مته بدون مغزه PDC: چرا تطابق مته با زمین از قیمت آن مهمتر است
چند ماه پیش، یک سرپرست معدن در شانشی، کشویی پر از متههای PDC خراب را به من نشان داد - حدود سی و چند عدد از آنها، که همگی از یک پروژه تخلیه گاز استخراج شده بودند. تیغهها نه تنها فرسوده شده بودند، بلکه خرد شده بودند. تکههایی از میز الماس گم شده بود، زیرلایههای کاربیدی کاملاً خرد شده بودند و برخی از آنها به دلیل خشک شدن، در اثر حرارت کبود شده بودند. مقصر؟ تک تک قطعات موجود در آن کشو از یک مدل بودند. PDC استاندارد سه پره و مسطح، که به دلیل قیمت مناسب، به صورت عمده سفارش داده شده بود. هیچ کس زحمت بررسی اینکه آیا سازند واقعاً مطابقت دارد یا خیر را به خود نداد.
آن کشو درس بسیار گرانی از یک حقیقت ساده است: یک مته غیرمغزه PDC فقط به اندازه ساختاری که با آن جفت میکنید خوب است. اگر مته را اشتباه جفت کنید، متهها سریعتر از آنکه بتوانید جایگزین سفارش دهید، تمام میشوند. اگر درست جفت کنید، همان طراحی مته میتواند از سه مته ناهماهنگ بیشتر دوام بیاورد.
آرایشهای نرم: آن را بیش از حد پیچیده نکنید
اگر در حال حفاری در خاک رس، گلسنگ یا لایههای زغالسنگ هستید - نوعی زمین که اپراتور دکل میتواند احساس کند مته به سرعت در حال خوردن است و برشها مانند خمیر مرطوب برمیگردند - به هندسه برش عجیب و غریب نیاز ندارید. یک مته PDC سهباله استاندارد با برشهای مسطح، این کار را انجام میدهد و آن را سریع انجام میدهد.
چرا سه بال؟ شیارهای پهنتر برای قطعات فرسوده. در زمینهای نرم، در هر ثانیه تعداد زیادی تراشه تولید میشود و اگر این شیارها نتوانند آنها را به سرعت کافی تخلیه کنند، به جای ایجاد سوراخ، تراشهها دوباره آسیاب میشوند. سه بال حداکثر فاصله را فراهم میکنند. برشدهندههای PDC تخت، تیزترین لبه را برای برش با برش غالب ارائه میدهند و در سازندهای نرم، برش تنها چیزی است که نیاز دارید.
این پیکربندی برای اکثر حفرههای شناسایی آب، حفاری تخلیه گاز در زغال سنگ و اکتشافات کمعمق که در آنها نرخ نفوذ بیش از طول عمر مته اهمیت دارد، ایدهآل است. سرعت میله حفاری خود را ثابت نگه دارید و سیال حفاری خود را روان نگه دارید، در این صورت این متهها از میان سازندهای اندازهگیری زغال سنگ که همگی در طول مسیر جابجا میشوند، عبور خواهند کرد.
سازندهای نیمه سخت: اینجاست که اوضاع جالب میشود
ماسهسنگ، گرانیت هوازده، سنگ آهک - سازندهایی که سنگ شروع به عقبنشینی میکند. این منطقهای است که بسیاری از اپراتورها با استفاده از دستگاههای برش مسطح طراحیشده برای زمین نرم، دچار مشکل میشوند. سطوح مسطح PDC به شدت برخورد میکنند، اما در سنگ سختتر، برش تهاجمی به معنای بارگذاری ضربهای است که دستگاههای برش مسطح به خوبی از عهده آن بر نمیآیند. شما شروع به دیدن تراشههای ریز در امتداد لبه میز الماس میکنید و به محض شروع یک تراشه، آن را گسترش میدهید.
راه حل ساده است: به تیغههای PDC کروی یا گنبدی شکل روی بیاورید. پروفیل منحنی، نیروی ضربه را به جای تمرکز روی یک لبه، در سطح تماس بزرگتری پخش میکند. این روش از نظر نرخ نفوذ خالص به اندازه روش قبلی سریع نیست، اما شما چند ثانیه در هر متر را با کمی زمان که واقعاً سوراخ را تمام میکند، معاوضه میکنید.
برای بدنه مته، از یک طرح چهار باله تقویتشده استفاده کنید. باله اضافی نقاط تکیهگاهی اضافه میکند که مته را هنگام انتقال بین لایههای با سختی متفاوت، پایدار نگه میدارد. در ماسهسنگ و شیل لایهبندیشده، که سختی میتواند در طول یک میله تغییر کند، این پایداری، سوراخ را صاف نگه میدارد و میله مته را از ضربه زدن محافظت میکند.
سازندهای پیچیده و شکسته: وقتی زمین همکاری نمیکند
زمینهای شکافدار با لایههای سخت داخلی، نوع خاصی از سردرد را ایجاد میکنند. مته به یک عدسی سخت برخورد میکند، به پهلو به سمت صفحه شکستگی منحرف میشود و ناگهان گمانه شما از مسیر خود خارج میشود. اینجاست که میله حفاری سنگ، بارهای جانبی را که برای آن طراحی نشده است، تحمل میکند و در اتصالات، سایش تسریع میشود.
