Wiertła to narzędzia do wierceń rdzeniowych w górnictwie oraz na polach wiertniczych ropy i gazu, bezpośrednio określające wydajność wiercenia, koszty i bezpieczeństwo operacyjne. Różne warunki geologiczne (takie jak formacje miękkie, skały twarde oraz formacje ropy i gazu zamkniętego) oraz cele wiertnicze (takie jak górnictwo odkrywkowe, głębokie wydobycie ropy i gazu oraz badania geologiczne) stawiają znacząco różne wymagania dotyczące konstrukcji, materiałów i wydajności wierteł. Obecnie do głównych wierteł górniczych i naftowo-gazowych zaliczają się głównie wiertła stożkowe, wiertła PDC, wiertła wciągane, wiertła diamentowe itp. Wśród nich wiertła z węglikiem wolframu jako materiałem rdzenia stanowią ponad 90% zastosowań średniej i wysokiej klasy ze względu na ich bardzo wysoką twardość i odporność na zużycie. W tym artykule zastosowano prosty język i przejrzyste tabele, aby przedstawić charakterystykę strukturalną, zakres zastosowania i podstawowe zalety różnych wierteł, pomagając praktykom w branży szybko zidentyfikować odpowiednie scenariusze dla różnych wierteł i poprawić dokładność wyboru.
Wiertło stożkowe jest najczęściej stosowanym typem wiertła w górnictwie oraz na polach naftowo-gazowych. Jej nazwa pochodzi od obrotowych stożków (zwykle 3) zainstalowanych w dolnej części wiertła. Powierzchnia stożków jest inkrustowana zębami z węglika spiekanego węglikiem wolframu, które kruszą skałę poprzez walcowanie i zagęszczanie stożka.
| Charakterystyka podstawowa | Konkretne wyjaśnienie |
|---|---|
| Projekt konstrukcyjny | Składa się ze stożków, nóg, łożysk, dysz i innych elementów. Stożki mogą obracać się o 360°, a zęby z węglika wolframu są rozmieszczone pod określonymi kątami. |
| Zasada działania | Podczas wiercenia stożki obracają się wraz z wiertłem, a zęby z węglika wolframu kruszą skałę poprzez zagęszczanie i uderzenia. Jednocześnie dysze wtryskują płyn wiertniczy w celu schłodzenia powierzchni zęba i przepłukania zwiercin. |
| Materiał rdzenia | Zęby stożkowe: węglik spiekany YG8/YG10 z węglika wolframu (twardość HRA ≥90); korpus stożka: stal stopowa. |
| Scenariusze zastosowań | Górnictwo: usuwanie odkrywek z kopalń, podziemne wydobycie węgla, wiercenie rud metali (odpowiednie dla formacji miękkich i średnio twardych, takich jak glina, piaskowiec i wapień); Ropa i gaz: Wiercenie powierzchniowe i w warstwie środkowej odwiertów ropy i gazu (odpowiednie dla konwencjonalnych formacji, takich jak mułowiec i ciasny piaskowiec). |
| Podstawowe zalety | Duża odporność na uderzenia, możliwość dostosowania do złożonych formacji, niski wskaźnik awaryjności i wydłużona żywotność dzięki wymianie zębów z węglika wolframu. |
| Ograniczenia | Niska wydajność wiercenia w twardych formacjach skalnych (takich jak granit); łożyska są podatne na zużycie podczas obrotów z dużą prędkością. |
Wiertło PDC to wiertło o wysokiej wydajności, które szybko zyskało popularność w ciągu ostatnich 20 lat. Jego powierzchnia jest inkrustowana polikrystaliczną wypraską diamentową (zęby PDC, których podłożem jest węglik wolframu, a warstwą tnącą jest diament). Jest to wiertarka „tnąca” pozbawiona ruchomych części.
