Tamang Paggamit ng Tricone Drill Bits
Paano Nakakaapekto ang Lithology ng Formation sa Pagpalya ng Bit Nakakaimpluwensya ang lithology ng formation sa pagganap ng pagbabarena sa maraming paraan: nakakaapekto ito sa penetration rate at footage, maaaring magdulot ng mga kumplikadong problema sa pagbabarena tulad ng pagkawala ng sirkulasyon, pagsipa, pagguho ng balon, at pagbara ng tubo, nagbabago sa gawi ng drilling-fluid, at nakakaapekto sa kalidad ng borehole (paglihis ng borehole at hindi regular na diyametro), na siya namang nakakaapekto sa kalidad ng pagsemento. Ang pagsusuri sa lithology at sa gawi nito sa pagbabarena ay mahalaga para sa pagpili ng naaangkop na bit at paghusga kung makatwiran ang paggamit nito.
Mga luwad, batong putik, at mga shale: Ang mga pormasyong ito ay madaling sumisipsip ng libreng tubig mula sa likido sa pagbabarena at pamamaga, na binabawasan ang diyametro ng butas ng kanal at lumilikha ng resistensya sa pagtagos na maaaring humantong sa pagbara ng tubo. Ang matagal na pagbabad ay maaari ring magdulot ng pagguho at paglaki ng butas ng kanal na nagreresulta sa pagguho. Gumamit ng tubig-tabang o mababang densidad at mababang lagkit na putik kung saan posible. Ang mga carbonaceous shale ay may mahinang cohesion at madaling gumuho. Ang malambot at mayaman sa luwad na mga pormasyon ay mabilis magbutas ngunit mahina sa bit balling.
Mga Bato ng Sandstone: Ang mga katangian ng batong sandstone ay lubhang nag-iiba depende sa laki ng butil, komposisyon ng mineral, at uri ng semento. Ang mas pinong mga butil, mas mataas na nilalaman ng quartz, at siliceous o mayaman sa iron na semento ay nagpapatigas at nagpapasahol sa bato, na nagpapataas ng pagkasira ng bit (hal., quartz arenite). Ang mas maraming clay cement, mica, o feldspar ay nagpapalambot at nagpapadali sa pagbabarena ng bato. Ang mas magaspang na mga butil at mahinang semento ay nagpapataas ng permeability at nagpapataas ng panganib ng pagkawala ng likido; maaaring mabuo ang isang makapal na filter cake sa dingding at magdulot ng malagkit na pagdikit at mga problema sa pagdikit, na humahantong sa abnormal na operasyon ng bit.
Mga Konglomerate: Ang pagbabarena sa konglomerate ay kadalasang nagdudulot ng pagtalbog ng bit, pag-alon, at pagsira ng dingding ng borehole. Kung mababa ang bilis ng bomba o hindi sapat ang lagkit ng putik, ang mga particle na kasinglaki ng graba ay hindi madaling bumabalik sa ibabaw; ang malalaking pinagputulan ay maaaring makapinsala sa mga bit cone at ngipin.
Mga batong apog: Karaniwang matigas na may mabagal na pagtagos at limitadong sukat. Maraming batong apog ang nagkakaroon ng mga bali, umbok, at mga butas; ang pagkakatagpo sa mga ito ay maaaring magdulot ng pagkaantala ng mga bit, pagkabasag, pagkawala ng sirkulasyon, at paminsan-minsang pagkasipa o pagsabog. Malaki ang epekto ng batong apog sa pagtagos, mekanikal na bilis, at pagkasira ng bit. Ang salit-salit na matigas at malambot na mga kama (halimbawa, ang batong putik na may pagitan ng matigas na sandstone) at mga pormasyong mataas ang paglubog ay nagpapataas ng posibilidad ng paglihis ng butas; mas malamang na masira ang bit kapag nagbubutas ng mga butas na mataas ang paglihis. Ang mga natutunaw na patong ng asin (gypsum, halite, atbp.) ay maaaring magpababa sa mga katangian ng putik at makasira sa normal na pagganap ng bit.
