Otwornice stożkowe są niezbędnymi narzędziami w wierceniach naftowych i gazowych, górnictwie oraz eksploracji geologicznej, a rozmiary dysz odgrywają kluczową rolę w dynamice płynów, wydajności cięcia i trwałości wiertła. Wybór odpowiedniego rozmiaru dyszy zapewnia optymalny przepływ błota, usuwanie urobku skalnego i rozpraszanie ciepła. Ten artykuł przedstawia kompleksową tabelę referencyjną typowych rozmiarów dysz do otwornic stożkowych, popartą scenariuszami zastosowań i wytycznymi dotyczącymi doboru.
Zrozumienie dysz otwornic stożkowych
Dysze w otwornicach stożkowych są zaprojektowane tak, aby kierować płyn wiertniczy o dużej prędkości (błoto) w kierunku czoła otworu, pomagając w:
- Chłodzeniu wiertła i zmniejszaniu zużycia
- Wypłukiwaniu urobku z obszaru wiercenia
- Zwiększaniu wydajności fragmentacji skał
Kluczowe parametry doboru rozmiaru dyszy obejmują:
- Średnica otworu: Bezpośrednio wpływa na natężenie przepływu i spadek ciśnienia
- Współczynnik przepływu (Cv): Mierzy zdolność przepływu płynu
- Twardość materiału: Określa odporność na erozję spowodowaną ściernym błotem
Typowe rozmiary i specyfikacje dysz
Poniższa tabela przedstawia najczęściej używane rozmiary dysz do otwornic stożkowych, podzielone według średnicy otworu, charakterystyki przepływu i typowych zastosowań:
| Kod rozmiaru dyszy | Średnica zewnętrzna dyszy (mm) | Długość montażowa dyszy (mm) | Średnica wylotu dyszy (mm) | Odpowiednie rozmiary wierteł trójstożkowych (cale) | Odpowiednie rozmiary wierteł trójstożkowych (mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| S0 | 18.12 | 15.96 | 6-14 | 3 1/2 - 4 | 88.9-101.6 |
| S1 | 20.3 | 17.48 | 6-14 | 4 1/8 - 5 3/4 | 104.8-146.1 |
| S2 | 23.5 | 19.05 | 6-16 | 5 7/8 - 7 3/8 | 149.2-187.3 |
| S3 | 29.74 | 20.62 | 6-22 | 7 1/2 - 8 1/4 | 190.5-209.6 |
| S4 | 32.89 | 26.97 | 6-22 | 8 3/8 - 14 5/8 | 212.7-349.3 |
| S5 | 40.84 | 26.97 | 6-22 | 14 3/4 - 26 | 374.7-914.4 |
| SC2 | 23.5 | 26 | 6-14 | 8 3/8 - 11 | 212.7-279.4 |
| SC4 | 32.89 | 35.32 | 6-22 | 11 5/8 - 17 1/2 | 395.3-914.4 |
Podział zastosowań serii dysz
Seria RC-100: Wiercenie lekkie
Idealne do płytkich otworów w miękkich formacjach, mniejszy otwór RC-100 (6,35–10 mm) równoważy prędkość płynu i ciśnienie, zapobiegając nadmiernemu zużyciu w warunkach niskiego naprężenia. Powszechne w wierceniach studni i płytkiej eksploracji ropy naftowej.
Seria RC-200: Operacje średnioobciążeniowe
Seria RC-200 pasuje do wierceń średniej głębokości w łupkach lub dolomitach, z otworami 10,5–15 mm zapewniającymi optymalny przepływ w celu usunięcia urobku bez pogorszenia stabilności wiertła. Szeroko stosowane w lądowych polach naftowych i gazowych.
Seria RC-300: Wiercenie w twardych skałach o dużym obciążeniu
Zaprojektowane do formacji skalnych, diamentowy materiał WC RC-300 jest odporny na erozję spowodowaną ściernym granitem lub bazaltem. Otwory o średnicy 15,5–20 mm wspomagają przepływ błota pod wysokim ciśnieniem (1000+ psi) w celu wydajnej fragmentacji skał.
Seria RC-400: Otwory o dużej średnicy
Zaprojektowane do wierteł o średnicy 12,25+ cali, większe otwory RC-400 (20,5–25 mm) obsługują duży przepływ błota w miękkich osadach, powszechnie stosowane w wierceniach przybrzeżnych lub projektach rurociągów o dużej średnicy.
Seria RC-500: Zastosowania specjalistyczne
Dzięki kompozytowej konstrukcji ceramicznej, RC-500 jest odporny na degradację chemiczną w korozyjnym błocie, co czyni go odpowiednim do wierceń głębinowych lub projektów geotermalnych z płynami o wysokiej temperaturze.
Kluczowe czynniki przy doborze rozmiaru dyszy
1. Twardość formacji
- Miękkie formacje (piaskowiec): Wybierz mniejsze dysze (RC-100, 6,35–10 mm) dla kontrolowanego przepływu.
- Twarde formacje (granit): Wymagają większych dysz (RC-300, 15,5–20 mm) dla błota o dużej prędkości w celu zwiększenia kruszenia skał.
2. Właściwości płynu wiertniczego
- Błoto o wysokiej lepkości: Większe dysze (RC-400/500) zapobiegają nadmiernemu spadkowi ciśnienia.
- Błoto o niskiej lepkości: Mniejsze dysze (RC-100/200) utrzymują wystarczającą prędkość do usuwania urobku.
3. Rozmiar i typ wiertła
- Małe wiertła (4,5–8,5 cala): Użyj serii RC-100/200 (otwory 6,35–15 mm).
- Duże wiertła (12,25+ cala): Wymagają serii RC-400/500 (otwory 20,5+ mm) dla zrównoważonego rozkładu przepływu.
4. Ciśnienie robocze
- Systemy wysokociśnieniowe (1500+ psi): Wybierz dysze pokryte diamentem (RC-300), aby zapobiec erozji.
- Konfiguracje niskociśnieniowe (500–1000 psi): Dysze z węglika lub stali (RC-100/400) są opłacalne.
Wskazówki dotyczące konserwacji w celu zapewnienia trwałości dysz
- Regularna kontrola: Sprawdzaj zużycie, pęknięcia lub zatory po każdym wierceniu.
- Filtracja błota: Używaj filtrów o wysokiej wydajności, aby zmniejszyć ilość cząstek ściernych w płynie.
- Ochrona podczas przechowywania: Przechowuj dysze w tulejach antykorozyjnych, aby zapobiec rdzewieniu w wilgotnym środowisku.
- Sprawdzanie wyrównania: Upewnij się, że dysze są prawidłowo osadzone, aby uniknąć nierównomiernego przepływu i wibracji wiertła.
Wnioski
Wybór odpowiedniego rozmiaru dyszy do otwornic stożkowych ma kluczowe znaczenie dla optymalizacji wydajności wiercenia i obniżenia kosztów operacyjnych. Dopasowując specyfikacje dysz (np. RC-100 dla miękkich formacji, RC-300 dla twardych skał) do rodzaju formacji, właściwości błota i rozmiaru wiertła, operatorzy mogą poprawić usuwanie urobku, wydłużyć żywotność wiertła i zminimalizować przestoje. Aby uzyskać niestandardowe rozwiązania dysz lub wsparcie techniczne, skontaktuj się z naszymi ekspertami od narzędzi wiertniczych, aby znaleźć idealne rozwiązanie dla wymagań Twojego projektu.