| Charakterystyka podstawowa | Konkretne wyjaśnienie |
|---|---|
| Projekt konstrukcyjny | Korpus wiertła wykonany jest ze stali stopowej, a powierzchnia robocza jest wyłożona wieloma zębami PDC (3-20 zębów w zależności od modelu). Dysze są przystosowane do wtryskiwania płuczki wiertniczej. |
| Zasada działania | Podczas wiercenia zęby PDC kruszą skałę poprzez cięcie ślizgowe. Warstwa diamentu odpowiada za cięcie, a podłoże z węglika wolframu zapewnia wsparcie i wytrzymałość. |
| Materiał rdzenia | Zęby PDC: materiał kompozytowy diament + węglik wolframu; korpus wiertła: stal stopowa; dysze: węglik wolframu, węglik spiekany. |
| Scenariusze zastosowań | Górnictwo: wiercenie szybów w dużych kopalniach, wydobycie metanu z pokładów węgla (odpowiednie dla formacji średnio-twardych, takich jak zwięzłe piaskowce i łupki); Ropa i gaz: Wysokowydajne wiercenie gazu łupkowego i odwiertów ropy zamkniętej (odpowiednie dla formacji ciągłych bez dużego żwiru). |
| Podstawowe zalety | Wydajność wiercenia jest 2-5 razy większa niż w przypadku wierteł stożkowych. Materiał kompozytowy węglik wolframu i diament ma wyjątkowo dużą odporność na zużycie i długą żywotność. |
| Ograniczenia | Słaba odporność na uderzenia; nie nadaje się do skomplikowanych formacji z dużym żwirem i rozwiniętymi pęknięciami, a zęby PDC są podatne na odpryskiwanie. |
Wiertło wciągane to najprostszy rodzaj wiertła, używany głównie do szybkiego wiercenia w miękkich formacjach. Jego nazwa pochodzi od krawędzi tnących w kształcie skrobaka na dole.
| Charakterystyka podstawowa | Konkretne wyjaśnienie |
|---|---|
| Projekt konstrukcyjny | Składa się z korpusu wiertła, skrobaków i dysz. Zgarniaki to długie paski, równomiernie rozmieszczone na obwodzie wiertła. |
| Zasada działania | Podczas wiercenia zgarniaki obracają się, aby przeciąć skałę (podobnie jak „strugane drewno”), a płuczka wiertnicza wypłukuje zwierciny przez dysze. |
| Materiał rdzenia | Krawędzie tnące zgarniaczy są inkrustowane paskami z węglika spiekanego węglika wolframu (w celu zwiększenia odporności na zużycie); korpus wiertła wykonany jest ze stali węglowej lub stali stopowej. |
| Scenariusze zastosowań | Górnictwo: wiercenie w płytkiej glinie i luźnym piaskowcu (np. studnie wodne i eksploracja małych kopalń); Ropa i gaz: Wiercenie powierzchniowe w miękkich formacjach odwiertów naftowych i gazowych (takich jak powierzchniowe warstwy gliny i piasku). |
| Podstawowe zalety | Prosta konstrukcja, niski koszt, duża prędkość wiercenia i wygodna konserwacja (krawędzie z węglika wolframu można bezpośrednio wymienić). |
| Ograniczenia | Nadaje się tylko do miękkich formacji; zgarniacze są podatne na zużycie i odkształcenia w twardych formacjach lub formacjach żwironośnych. |
Wiertła diamentowe są specjalnie zaprojektowane do twardych skał i wiercenia z dużą precyzją. Dzielą się na diamenty naturalne i diamenty syntetyczne. Podstawowym elementem tnącym jest diament, a podłoże wykonane jest głównie z węglika wolframu.
| Charakterystyka podstawowa | Konkretne wyjaśnienie |
|---|---|
| Projekt konstrukcyjny | Podłożem wiertła jest korpus ze spieku węglika wolframu, a powierzchnia jest inkrustowana naturalnymi lub syntetycznymi cząstkami diamentu. Niektóre modele są wyposażone w kanały chłodzące. |
| Zasada działania | Wykorzystując bardzo wysoką twardość diamentu (twardość Mohsa 10) do cięcia i szlifowania twardych skał, podłoże z węglika wolframu zapewnia ogólną wytrzymałość wiertła. |
| Materiał rdzenia | Warstwa tnąca: Diament naturalny/syntetyczny; podłoże: węglik spiekany węglik wolframu; część łącząca: stal stopowa. |
| Scenariusze zastosowań | Górnictwo: wiercenie w skałach twardych rud metali (takich jak granit i bazalt), badania geologiczne metodą rdzeniową; Ropa i gaz: wiercenie w twardych formacjach bardzo głębokich odwiertów naftowych i gazowych (takich jak formacje skał krystalicznych). |
| Podstawowe zalety | Niezwykle wysoka wydajność wiercenia w twardej skale; największa odporność na zużycie spośród wszystkich wierteł; wysoka precyzja wiercenia (odpowiednia do operacji rdzeniowych). |
| Ograniczenia | Wysoki koszt, słaba odporność na uderzenia; nie nadaje się do formacji żwirowych lub spękanych, a diamenty są podatne na odpadanie. |
Wiertła rdzeniowe to specjalistyczne wiertła służące do pozyskiwania podziemnych próbek skał. Mają zarezerwowany kanał wiertniczy w konstrukcji, który może pobierać próbki rdzenia podczas wiercenia do analiz geologicznych.
