Typy vrtákov

1. Trojkužeľové vrtáky:

Valivé vrtáky (alebo rotačné kužeľové vrtáky) majú rezné prvky usporiadané na kužeľoch, ktoré sa otáčajú okolo svojich osí, keď sa telo vrtáka otáča. Počet kužeľov na vrtáku môže byť 1, 2, 3, 4, 5 alebo 6. Najbežnejšie rotačné kužeľové vrtáky sú však trojkužeľové vrtáky. Približne 95 % ropných a plynových vrtov na celom svete sa vŕta pomocou valcovacích vrtákov, najmä trojkužeľových vrtákov. V mäkkých formáciách sú zuby dlhšie a od seba vzdialenejšie. Pri tvrdších horninách sa veľkosť a rozstup zubov zmenšujú.

• Jednokužeľové bityTento typ vrtáka sa otáča okolo svojej osi a používa sa predovšetkým pri smerovom vŕtaní. Tieto vrtáky sa používajú v rotačných vŕtacích systémoch pre frakturované formácie, abrazívne formácie, stredne tvrdé formácie a šikmé povrchy. Jednokužeľové vrtáky minimalizujú pravdepodobnosť odchýlky vrtu.
• Dvojkužeľové bityPoužíva sa hlavne v mäkkých formáciách a pri smerovom vŕtaní.
• Trojkužeľové bityTrojkužeľové vrtáky sú najbežnejším typom vrtákov, ktoré sa používajú vo väčšine vŕtacích operácií na celom svete.

Trojkužeľové vrtáky možno rozdeliť do dvoch kategórií:

i. Frézované trojzubé vrtáky (MT vrtáky):

Skoršie modely vrtákov MT mali dva kužele, pričom zuby a drážky na kužeľoch sa počas otáčania nedotýkali. Kontakt medzi zubami na susedných kužeľoch zabezpečuje samočistenie, zvyšuje rýchlosť prieniku a uľahčuje proces vŕtania. Vrtáky s frézovanými zubami sa používajú v mäkkých až stredne tvrdých formáciách.

ii. Vrtáky s vložkou z karbidu volfrámu (TCI):

Vrtáky s vložkou z karbidu volfrámu (TCI), označované aj ako gombíkové vrtáky (napr. typ MT), majú rotujúce kužele. Na rozdiel od vrtákov MT sú tieto vrtáky pri extrémne vysokých inštalačných teplotách vybavené gombíkmi z karbidu volfrámu na kužeľoch. Používajú sa na prácu v tvrdých a korozívnych formáciách v plytkom podloží. Vo väčších hĺbkach vykazujú trojkónové vrtáky slabý výkon a ich výmena je časovo náročná.

2. Vrtáky s pevnou rezačkou

Pevné vrtáky majú monolitickú konštrukciu bez pohyblivých častí. V skutočnosti tento typ vrtáka nemá nezávisle rotujúce kužele; namiesto toho má stacionárne telo vrtáka a pevnú hlavu, ktorá sa otáča v spojení s vrtnou rúrkou a vrtnou kolónou. Hlavné telo takýchto vrtákov je vyrobené z ocele alebo karbidu volfrámu. Vrtáky s oceľovým telom majú vysokú odolnosť voči nárazom a silám pôsobiacim na vrtné nástroje, ale oceľ má nízku odolnosť voči erózii spôsobenej vrtnými kvapalinami. Naopak, vrtáky s telom z karbidu volfrámu majú vysokú odolnosť voči erózii, ale sú menej odolné voči nárazom.

i. Oceľové frézy

Tieto vrtáky sa delia do dvoch kategórií: oceľové vrtáky s rezačkou a rybím chvostom a ťahané vrtáky. Ťažné vrtáky sa používajú na vŕtanie v mäkkých formáciách v ropnom a plynárenskom priemysle. Ťažné vrtáky boli prvým typom vrtákov používaných pri rotačnom vŕtaní, ale kvôli nízkej účinnosti ich postupne nahradili kužeľové vrtáky. Tieto vrtáky sú vybavené oceľovými vrtákmi a používajú sa predovšetkým pri vŕtaní v mäkkých formáciách. Frekvencia ich používania sa znížila kvôli nízkej účinnosti v tvrdých formáciách; pri vysokom zaťažení vrtáka sa oceľové vrtáky zaryjú do formácie a zvyšujúci sa krútiaci moment vrtnej rúry môže spôsobiť zlomenie vrtnej rúry a jej pád do vrtu. Tento typ vrtáka je ťažko ovládateľný pri vŕtaní vo vrte a často sa odchyľuje od hlavnej trajektórie.

ii. Diamantové vrtáky

V tomto type vrtáka sú diamantové častice zabudované do tela vrtáka. Diamant, najtvrdší známy materiál, sa skladá z čistého uhlíka. Vďaka svojej tvrdosti sú tieto vrtáky najvhodnejšie na vŕtanie v abrazívnych tvrdých formáciách. V porovnaní s valcovacími vrtákmi a oceľovými vrtákmi sú diamantové vrtáky menej citlivé na vrtný kal. Zriedený vrtný kal zvyčajne zlepšuje účinnosť vrtáka a je ekonomickejší.

Diamantové vrtáky ponúkajú množstvo výhod vrátane zvýšenej rýchlosti vŕtania naprieč rôznymi formáciami a vrstvami hornín, skráteného času na vypínanie a opotrebovania vrtákov, nepotrebujú náhradné diely a sú vhodné pre vysokotlakové vrty a iné špeciálne podmienky.

