Co to jest TCI Tricone Drill Bit: Ultimate Guide to Hard Rock Drilling Technology

Wprowadzenie

W świecie technologii wiercenia niewiele innowacji wywarło tak znaczący wpływ jak wiertarka TCI (Tungsten Carbide Insert).Ten cud inżynieryjny zrewolucjonizował operacje wiertnicze w różnych gałęziach przemysłu, od poszukiwań ropy naftowej i gazu po wiercenie studni wodnych i wydobycie.

Trikonówki TCI stanowią znaczący postęp w porównaniu z konwencjonalnymi wiertarkami, specjalnie zaprojektowanymi do radzenia sobie z najbardziej wymagającymi formacjami z bezprecedensową wydajnością.Podczas gdy standardowe stalowe zęby mogą walczyć z trudnymi, formacje ścierające, TCI trikoniki zawierają wkładki z węglanu wolframu, które znacznie zwiększają trwałość i wydajność wiercenia.

Ewolucja wiertników trikonów sięga początku XX wieku, z pierwszym dwukątkowym wiertnikiem opatentowanym w 1909 roku,Następnie wprowadzono technologię trikonów 24 lata później.W dzisiejszych czasach te odłamki stały się standardem przemysłowym w wielu zastosowaniach wiertniczych, przy czym ciągłe ulepszania zwiększają ich wydajność i niezawodność5.

Jak działają wiertarki TCI Tricone

Podstawowy projekt i komponenty

Tricone bity TCI posiadają wyrafinowaną konstrukcję składającą się z trzech obracających się stożków wyposażonych w wkładki z węglanu wolframu rozmieszczone w określonych wzorach w celu optymalizacji wydajności cięcia.Każdy stożek obraca się na precyzyjnych łożyskach, pracując razem, aby rozbić formacje skalne poprzez połączenie akcji kruszenia, szczelinowania i obcinania.

Korpus bitów, zazwyczaj wykonany z stali stopowej o wysokiej wytrzymałości, mieści trzy stożki i zapewnia niezbędną integralność konstrukcyjną, aby wytrzymać ekstremalne siły wiercenia.Strategiczne umieszczenie wkładów węglanu wolframu zależy od zamierzonego zastosowania i specyficznych charakterystyk formowania, do których jest przeznaczony bit9.

Rola wkładek z węglanu wolframu

Cechą charakterystyczną kawałków TCI są wkładki z węglanu wolframu, które są znacznie twardsze i bardziej odporne na zużycie niż konwencjonalne zęby ze stali.Te wkładki są wciskane w precyzyjnie wierzone otwory na powierzchni stożka, tworząc niezwykle trwałą powierzchnię cięcia, która utrzymuje ostrość znacznie dłużej niż tradycyjne materiały.

Geometria tych wkładek różni się w zależności od zastosowania:

• Wkładki w kształcie suszu są zazwyczaj stosowane do miękkich do średnich formacji

• Do twardszych, bardziej ścierających formacji stosowane są stożkowe lub półkułowe wkładki

• Zwiększone wkładki zabezpieczające prześcieradła są strategicznie umieszczane na piętach stożków w celu utrzymania średnicy otworu i stabilności biegów34

Systemy łożyska i technologia uszczelniająca

Nowoczesne bity trikonów TCI zawierają zaawansowane systemy łożysk, które są kluczowe dla ich wydajności i długowieczności.

• Wzornictwo łożysk rolkowych z dwoma powierzchniami napędowymi do dużej ładowności

• Systemy łożyska tarcia umożliwiające większe obciążenia przy zwiększonej prędkości obrotowej

• Zespół łożysk z wykorzystaniem pierścieni O HNBR, optymalnej kompresji uszczelniającej i zgiętych struktur uszczelniających w celu zwiększenia wydajności uszczelniającej

• Systemy kompensacji ciśnienia z tłuszczem wysokiej jakości, które znacząco poprawiają niezawodność smaru34

W przypadku ekstremalnych zastosowań niektóre specjalistyczne kawałki TCI posiadają metalowe uszczelniacze twarzy i kompozytowe łożyska rolkowo-dziennikowe utworzone przez rolki i łukowe przesuwki ustawione w kolejnych wzorach.Te zaawansowane systemy łożysk mogą wytrzymać wysokie obroty i wysokie obciążenia, oferując jednocześnie większą odporność na uderzenia, zapewniając dłuższą żywotność w warunkach wymagających parametrów wiertniczych6.