یک مته PDC چهار باله با استحکام بالا و هندسه برش ترکیبی - دندانههای PDC کروی برای ناحیه برش اولیه و تیغههای تخت کوچکتر برای محافظت از گیج - بهترین شانس را برای حفظ مسیر در بخشهای شکسته به شما میدهد. نکته کلیدی در اینجا فقط شکل تیغه نیست؛ بلکه تعداد کل نقاط تماس است که مته را در مرکز سوراخ نگه میدارد در حالی که از زمینهای غیرقابل پیشبینی عبور میکند.
پارامترهای حفاری: عواملی که متهها را بیصدا از کار میاندازند
اگر پارامترهای شما درست نباشند، میتوانید مته ایدهآل را برای سازند انتخاب کنید و همچنان آن را در عرض نیم شیفت نابود کنید. نکات مهم این است:
وزن روی بیت. برای اکثر متههای غیرمغزهای PDC در محدوده 75 تا 130 میلیمتر، نیروی وزن (WOB) را بین 5 تا 15 کیلونیوتن نگه دارید. در زیر 5 کیلونیوتن، تیغهها به جای درگیر شدن، سر میخورند - که باعث صیقل دادن میز الماس بدون برش واقعی سنگ میشود. بالای 15 کیلونیوتن، به خصوص در زمینهای سختتر، شما در حال دعوت از خرابی فاجعهبار تیغه هستید. من اپراتورها را دیدهام که به دلیل کاهش نرخ نفوذ، فشار را زیاد کردهاند، بدون اینکه متوجه شوند مته از قبل کند بوده است. وزن بیشتر روی یک مته کند، فقط تیغهها را از جا میکند.
سرعت چرخش. ۱۵۰ تا ۴۰۰ دور در دقیقه اکثر کاربردها را پوشش میدهد. انتهای سریعتر این محدوده در زمینهای نرم و همگن که تجمع گرما نگرانکننده نیست، کار میکند. در سازندهای سختتر، آن را پایینتر نگه دارید. دور در دقیقه بالا به همراه وزن مخصوص بالا (WOB) برابر است با فرار حرارتی در سطح برش - الماس PDC در دمای بالاتر از ۳۵۰ درجه سانتیگراد شروع به تخریب میکند و بدون خنکسازی کافی، در عرض چند ثانیه به آن آستانه خواهید رسید.
هرگز خشک نشوید. این مورد بدیهی به نظر میرسد، اما بیش از آنچه هر کسی بخواهد اعتراف کند، اتفاق میافتد. یک لحظه از دست دادن جریان همسطح در حین تعویض میله، و مته به چرخش در برابر سنگ خشک ادامه میدهد. برشدهندههای PDC بدون خنککننده به سرعت از کار میافتند. بدون آب، بدون هوا - مته هم وجود ندارد. قبل از اینکه وزن خود را روی مته قرار دهید، هر بار مطمئن شوید که محیط همسطح شما جریان دارد.
زنده نگه داشتن بیتها بین سوراخها
یک مته PDC که به درستی نگهداری شود، میتواند قبل از اینکه واقعاً کار کند، چندین چرخه تیز کردن مجدد را طی کند. پس از کشیدن مته، آن را با آب بشویید - گل و لای خشک شده و گرد و غبار سنگ باقی مانده در آبراهها، بدنه فولادی را میخورند و جریان مایع خنک کننده را در حرکت بعدی مسدود میکنند. اتصالات رزوه بین مته و میله مته به یک لایه نازک از ضد گیرش یا بازدارنده زنگ زدگی نیاز دارند. گیرش اتصال در ته یک سوراخ عمیق، کاری است که هیچ کس نمیخواهد انجام شود.
سطوح برش را زیر نور خوب بررسی کنید. اگر سایش ناهمواری مشاهده کردید - مثلاً برشهای گیج بیرونی فرسوده شدهاند اما برشهای مرکزی نو به نظر میرسند - این به شما چیزی در مورد تنظیمات پارامتر یا انتقال شکلگیری شما میگوید. بر این اساس تنظیم کنید. لبپریدگی جزئی روی برشهای تکی به این معنی نیست که مته قراضه است. آن برشها را میتوان به صورت جداگانه تعویض کرد و مته میتواند با کسری از هزینه یک برش جدید دوباره به کار گرفته شود.
نکته آخر: متههای غیرمغزی PDC یکبار مصرف نیستند. آنها ابزارهایی هستند که توجه را پاداش میدهند و بیتوجهی را مجازات میکنند. مته مناسب را برای زمین انتخاب کنید، آن را درون پوشش خود قرار دهید و بعد از هر سوراخ آن را تمیز کنید. این کار را انجام دهید و دیگر کشوها را با متههای بیمصرف پر نخواهید کرد.
