Typy vrtáků

1. Trikonické vrtáky:

Válcovací vrtáky (nebo rotační kuželové vrtáky) mají řezné prvky uspořádány na kuželech, které se otáčejí kolem svých os, jak se těleso vrtáku otáčí. Počet kuželů na vrtáku může být 1, 2, 3, 4, 5 nebo 6. Nejběžnější rotační kuželové vrtáky jsou však tříkuželové vrtáky. Přibližně 95 % ropných a plynových vrtů na celém světě se vrtá pomocí válcovacích vrtáků, zejména tříkuželových vrtáků. V měkkých horninách jsou zuby delší a více od sebe rozmístěné. U tvrdších hornin se velikost a rozteč zubů zmenšují.

• Jednokuželové bityTento typ vrtáku se otáčí kolem své osy a používá se především při směrovém vrtání. Tyto vrtáky se používají v rotačních vrtacích systémech pro lomené formace, abrazivní formace, středně tvrdé formace a šikmé povrchy. Jednokuželové vrtáky minimalizují pravděpodobnost odchylky vrtu.
• Dvoukuželové bityPoužívá se hlavně v měkkých formacích a při směrovém vrtání.
• Trojkuželové bityTrojkuželové vrtáky jsou nejběžnějším typem vrtáků, které se používají ve většině vrtacích operací po celém světě.

Trikonické vrtáky lze rozdělit do dvou kategorií:

i. Frézované tříkuželové vrtáky (MT vrtáky):

Starší modely vrtáků MT měly dva kužely, u kterých se zuby a drážky na kuželech během otáčení nedotýkaly. Kontakt mezi zuby na sousedních kuželech zajišťuje samočištění, zvyšuje rychlost průniku a usnadňuje proces vrtání. Vrtáky s frézovanými zuby se používají v měkkých až středně tvrdých formacích.

ii. Vrtáky s břitovými destičkami z karbidu wolframu (TCI):

Vrtáky s vložkou z karbidu wolframu (TCI), označované také jako knoflíkové vrtáky (např. typ MT), mají rotující kužely. Na rozdíl od vrtáků MT jsou tyto vrtáky při extrémně vysokých instalačních teplotách opatřeny knoflíky z karbidu wolframu na kuželech. Používají se pro operace v tvrdých a korozivních formacích v mělkém podpovrchovém prostředí. Ve větších hloubkách vykazují tříkónické vrtáky špatný výkon a jejich výměna je časově náročná.

2. Vrtáky s pevnou řeznou hranou

Pevné řezné korunky mají monolitickou konstrukci bez pohyblivých částí. Tento typ korunky ve skutečnosti nemá nezávisle rotující kužely; místo toho se vyznačuje stacionárním tělesem korunky a pevnou hlavou, která se otáčí společně s vrtnou trubkou a vrtnou kolonou. Hlavní těleso takových korunek je vyrobeno z oceli nebo karbidu wolframu. Vrtáky s ocelovým tělesem mají vysokou odolnost vůči nárazům a silám působícím na řezné korunky, ale ocel má nízkou odolnost vůči erozi způsobené vrtnými výplachy. Naopak vrtáky s tělesem z karbidu wolframu mají vysokou odolnost vůči erozi, ale jsou méně odolné vůči nárazům.

i. Ocelové frézovací bity

Tyto vrtáky se dělí do dvou kategorií: ocelové řezné a rybí vrtáky a tažené vrtáky. Tažené vrtáky se používají k vrtání v měkkých formách v ropném a plynárenském průmyslu. Tažené vrtáky byly prvním typem vrtáků používaným při rotačním vrtání, ale kvůli nízké účinnosti byly postupně nahrazovány kuželovými vrtáky. Tyto vrtáky jsou vybaveny ocelovými vrtáky a používají se primárně při vrtání v měkkých formách. Jejich četnost používání se snížila kvůli nízké účinnosti v tvrdých formách; při vysokém zatížení vrtáku se ocelové vrtáky zaboří do formace a zvyšující se točivý moment vrtné trubky může způsobit její zlomení a pád do vrtu. Tento typ vrtáku je obtížné ovládat dráhu vrtu a často se odchyluje od hlavní trajektorie.

ii. Diamantové vrtáky

V tomto typu vrtáku jsou diamantové částice zabudovány do tělesa vrtáku. Diamant, nejtvrdší známý materiál, se skládá z čistého uhlíku. Díky své tvrdosti jsou tyto vrtáky nejvhodnější pro vrtání v abrazivních tvrdých formacích. Ve srovnání s válcovacími vrtáky a ocelovými vrtáky jsou diamantové vrtáky méně citlivé na vrtný kal. Zředěný vrtný kal obvykle zlepšuje účinnost vrtáku a je ekonomičtější.

Diamantové vrtáky nabízejí řadu výhod, včetně zvýšené rychlosti vrtání napříč různými formacemi a vrstvami hornin, zkrácené doby vrtání a opotřebení vrtáků, absence potřeby náhradních dílů a vhodnosti pro vysokotlaké vrty a další speciální podmínky.