Rodzaje TCI Tricone Bits i ich zastosowania

Tricone bity TCI są zaprojektowane dla określonych typów formacji i warunków wiercenia.

Bity TCI o miękkiej formacji

Zaprojektowane do formacji o niskiej wytrzymałości uciskowej, te kawałki maksymalnie zwiększają przesunięcie stożka i charakteryzują się dużymi średnicami, wysokim wybrzeżem wtyczek węglowodorów.Głębokie połączenie pomiędzy rzędami zapobiega rozkładowi w lepkich formacjach9.

Bity TCI o średniej formacji

W tych kawałkach umieszczone są wstawki z węglanu wolframu w kształcie dłuta na wewnętrznych, zewnętrznych i piętach.Projekt ten zapewnia szybkie prędkości wiercenia przy jednoczesnym zwiększeniu trwałości konstrukcji cięcia w formacjach o średniej twardości9.

Bity TCI o średnio twardym tworzeniu

Dzięki wytrzymałym, dębowymi wkładkom z węglika na rzędach pięt i stożkowym wkładkom na rzędach wewnętrznych, te drążki zapewniają zwiększoną prędkość wiertniczą i zwiększoną trwałość konstrukcji cięcia9.

Bity TCI twardych form

Wykonane do wiercenia twardych i ścierających formacji, te kawałki wykorzystują odporne na zużycie wkładki z węglanu wolframu na rzędach miernika, aby zapobiec zużyciu kawałka.Maksymalna liczba półkularnych wkładów na rząd zapewnia trwałość i długowieczność cięcia9.

Tabela: Aplikacje TCI Tricone Bit według typu formacji

Specyfikacje techniczne i normy przemysłowe

TCI tricone bits manufactured by industry leaders like ROSCHEN GROUP conform to API (American Petroleum Institute) standards and are classified using the IADC (International Association of Drilling Contractors) code system, który pomaga wiercą wybrać odpowiedni bit dla konkretnych typów formacji35.

Zakres wielkości i połączenia

Tricone bity TCI są dostępne w szerokim zakresie rozmiarów, aby spełnić różne wymagania wiertnicze:

• Niewielkie średnice: od 37⁄8" do 61⁄4" do zastosowań pilotażowych i użytkowych

• Średnie średnice: od 61⁄2" do 121⁄4" dla studni wodnych, wierceń geotechnicznych oraz niektórych zastosowań naftowych i gazowych

• Duże średnice: od 121⁄2" do 30" dla dużych studni wodnych, wierceń naftowych i gazowych oraz zastosowań specjalnych5

Te bity są dostarczane z różnymi typami połączeń w zależności od wielkości:

Tabela: Standardowe połączenia bitów TIC Tricone według wielkości

Źródło: 5

Zalety wiertarki TCI Tricone

Większa trwałość i odporność na zużycie

Główną zaletą trikonów TCI jest ich wyjątkowa odporność na zużycie w formacjach ścierających.znacząco przedłuża życie bitów i zmniejsza czas przestojów w przypadku zmian bitów39.

Poprawa wskaźnika penetracji (ROP)

Bity TCI są zaprojektowane w celu optymalizacji wydajności wiercenia w formacjach docelowych.Strategiczne umieszczenie wkładów tworzy optymalny rozmiar szczepu, który można łatwo oczyścić i transportować w celu szybszego wierceniaNiektóre zaawansowane konstrukcje posiadają struktury losowe cięcia, które zmniejszają drgania i zwiększają szybkość penetracji poprzez usuwanie więcej formacji na obrót niż inne cięcia w przemyśle1.