Τι είναι το TCI Tricone Drill Bit: Ο απόλυτος οδηγός για την τεχνολογία γεώτρησης σκληρού βράχου

Εισαγωγή

Στον κόσμο της τεχνολογίας γεώτρησης, λίγες καινοτομίες έχουν κάνει τόσο σημαντικό αντίκτυπο όσο το TCI (Tungsten Carbide Insert) Tricone Drill Bit.Αυτό το θαύμα της μηχανικής έχει φέρει επανάσταση στις γεωτρήσεις σκληρού βράχου σε διάφορες βιομηχανίες, από την εξερεύνηση πετρελαίου και φυσικού αερίου έως τις γεωτρήσεις και τις εξόρυξεις υδάτινων πηγών.

Τα τρικονίδια TCI αποτελούν σημαντική πρόοδο σε σχέση με τα συμβατικά τρυπάνι, ειδικά σχεδιασμένα για να αντιμετωπίζουν τους πιο δύσκολους σχηματισμούς με πρωτοφανή αποτελεσματικότητα.Ενώ τα τυποποιημένα ατσάλινα δόντια μπορεί να δυσκολευτούν με σκληρή, σχισματικά σχηματισμοί, τα κομμάτια TCI tricone ενσωματώνουν ενσωματώματα καρβιδίου βολφραμίου που βελτιώνουν δραματικά την αντοχή και την απόδοση της γεώτρησης.

Η εξέλιξη των τρικονικών τρυπών χρονολογείται στις αρχές του 20ου αιώνα, με το πρώτο τρυπάνι δύο κώνων να κατοχυρώνεται με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1909,Ακολούθησε η εισαγωγή της τεχνολογίας του τρικονίου 24 χρόνια αργότερα.Σήμερα, αυτά τα κομμάτια έχουν γίνει το βιομηχανικό πρότυπο για πολλές εφαρμογές γεωτρήσεων, με συνεχείς βελτιώσεις που βελτιώνουν την απόδοσή τους και την αξιοπιστία τους5.

Πώς λειτουργούν τα τρυπανάκια TCI Tricone

Βασικός σχεδιασμός και εξαρτήματα

Τα κομμάτια TCI tricone διαθέτουν ένα εξελιγμένο σχεδιασμό που αποτελείται από τρεις περιστρεφόμενους κώνους εξοπλισμένους με ίνες καρβιδίου του βολφραμίνου που είναι τοποθετημένες σε συγκεκριμένα μοτίβα για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης κοπής.Κάθε κώνος περιστρέφεται πάνω σε ρουλεμάν με ακρίβεια, που εργάζονται από κοινού για να διαλύσουν τους βράχους μέσω συνδυασμού των δράσεων συντριβής, θραύσης και κοπής.

Το σώμα του κομματιού, που κατασκευάζεται συνήθως από υψηλής αντοχής κράμα χάλυβα, στεγάζει τους τρεις κώνους και παρέχει την απαραίτητη δομική ακεραιότητα για να αντέχει σε ακραίες δυνάμεις τρυπείας.Η στρατηγική τοποθέτηση των ενσωματωμάτων καρβιδίου του βολφραμίνου ποικίλλει ανάλογα με την προβλεπόμενη εφαρμογή και τα ειδικά χαρακτηριστικά σχηματισμού που έχει σχεδιαστεί το κομμάτι για να αντιμετωπίσει9..

Ο ρόλος των ενσωματωμάτων καρβιδίου του βολφραμίου

Το καθοριστικό χαρακτηριστικό των κομματιών TCI είναι οι ενσωματώσεις από καρβίδιο βολφραμίου, οι οποίες είναι σημαντικά σκληρότερες και ανθεκτικότερες στην φθορά από τα συμβατικά χάλυβα δόντια.Αυτές οι ενσωματώσεις πιέζονται σε ακριβώς τρυπημένες τρύπες στις επιφάνειες κώνου, δημιουργώντας μια εξαιρετικά ανθεκτική επιφάνεια κοπής που διατηρεί την οξύτητά της πολύ περισσότερο από τα παραδοσιακά υλικά.