Klasifikácia diamantových vrtákov

• Vrtáky z prírodného diamantu
• Kompaktné bity z polykryštalického diamantu (PDC)
• Tepelne stabilné polykryštalické bity (TSP)

Kompaktné bity z polykryštalického diamantu (PDC):

Vrtáky PDC majú telo z karbidu volfrámu s reznými nástrojmi namontovanými na povrchu. Tieto vrtáky môžu byť navrhnuté s tryskami alebo bez nich. Veľkosť diamantových častíc v PDC ovplyvňuje ich odolnosť voči nárazu a opotrebeniu. Syntetický diamant, vyrobený s použitím kobaltu ako katalyzátora, robí PDC menej tepelne odolným ako prírodný diamant. Pri zahrievaní sa kobalt rozpína ​​a môže spôsobiť praskanie diamantu.

• Tepelne stabilné polykryštalické bity (TSP):

Vrhy TSP boli vyvinuté s cieľom riešiť obmedzenia tepelnej odolnosti vrtákov PDC. Počas výroby sa kobalt odstraňuje kyslým lúhovaním alebo sa na zvýšenie tepelnej odolnosti používa karbid kremíka. Vďaka tomu vrtáky TSP prekonávajú vrtáky PDC v extrémne tvrdých formáciách.

• Vrtáky z prírodného diamantu

Vrtáky na ropu

Účel vŕtaniaVŕtanie je kritický proces a nástroj na prieskum a rozvoj zdrojov ropy a zemného plynu. V ropnej geológii je hlavným cieľom vŕtania získanie údajov o podpovrchových materiáloch, čo zahŕňa zber fyzikálnych vzoriek, ako sú jadrá, minerálne jadrá, odrezky, kvapaliny a plyny z vrtu.

Použitie vrtákov v ropnom priemysle

Ako geofyzikálny karotážny kanál umožňuje získavanie rôznych geofyzikálnych údajov z podpovrchových horninových a minerálnych formácií. Ako umelý kanál umožňuje pozorovanie podpovrchových geologických podmienok a dynamiky podzemných tekutín. Vrty sa používajú na ťažbu podpovrchových ropy, zemného plynu, podzemnej vody a geotermálnych zdrojov.

Technológia vŕtania sa používa na prieskum a ťažbu ropy a zemného plynu a zahŕňa najmä:

• Návrh vrtu
• Výber vrtákov a vrtných kvapalín
• Montáž vŕtacích nástrojov
• Koordinácia parametrov vŕtania
• Kontrola odchýlky vrtu
• Úprava vrtnej kvapaliny
• Jadrovanie
• Prevencia a riešenie nehôd

Technológia vŕtania ropy sa vyznačuje hlbokými vrtmi, vysokým tlakom, vysokou teplotou a mnohými ovplyvňujúcimi faktormi.

Typy vrtákov na ropu

Na základe geologických a geografických podmienok a technických požiadaviek na prieskum a ťažbu ropy a zemného plynu možno vrty rozdeliť do dvoch kategórií: vertikálne vrty a smerové vrty. Smerové vrty možno ďalej klasifikovať na konvenčné smerové vrty, horizontálne vrty a klastrové vrty.

Typy vrtákov zahŕňajú vrtáky PDC a trojkužeľové vrtáky. Vrtáky PDC sa tiež široko používajú pri štandardných vrtných operáciách v ropnom priemysle a ponúkajú výhody, ako je vysoká účinnosť a stabilný výkon.

Po prvé, na základe rozdielu v materiáloch možno PDC bity rozdeliť na PDC bity s oceľovým telom a PDC bity s maticovým telom.

Systém GREAT je vybavený pokročilým softvérom na optimalizáciu parametrov vŕtania. Pomocou elektronických počítačov ako nástroja a optimalizačných metód vytvára matematické modely a vyvíja programy založené na princípe minimálnych nákladov, ktoré zahŕňajú rôzne kontrolovateľné faktory ovplyvňujúce rýchlosť vŕtania (ako napríklad typ vrtáka, tlak vrtáka, rýchlosť otáčania, výkon výkalu a hydraulické faktory). Tieto modely sa používajú na optimalizáciu a koordináciu operácií, čo umožňuje vrtným projektom dosiahnuť vysokú kvalitu, vysokú rýchlosť a nízke náklady.

Technológia extrakcie jadra pomocou vrtákov na ropu

Technológia extrakcie jadra zahŕňa vŕtanie vzoriek hornín (jadier) z cieľových intervalov vo vrtoch podľa projektových požiadaviek s cieľom získať údaje z prvej ruky pre prieskum a rozvoj ložísk ropy a plynu.

Bežné nástroje na vŕtanie jadra pozostávajú najmä z diamantových jadier, jadierkových valcov, drapákov na jadro a spojov. Počas vŕtania vrták kontinuálne reže horninu na dne vrtu v kruhovom vzore, čo umožňuje vyvŕtanému valcovitému jadru plynule vstupovať do jadierkového valca.

Na splnenie špeciálnych požiadaviek pre extrémne sypké a rozpukané formácie sú k dispozícii špecializované metódy a nástroje na odber jadier vrátane utesneného odberu jadier, odberu jadier s riadeným tlakom a odberu jadier s gumovou manžetou.

Kontakt: Jessie Zhou

Mobil/Whatsapp: +0086-18109206861

Email: energy@landrilltools.com