Mga parametro ng pagbabarena at ang kanilang mga epekto Ang mga pangunahing kontroladong parametro ng pagbabarena sa proseso ng pagbabarena ay ang bigat sa bit (WOB), bilis ng pag-ikot (RPM), at bilis ng sirkulasyon ng putik. Ang mga parametrong ito ay dapat piliin batay sa mga kondisyon ng pormasyon, uri ng bit, kakayahan ng drilling rig at kasanayan ng operator. Ang mga parametro ng pagbabarena ay karaniwang inuuri bilang:
Mga na-optimize na parametro ng pagbabarena: iyong mga nakakamit ng pinakamahusay na resultang pang-ekonomiya sa ilalim ng mga partikular na kondisyon.
Agresibo (o pinahusay) na mga parametro ng pagbabarena: mga halagang mas mataas kaysa sa normal upang makamit ang mas mataas na mga rate ng penetration.
Mga espesyal na pamamaraan sa pagbabarena: mga partikular na pamamaraan o mga hanay ng nilimitahang parametro na ginagamit para sa mga partikular na layunin.
Ang iba't ibang pagpili ng parameter ay nangangailangan ng iba't ibang uri ng bit; ang mga bit ay nabibigo dahil sa iba't ibang mekanismo sa ilalim ng iba't ibang kondisyon ng pagbabarena at dapat tratuhin nang naaayon.
2.1 Epekto ng bigat sa bit (WOB) Ang WOB ay ang mahalagang kondisyon para sa pagbasag ng bato sa mukha ng bit. Ang magnitude ng WOB ang tumutukoy sa paraan at mga katangian ng pagbasag ng bato at direktang nakakaapekto sa rate ng pagtagos at pagkasuot ng bit. Sa ilalim ng axial load at rotational torque, ang mga ngiping pangputol ay nasisira, napuputol o nasisira habang pinipindot at ginugupit ang bato, na malinaw na nakakaapekto sa pagtagos. Habang tumataas ang WOB, ang pagtagos ay karaniwang tumataas, ngunit ang mga bearings at ngiping pangputol ay mas mabilis na nasisira, na siya namang nakakaapekto sa pagtagos. Ang ugnayan sa pagitan ng WOB at pagtagos ay nagbabago sa pamamagitan ng tatlong magkakaibang yugto:
Yugto ng pagkabali sa ibabaw: Kapag ang WOB ay mas mababa kaysa sa tigas ng indentation ng bato, ang mga cutting teeth ay hindi maaaring tumagos kundi kinakamot lamang ang ibabaw ng bato. Mataas ang wear at mababa ang penetration, bagaman ang penetration ay tumataas nang proporsyonal sa pagtaas ng WOB.
Yugto ng pagkabali ng pagod: Kapag ang WOB ay papalapit na sa tigas ng indentation ng bato, ang paulit-ulit na pagkilos ng mga ngipin ay lumilikha ng maraming bitak sa ibabaw at ang progresibong pagkapira-piraso ay nangyayari kahit na hindi pa ganap na tumatagos.
Yugto ng bulk-fracture: Kapag ang WOB ay lumampas sa tigas ng indentation ng bato, ang mga ngipin ay tumatagos at lumilikha ng bulk fracturing; ang pagbabarena ay nagiging mahusay at ito ang normal na rehimen ng pagbabarena. Samakatuwid, ang inilapat na WOB ay dapat sapat upang pahintulutan ang mga ngipin na tumagos at lumikha ng bulk fragmentation.