Η γεωμετρία αυτών των ενσωματωμάτων ποικίλλει ανάλογα με την εφαρμογή:

• Οι ενσωματώσεις σε σχήμα τσιζέλ χρησιμοποιούνται συνήθως για μαλακά έως μεσαία σχηματισμούς

• Χρησιμοποιούνται κωνικά ή ημισφαιρικά εισάγοντα για σκληρότερα, πιο τραβηγμένα σχηματισμούς

• Οι ενισχυμένες προστατευτικές ενσωματώσεις διαμέτρου τοποθετούνται στρατηγικά στην πτέρυγα των κώνων για τη διατήρηση της διαμέτρου τρύπας και της σταθερότητας του κομματιού34

Συστήματα ρουλεμάν και τεχνολογία σφράγισης

Τα σύγχρονα τρικονικά κομμάτια TCI ενσωματώνουν προηγμένα συστήματα ρουλεμάν που είναι κρίσιμα για την απόδοσή τους και τη μακροζωία τους.

• Σχεδιασμοί ρουλεμικών ρουλεμάντων με δύο πλευρές ώθησης για μεγάλη χωρητικότητα φορτίου

• Συστήματα αντοχής τριβής που επιτρέπουν υψηλότερα φορτία σε αυξημένες ταχύτητες περιστροφής

• Σφραγισμένα συγκροτήματα ρυμουλκούμενων που χρησιμοποιούν δαχτυλίδια O HNBR, βέλτιστη συμπίεση σφραγίδας και λυγισμένες δομές σφραγίδας για τη βελτίωση της απόδοσης σφραγίδας

• Συστήματα αντιστάθμισης πίεσης με υψηλής ποιότητας λίπος που βελτιώνουν σημαντικά την αξιοπιστία της λίπανσης34

Για ακραίες εφαρμογές, ορισμένα εξειδικευμένα κομμάτια TCI διαθέτουν μεταλλικές σφραγίδες προσώπου και σύνθετα ρυμουλκούμενα ρυμουλκούμενα που σχηματίζονται από ρυμουλκούμενα και τόξο σχήμα διαφάνειες που διατίθενται σε εναλλασσόμενα μοτίβα.Αυτά τα προηγμένα συστήματα ρουλεμάν μπορούν να αντέξουν υψηλές στροφές και υψηλές συνθήκες φορτίου, προσφέροντας παράλληλα μεγαλύτερη αντοχή στις συγκρούσεις, εξασφαλίζοντας μεγαλύτερη διάρκεια ζωής σε απαιτητικές παραμέτρους γεωτρήσεων6.

Τύποι TCI Tricone Bits και οι εφαρμογές τους

Τα κομμάτια TCI tricone είναι σχεδιασμένα για συγκεκριμένους τύπους σχηματισμών και συνθήκες γεώτρησης.

Ελαφριά σχηματισμός TCI Bits

Σχεδιασμένα για σχηματισμούς με χαμηλή συμπιεστική αντοχή, αυτά τα κομμάτια μεγιστοποιούν την εκτόνωση κώνου και διαθέτουν εισροές καρβιδίου μεγάλου διαμέτρου και υψηλής προεξοχής.Η βαθιά διασύνδεση μεταξύ των σειρών εμποδίζει την στροφή των κομματιών σε κολλώδεις σχηματισμούς9.

Μικρά Μικρά Μικρά Μικρά Μικρά

Αυτά τα κομμάτια ενσωματώνουν σχήμα τσιμπιδιού ενσωματώματα καρβιδίου βολφραμίου στις εσωτερικές, εξωτερικές και τακτικές σειρές.Ο σχεδιασμός αυτός παρέχει ταχεία ταχύτητες γεώτρησης αυξάνοντας παράλληλα την αντοχή της δομής κοπής σε μεσαία σκληρά σχηματισμούς9.