| Charakterystyka podstawowa | Konkretne wyjaśnienie |
|---|---|
| Projekt konstrukcyjny | Środek wiertła stanowi wydrążony kanał rdzeniowy, a krawędź tnąca jest pierścieniowa (inkrustowana węglikiem wolframu lub diamentem). Wyposażone są w kanały chłodzące i odprowadzające wióry. |
| Zasada działania | Pierścieniowa krawędź tnąca kruszy zewnętrzny okrąg skały, a rdzeń zostaje zatrzymany w wydrążonym kanale i wyniesiony za pomocą wiertła. |
| Materiał rdzenia | Krawędź tnąca: węglik spiekany węglik wolframu lub diament; korpus wiertła: stal stopowa. |
| Scenariusze zastosowań | Górnictwo: Badania geologiczne, drążenie rud metali i rud niemetali; Ropa naftowa i gaz: Wstępne wiercenie, badania geologiczne i analiza złóż, rdzeniowanie odwiertów ropy i gazu. |
| Podstawowe zalety | Potrafi dokładnie uzyskać próbki rdzenia; krawędź skrawająca wykonana jest z węglika wolframu, o dużej odporności na zużycie i wysokiej integralności rdzenia. |
| Ograniczenia | Niższa wydajność wiercenia w porównaniu do wierteł konwencjonalnych; nadaje się tylko do operacji rdzeniowych, a nie do wierceń górniczych na dużą skalę. |
| Wymiar porównawczy | Kluczowe punkty przy wyborze wiertła górniczego | Kluczowe punkty przy wyborze wierteł do ropy i gazu |
|---|---|---|
| Charakterystyka formacji | Przeważnie spękane i żwironośne formacje; wysokie wymagania dotyczące udarności wiertła. | Przeważnie formacje ciągłe; wysokie wymagania dotyczące odporności wiertła na zużycie i wydajności wiercenia. |
| Podstawowe wymagania | Możliwość dostosowania do złożonej geologii, niski wskaźnik awaryjności, niskie koszty konserwacji (w niektórych scenariuszach zęby z węglika wolframu można wymienić na miejscu). | Wysoka wydajność wiercenia, długa żywotność (zmniejszenie częstotliwości wyłączania), przystosowanie do warunków wiercenia pod wysokim ciśnieniem. |
| Typy mainstreamowe | Bity rolkowe (60% udziału w rynku), Bity PDC (30% udziału w rynku), Bity rdzeniowe (do poszukiwań). | Wiertła PDC (70% udziału w rynku), wiertła stożkowe (25% udziału w rynku), wiertła diamentowe (do studni ultragłębokich). |
| Wymagania materiałowe | Skoncentruj się na wytrzymałości materiałów z węglika wolframu (odporność na uderzenia), takich jak YG15 (wysoka zawartość kobaltu, duża wytrzymałość). | Skoncentruj się na materiałach kompozytowych z węglika wolframu i diamentu (odporność na zużycie + wysoka wydajność), takich jak zęby PDC i diamentowe warstwy tnące. |
| Typowe specyfikacje | Średnica mała do średniej (6-17½ cala), odpowiednia do sprzętu wiertniczego w kopalniach. | Średnica średnia do dużej (8½-20 cali), odpowiednia do platform wiertniczych ropy i gazu. |
Sprawdź twardość formacji:
Wyjaśnij cel wiercenia:
Weź pod uwagę koszt użytkowania:
Podstawą wyboru wierteł górniczych i naftowo-gazowych jest zrównoważenie „charakterystyki formacji + wymagań wiertniczych + budżetu kosztów”: świdry walcowo-stożkowe to „stabilny wybór” w przypadku złożonych formacji, wiertła PDC to „główna siła” w przypadku operacji o wysokiej wydajności, wiertła diamentowe to „specjalistyczny wybór” w przypadku twardych formacji skalnych, a świdry wleczone to „ekonomiczny wybór” w przypadku miękkich formacji. Niezależnie od typu wiertła, rdzeniem jest węglik wolframu, który poprawia odporność na zużycie i żywotność. Jako specjalista w branży węglika wolframu zalecamy skupienie się na gatunku materiału z węglika wolframu w elementach skrawających (takim jak zawartość kobaltu i wielkość ziaren) podczas zalecania wierteł i dokładne dopasowanie ich do raportu formowania klienta i potrzeb operacyjnych.
Jeśli chcesz polecić modele wierteł i konfiguracje materiałów z węglika wolframu dla konkretnych scenariuszy (takich jak wiercenie w skałach twardych w kopalni lub wiercenie gazu łupkowego na polach naftowo-gazowych), skontaktuj się z nami w celu uzyskania niestandardowych rozwiązań, które pomogą poprawić wydajność wiercenia oraz zmniejszyć koszty eksploatacji i konserwacji.
Osoba kontaktowa: Mrs. Lilian
Tel: +86 159 280 92745
Faks: 86-028-67230808
Polish