Ang pagdoble ng WOB sa mga pagsubok sa tricone bits ay nagpakita na ang iba't ibang bato ay tumutugon nang magkakaiba: ang mga batong katamtaman ang tigas (mga klase ng bato 6–7) ay nagpapakita ng pinakamalaking bilis ng pagtaas sa pagtagos; ang mga batong mas malambot (mga klase 4–5) at mas matigas (mga klase 8–9) ay nagpapakita ng mas maliliit na pagtaas. Ang pagbabarena ng malagkit na malambot na pormasyon ay maaaring magdulot ng pagdikit ng putik at pagdikit ng bit, kaya dapat ay medyo mababa ang WOB. Sa mga pormasyong lubos na nakasasakit, ang hindi sapat na WOB ay nagdudulot ng maagang pagkasira ng bit, kaya dapat dagdagan nang naaangkop ang WOB. Kapag nakakaharap ng mga bali na pormasyon, karaniwan ang pagtalbog ng bit at dapat bawasan ang WOB upang maiwasan ang pagkabali o pagkabasag ng ngipin. Samakatuwid, ang WOB ay isang kritikal na parameter na dapat magbalanse ng sapat na pagtagos ng ngipin sa pagliit ng pagkasira ng ngipin.
2.2 Epekto ng bilis ng pag-ikot (RPM) Sinusukat ng bilis ng pag-ikot kung gaano kabilis umiikot ang isang bahagi ng isang partikular na diyametro. Dahil ang pag-uugali ng pagdurog ng bato at ang impluwensya ng WOB ay nag-iiba-iba kasabay ng katigasan ng bato, ang epekto ng RPM sa pagdurog ng bato at mekanikal na pagtagos ay dapat isaalang-alang ang mga salik ng lithology at oras ng pagdurog ng bato.
RPM sa malalambot na pormasyon: Sa malambot, lubos na plastik, at mababang-abrasion na mga pormasyon (hal., mga mala-luwad na kama), ang kapal ng chip ay katumbas ng lalim ng pagpasok ng ngipin at minimal ang pagkasira ng ngipin. Kapag hindi nagbabago ang WOB, ang RPM at mechanical penetration rate ay tumataas nang halos proporsyonal.
RPM sa mga medium-hard at hard formations: Sa mga formations na ito, mas mataas ang indentation hardness at abrasiveness; mas mabilis na pumupurol ang mga ngipin, tumataas ang contact area, at humahaba ang oras ng paglaganap at deformation ng bitak. Bumabagal ang penetration at kinakailangan ang mas mataas na WOB. Ang pagtaas ng RPM sa mga hard formations ay maaaring magpahaba sa oras ng pagsira ng bato sa bawat revolution, kaya ang labis na RPM ay maaaring maiwasan ang kumpletong pagkabali bago matanggal ang mga ngipin, na binabawasan ang epektibong penetration at pinabibilis ang pagkasira. Samakatuwid, hindi dapat labis na dagdagan ang RPM sa mga medium-hard o hard formations.
Mga pagkakaiba ng RPM sa pagitan ng mga uri ng bato: Ang bawat uri ng bato ay may katangiang kurba ng tugon at isang naglilimitang RPM. Sa mga luwad, ang antas ng pagtagos ay tumataas nang proporsyonal sa RPM; sa matigas at lubos na nakasasakit na mga bato, ang pagtagos ay mas mabagal na tumataas kasabay ng RPM dahil sa mas mahabang oras ng pagkabasag ng bato at mas mababang naglilimitang RPM—ang paglampas sa limitasyong iyon ay maaaring aktwal na makabawas sa pagtagos.
Ipinapakita ng mga resulta ng pagsubok mula sa pagdoble ng RPM sa mga tricone bit na para sa isang batong may grade 4 (hal., marmol) ang penetration rate ay tumaas ng humigit-kumulang 93%, habang para sa isang grade 9 na porphyritic granite ang pagtaas ay humigit-kumulang 28% lamang. Mula grade 4 hanggang grade 9, ang pagtaas ng penetration kasabay ng RPM ay bumababa sa isang kurba. Samakatuwid, ang pagtaas ng RPM ay nakikinabang sa malambot at mababang-abrasion na mga pormasyon ngunit nag-aalok ng limitadong bentahe sa matigas at lubos na nakasasakit na mga pormasyon.