Μέσα σκληρό σχηματισμό TCI bit

Με ισχυρά σχήματα καρβιδίου σε σχήμα τρυπάνιου στις σειρές των φτέρνων και κωνικά σχήματα στις εσωτερικές σειρές, αυτά τα κομμάτια προσφέρουν βελτιωμένη ταχύτητα γεώτρησης και αυξημένη αντοχή της δομής κοπής9.

Σκληρό σχηματισμό TCI Bits

Σχεδιασμένα για τη γεώτρηση σκληρών και τραβηγμένων σχηματισμών, αυτά τα κομμάτια χρησιμοποιούν ανθεκτικά στην φθορά εισάγματα καρβιδίου του βολφραμίνου στις σειρές μετρήσεων για να αποτρέψουν την φθορά του κομμάτι.Ο μέγιστος αριθμός των ημισφαιρικών ενσωματωμάτων ανά σειρά εξασφαλίζει την αντοχή και τη μακροζωία του κοπτήρα9.

Πίνακας: Εφαρμογές TCI Tricone Bit ανά τύπο σχηματισμού

Τεχνικές προδιαγραφές και βιομηχανικά πρότυπα

TCI tricone bits manufactured by industry leaders like ROSCHEN GROUP conform to API (American Petroleum Institute) standards and are classified using the IADC (International Association of Drilling Contractors) code system, η οποία βοηθά τους γεωτρυπείς να επιλέξουν το κατάλληλο κομμάτι για συγκεκριμένους τύπους σχηματισμών35.

Περιοχή μεγέθους και συνδέσεις

Τα τρικονικά κομμάτια TCI είναι διαθέσιμα σε ένα ευρύ φάσμα μεγεθών για να ικανοποιήσουν διάφορες απαιτήσεις γεωτρήσεων:

• Μικρές διαμέτρους: 37⁄8" έως 61⁄4" για πιλοτικές γεωτρήσεις και εφαρμογές κοινής ωφέλειας

• Μέση διάμετρος: 61⁄2" έως 121⁄4" για πηγάδια νερού, γεωτεχνικές γεωτρήσεις και ορισμένες εφαρμογές πετρελαίου και φυσικού αερίου

• Μεγάλες διαμέτρους: 121⁄2" έως 30" για μεγάλα πηγάδια νερού, γεωτρήσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου και ειδικές εφαρμογές5

Αυτά τα κομμάτια έρχονται με διαφορετικούς τύπους σύνδεσης με βάση το μέγεθος:

Πίνακας: Τυποποιημένες συνδέσεις TIC Tricone Bit κατά μέγεθος

Πηγή: 5

Πλεονεκτήματα των τρυπών TCI Tricone

Αύξηση της αντοχής και της αντοχής στην φθορά

Το πρωταρχικό πλεονέκτημα των τρικονίων TCI είναι η εξαιρετική αντοχή τους στην φθορά σε σχισματικές δομές.Σημαντική παράταση της ζωής των bit και μείωση του χρόνου στάσης λειτουργίας για αλλαγές bit39.

Βελτιωμένος ρυθμός διείσδυσης (ROP)

Τα κομμάτια TCI είναι σχεδιασμένα για βελτιστοποιημένη απόδοση γεώτρησης στους στοχευόμενους σχηματισμούς.Η στρατηγική τοποθέτηση των ενσωματωμάτων δημιουργεί βέλτιστο μέγεθος τσιπ που μπορεί εύκολα να καθαριστεί και να μεταφερθεί για ταχύτερη γεώτρησηΟρισμένα προηγμένα σχέδια διαθέτουν δομές τυχαίας κοπής που μειώνουν τις δονήσεις και αυξάνουν τον ρυθμό διείσδυσης, αφαιρώντας περισσότερο σχηματισμό ανά στροφή σε σύγκριση με άλλα κοπτήρια της βιομηχανίας1.