Klasifikace diamantových vrtáků

• Vrtáky z přírodního diamantu
• Kompaktní bity z polykrystalického diamantu (PDC)
• Tepelně stabilní polykrystalické bity (TSP)

Kompaktní bity z polykrystalického diamantu (PDC):

Vrtáky PDC mají tělo z karbidu wolframu s břity namontovanými na povrchu. Tyto vrtáky mohou být navrženy s tryskami nebo bez nich. Velikost diamantových částic v PDC ovlivňuje jejich odolnost proti nárazu a opotřebení. Syntetický diamant, vyrobený s použitím kobaltu jako katalyzátoru, činí PDC méně tepelně odolným než přírodní diamant. Při zahřívání se kobalt rozpíná a může způsobit praskání diamantu.

• Tepelně stabilní polykrystalické bity (TSP):

Vrhy TSP byly vyvinuty s cílem řešit omezení tepelné odolnosti vrtáků PDC. Během výroby se kobalt odstraňuje kyselým loužením nebo se pro zvýšení tepelné odolnosti používá karbid křemíku. V důsledku toho vrtáky TSP překonávají vrtáky PDC v extrémně tvrdých formacích.

• Vrtáky z přírodního diamantu

Vrtáky na ropu

Účel vrtáníVrtání je klíčový proces a nástroj pro průzkum a rozvoj ropných a plynových zdrojů. V ropné geologii je primárním cílem vrtání získání dat o podpovrchových materiálech, což zahrnuje sběr fyzikálních vzorků, jako jsou jádra, minerální jádra, řízky, kapaliny a plyny z vrtu.

Aplikace vrtáků v ropném průmyslu

Jako geofyzikální karotážní kanál umožňuje získávání různých geofyzikálních dat z podpovrchových horninových a minerálních formací. Jako umělý kanál umožňuje pozorování podpovrchových geologických podmínek a dynamiky podzemních tekutin. Vrty se používají k těžbě podpovrchových ropy, zemního plynu, podzemní vody a geotermálních zdrojů.

Technologie vrtání se používá pro průzkum a těžbu ropy a zemního plynu a zahrnuje zejména:

• Návrh vrtu
• Výběr vrtáků a vrtných kapalin
• Montáž vrtacích nástrojů
• Koordinace parametrů vrtání
• Řízení odchylek vrtu
• Úprava vrtné kapaliny
• Jádrování
• Prevence a řešení nehod

Technologie těžby ropy se vyznačuje hlubokými vrty, vysokým tlakem, vysokou teplotou a řadou ovlivňujících faktorů.

Typy vrtáků na ropu

Na základě geologických a geografických podmínek a technických požadavků na průzkum a těžbu ropy a zemního plynu lze vrty rozdělit do dvou kategorií: vertikální vrty a směrové vrty. Směrové vrty lze dále klasifikovat na konvenční směrové vrty, horizontální vrty a shlukové vrty.

Mezi typy vrtáků patří vrtáky PDC a tříkuželové vrtáky. Vrtáky PDC se také široce používají při standardních vrtných operacích ropy a nabízejí výhody, jako je vysoká účinnost a stabilní výkon.

Zaprvé, na základě rozdílu v materiálech lze PDC bity rozdělit na PDC bity s ocelovým tělem a PDC bity s maticovým tělem.

Systém GREAT je vybaven pokročilým softwarem pro optimalizaci parametrů vrtání. Pomocí elektronických počítačů jako nástroje a optimalizačních metod vytváří matematické modely a vyvíjí programy založené na principu minimálních nákladů, které zahrnují různé řiditelné faktory ovlivňující rychlost vrtání (jako je typ vrtáku, tlak vrtáku, rychlost otáčení, výkon výkalu a hydraulické faktory). Tyto modely se používají k optimalizaci a koordinaci operací, což umožňuje vrtným projektům dosáhnout vysoké kvality, vysoké rychlosti a nízkých nákladů.

Technologie extrakce jádra pomocí vrtáků na ropu

Technologie extrakce jádra zahrnuje vrtání vzorků hornin (jader) z cílových intervalů ve vrtech dle projektových požadavků za účelem získání dat z první ruky pro průzkum a rozvoj ložisek ropy a plynu.

Běžné nástroje pro odběr jader se skládají hlavně z diamantových odběrných zařízení, válců pro odběr jader, drapáků na jádro a spojek. Během odběru jader vrták kontinuálně řeže horninu ve spodní části vrtu v kruhovém vzoru, což umožňuje vyvrtanému válcovému jádru plynule vstupovat do válce pro odběr jader.

Pro splnění speciálních požadavků na extrémně sypké a rozlámané formace jsou k dispozici specializované metody a nástroje pro odběr jader, včetně utěsněných odběrů jader, odběrů jader s řízeným tlakem a odběrů jader s gumovou manžetou.

Kontakt: Jessie Zhou

Mobil/Whatsapp: +0086-18109206861

Email: energy@landrilltools.com