविरहित प्रकार. व्हॉल्व्ह-प्रकारच्या आघातकांची अंतर्गत रचना गुंतागुंतीची असते आणि त्यांची विश्वसनीयता कमी असते; व्हॉल्व्हविरहित प्रकारात मुख्यत्वे जेट प्रकार आणि जेट-सक्शन प्रकार यांचा समावेश होतो, ज्यापैकी जेट प्रकाराचे सेवा आयुष्य कमी असते. जेट-सक्शन हायड्रॉलिक आघातकाची रचना साधी असते, तो जेट एंट्रेनमेंट आणि वॉटर हॅमर दोलन प्रभावावर अवलंबून आघात साधतो, त्यात कमी अंतर्गत हलणारे भाग असतात आणि कोणतेही नाजूक भाग नसतात, आणि तो डाउनहोलच्या गुंतागुंतीच्या परिस्थितीशी अधिक चांगल्या प्रकारे जुळवून घेऊ शकतो.

१-अप्पर नोझल सीट; २-अप्पर नोझल; ३-अप्पर व्हॉल्व्ह; ४-अप्पर व्हॉल्व्ह स्लीव्ह; ५-सेकंडरी नोझल; ६-ॲक्सियल आउटर केसिंग; ७-सपोर्ट स्लीव्ह; ८-इम्पॅक्ट हॅमर; ९-हॅमर हेड; १०-हॅमर सीट; ११-प्रोटेक्शन कॅप; १२-हेक्सागोनल जॉइंट. ॲक्सियल इम्पॅक्ट मेकॅनिझमचे कार्यतत्त्व।

प्रारंभिक प्रवाह आणि दाबातील फरकाची निर्मिती: उच्च-दाबाचा द्रव वरच्या नोझलमधून उच्च-गतीचा झोत तयार करतो. झोताच्या आत ओढल्या जाण्याच्या क्रियेमुळे आणि थ्रॉटलिंग प्रभावामुळे, वरच्या व्हॉल्व्हच्या वरच्या आणि खालच्या कप्प्यांमध्ये, तसेच इम्पॅक्ट हॅमरच्या बाहेरील वरच्या कप्प्यात आणि हॅमर हेडच्या खालच्या टोकामध्ये दाबातील फरक तयार होतात.

घटकांची वरच्या दिशेने हालचाल आणि प्रवाह वाहिनीचे सीलिंग: त्यांच्या संबंधित दाबातील फरकामुळे, वरचा व्हॉल्व्ह वरच्या दिशेने सरकतो आणि आघात करणारे घटक (दुय्यम नोझल, आघात हातोडा आणि हातोड्याचे डोके) देखील वरच्या दिशेने सरकतात, जोपर्यंत दुय्यम नोझल वरच्या व्हॉल्व्हला स्पर्श करून प्रवाह वाहिनीला सील करत नाही.

वॉटर हॅमरची निर्मिती आणि संयुक्त खालील हालचाल: प्रवाह वाहिनी तात्काळ बंद झाल्यामुळे वॉटर हॅमर दोलन सुरू होते आणि चेंबरमधील दाब झपाट्याने वाढतो, ज्यामुळे वरचा व्हॉल्व्ह आणि आघात करणारे घटक एकत्रितपणे खालील दिशेने वेगाने ढकलले जातात.

जडत्वीय आघात आणि चक्र पुनर्प्राप्ती: वरचा व्हॉल्व्ह खालच्या मर्यादेच्या स्थितीपर्यंत गेल्यानंतर, आघात करणारे घटक जडत्वामुळे खाली सरकत राहतात आणि शेवटी अक्षीय आघात पूर्ण करण्यासाठी हॅमर सीटवर आदळतात. आघातानंतर, प्रवाह मार्ग पुन्हा सुरळीत होतो आणि 'वेट ऑन बिट' (WOB) च्या क्रियेमुळे यंत्रणा रीसेट होऊन पुढील चक्र सुरू होते.

संपर्क :जेसी झोऊ

मोबाईल/व्हॉट्सॲप:+००८६-१८१०९२०६८६१
ईमेल:energy@landrilltools.com