Как решить проблему забивания бит, вызванную плохим удалением обрезков при бурении глубоких скважин с использованием штанговых молотов?
2025.03.06Шандике исон
Вот подробное решение, касающееся проблемы заедания бит из-за неэффективного удаления стружки в операциях глубокого бурения, включая проектирование оборудования, эксплуатационные параметры, геологическую адаптивность и практики обслуживания:
I. Оптимизация проектирования системы удаления стружки
- Обеспечьте адекватное воздушное давление и объем
- Сопоставление воздушных компрессоровВыберите компрессоры с достаточным объемом воздуха (≥12–25 м³/мин) и давлением (1,0–2,5 МПа) в зависимости от диаметра и глубины отверстий. Используйте несколько компрессоров параллельно для глубоких отверстий.
- Уплотнение трубопроводовПроверьте соединения бурильных труб и трубопроводов на наличие утечек. Усовершенствуйте герметизацию с помощью уплотнительных колец или герметиков.
- Воздушное распределениеИспользуйте двустенные буровые трубы (специфические для DTH молотов), где внутренняя труба подает воздух под высоким давлением, а кольцевое пространство между трубами освобождает от породы, что улучшает эффективность транспортировки обломков.
- Улучшить дизайн канала битовых срезов
- Увеличить каналы резкиВыбирайте сверла с широкими, глубокими спиралями (например, параболическими или спиральными дизайнами), чтобы предотвратить накопление мусора.
- Оптимизированная компоновка карбидных кнопокПрименяйте ступенчатые или перекрывающиеся расположения кнопок, чтобы минимизировать образование мелкой пыли от повторного дробления горных пород.
- Центральный дизайн самолетаУстановите сопла высокого давления в центре долота для прямой подачи воздуха на дно скважины, предотвращая образования засоров.
II. Корректировка операционных параметров
- Скорость вращения и контроль давления тяги
- Стратегия низких оборотовСнижайте скорость вращения (например, 20–40 об/мин) в твердых породах, чтобы избежать коагуляции мелкого порошка; умеренно увеличивайте скорость в мягких formations.
- Сопоставление давления тягиДинамически регулируйте тягу с помощью гидравлических систем, чтобы предотвратить перегрузку и блокировку каналов для резки.
- Переменное поднятие штанги для очистки от выбросов
- Поднимайте бурильный стержень на 10–20 см каждые 0,5–1 м проникновения, чтобы позволить высоконапорному воздуху тщательно промыть дно отверстия, избегая чрезмерного накопления мусора.
III. Геологические меры адаптивности
- Управление сложными формациями
- Водонасыщенные/Глинистые СлоиВводите пенящиеся агенты или полимеры, чтобы снизить вязкость обрезков и повысить эффективность транспортировки воздуха.
- Сломанные зоныИспользуйте низкое воздушное давление (чтобы предотвратитьCollapse) с частым подъёмом штока короткого хода (например, каждый 0,3 м).
- Управление открытием отверстий
- Установите пылеулавливатели или циклонные сепараторы на устье отверстия, чтобы оперативно удалять выброшенные обломки и предотвращать повторные блокировки.
IV. Вспомогательные технологии
- В injection воды с пеной/туманом
- Впрыскивайте распыленную воду или пенные агенты (концентрация 1%–3%) через буровые штанги, чтобы увлажнить шлам, снизить количество пыли и увеличить вес обломков для их более легкого удаления.
- Удаление стружки с помощью вибрации
- Установите высокочастотные вибраторы (50–100 Гц) на верхней части буровых труб для ослабления прилипшего мусора на стенках скважины и содействия эвакуации.
V. Обслуживание и мониторинг
- Управление износом бит
- Регулярно проверяйте износ карбидных кнопок (заменяйте, если износ превышает 1/3 высоты) и ремонтируйте/заменяйте долота с деформированными каналами для резки.
- Системы мониторинга в реальном времени
- Оснастите датчиками давления воздуха и счетчиками глубины. Запускайте сигналы тревоги и автоматические подсказки подъема при резком увеличении давления (>10% выше заданного значения) или резком падении скорости проникновения.
- Планово-предупредительное обслуживание
- Чистите внутренности буровых стержней после каждой смены и проводите тестирование эффективности компрессора раз в месяц, чтобы обеспечить свободный поток воздуха.
VI. Протоколы реагирования на чрезвычайные ситуации
- Начальное глушениеОстановите бурение немедленно, переверните вращение, медленно поднимите штангу и увеличьте подачу воздуха для промывки.
- Сильное подавление сигналаВнесите смазочную суспензию (например, смесь дизельного топлива и бентонита), пропитайте в течение 1–2 часов, затем попытайтесь выполнить извлечение с помощью вибрации.
Резюме
Оптимизация дизайна оборудования, уточнение операционных параметров, адаптация к геологическим условиям и усиление мониторинга обслуживания могут решить проблемы с удалением бурового шлама. Практические применения требуют гибких настроек в зависимости от глубины скважины (>20 м требует более высокого давления), типа породы (гранит, сланец и т.д.) и комплексного технического подхода для минимизации рисков заедания и повышения эффективности бурения более чем на 30%.
