Выпуклая, вогнутая или плоская? Подбор формы сверла под породу перед первой лункой.
В грунтах с прочностью на сжатие более 15 000 фунтов на квадратный дюйм неправильная конструкция рабочей поверхности долота не просто замедляет работу. Она может вдвое снизить скорость проходки, с пугающей скоростью изнашивать карбид, а в трещиноватых породах способствовать обрушению скважины. Профиль рабочей поверхности долота — это не просто косметический выбор, это то, как долото управляет передачей энергии, удалением шлама и нагрузкой на конкретную породу, которую вы бурите.
Вот логика сопоставления, которую используют большинство производителей, но которой обучают слишком мало операторов.
Выпуклые долота: лидеры на рынке качественных грунтов.
Выпуклая поверхность — часто называемая профилем с углублением в центре или куполообразным профилем — удерживает кнопки на изогнутой поверхности, концентрируя энергию удара в центре отверстия. Такая конструкция лучше всего работает в мягких и средних породах с прочностью примерно от 15 000 до 25 000 фунтов на квадратный дюйм. Это может быть твердый известняк, прочный песчаник, диорит, сланец и некоторые виды гранита.
Ключевое требование заключается в том, что порода должна быть плотной и однородной. Выпуклые буровые долота рассчитаны на предсказуемое разрушение породы при каждом ударе бурового долота. Когда пласт прочный и однородный, изогнутая забойная часть обеспечивает быстрое проникновение с равномерным износом бурового долота, поскольку нагрузка плавно распределяется по профилю забоя.
Если воткнуть выпуклое сверло в трещиноватую, блочную почву, передача энергии прекращается. Кнопки на внешнем крае подвергаются ударным нагрузкам, на которые они не рассчитаны, и износ быстро становится неравномерным.
Вогнутые бурильные долота: когда грунт имеет проблемы
Вогнутый профиль рабочей поверхности — когда центр рабочей поверхности долота утоплен относительно внешнего кольца — позволяет работать в более широком диапазоне давлений: от 15 000 до 30 000 фунтов на квадратный дюйм, охватывая мягкие, среднетвердые и среднетвердые породы. Главное преимущество заключается в том, что такая конструкция лучше, чем выпуклый профиль, учитывает пустоты, разломы и рыхлые уплотненные зоны.
Углубление в центре создает естественный канал для отвода шлама к промывочным канавкам. При быстром бурении с большим объемом стружки это заметно улучшает очистку скважины и равномерность проходки. Внешние выступы принимают на себя большую часть начальной ударной нагрузки, что помогает долоту сохранять стабильность при пересечении пустоты или зоны трещины.
Для таких геологических образований, как твердый известняк, гранит с трещинами, песчаник и мрамор, где грунт не идеально однороден, вогнутая поверхность, как правило, является наиболее безопасным универсальным решением.
Сверла с плоской поверхностью: незаменимый инструмент для работы в твердых породах.
Когда давление превышает 30 000 фунтов на квадратный дюйм — плотный гранит, габбро, порода, которая не выдерживает меньшего давления, — вам необходимо буровое долото с плоской рабочей поверхностью. Конструкция проста: тяжелый профиль с закругленным концом и выступающими элементами, расположенными практически в плоской плоскости. Отсутствует кривизна, которая могла бы концентрировать или рассеивать энергию. Каждый элемент обеспечивает максимальную прямую силу удара, а корпус долота имеет большую толщину, чтобы выдерживать отраженное напряжение.
Для бурения скважин с плоским забоем необходима уплотненная порода. Небольшие пустоты и тонкие трещины допустимы, но сильно трещиноватый грунт будет сильно изнашивать буровой долото с плоским забоем, поскольку отсутствует геометрия забоя, которая могла бы стабилизировать долото при потере полного контакта с породой.
Компромисс заключается в скорости проходки в мягких грунтах — плоская поверхность в породе с прочностью на сжатие 18 000 пси будет бурить медленнее, чем выпуклый профиль, потому что энергия не концентрируется на инициировании трещин. Но в действительно твердых породах ничто другое не сохраняется достаточно долго, чтобы можно было провести такое сравнение.
Правило тридцати процентов
В оригинальной статье утверждается, что подбор правильного профиля бурового долота к породе может повысить эффективность бурения на 30%. Эта цифра звучит завышенной, но, учитывая, что происходит, когда бригада работает с неправильным профилем в течение всей смены, я бы сказал, что она близка к истине. Выпуклое долото в твердом граните изнашивается за несколько часов. Плоское долото в трещиноватом известняке бурит медленно и обходится дороже, чем должно. Подберите профиль в соответствии с породой, и обе проблемы исчезнут.
Выбор рабочей поверхности сверла — это первое решение. Если все сделать правильно, то все последующие этапы — скорость проходки, срок службы сверла, качество отверстия — встанут на свои места.
