ડ્રિલિંગ સ્પીડ-વધારવાના સાધનો પર સંશોધન

હાલમાં, ડ્રિલિંગ સ્પીડ વધારવાના સાધનો મુખ્યત્વે બે શ્રેણીઓમાં વિભાજિત થાય છે: યાંત્રિક પ્રકાર અને હાઇડ્રોલિક પ્રકાર. યાંત્રિક સાધનો અસર બળ ઉત્પન્ન કરવા માટે વેઇટ ઓન બીટ (WOB) નો ઉપયોગ કરે છે, જે સખત રચનાઓમાં ખડકો તોડવાની કાર્યક્ષમતામાં અસરકારક રીતે સુધારો કરે છે, પરંતુ મજબૂત કંપન, ઉચ્ચ ઉર્જા વપરાશ અને સરળ થાક નુકસાન જેવી સમસ્યાઓ છે. હાઇડ્રોલિક સાધનો ઇમ્પેક્ટ હેમર ચલાવવા માટે ડ્રિલિંગ પ્રવાહીનો ઉપયોગ કરે છે, ખડકો તોડવા માટે અસર, પરિભ્રમણ અને જેટને જોડે છે. ઘૂંસપેંઠ દર (ROP) વધારવા, કૂવાના વિચલનને નિયંત્રિત કરવામાં અને બીટ લાઇફ વધારવામાં તેમના નોંધપાત્ર ફાયદા છે, પરંતુ સામાન્ય રીતે સિંગલ ઇમ્પેક્ટ ફ્રીક્વન્સી અને વિવિધ રચનાઓની જરૂરિયાતોને અનુકૂલન કરવામાં મુશ્કેલી જેવી સમસ્યાઓ હોય છે.

ઇમ્પેક્ટ ડ્રિલિંગ ટેકનોલોજી મુખ્યત્વે ક્રિયાના મોડ અનુસાર ત્રણ શ્રેણીઓમાં વિભાજિત થાય છે: ટોર્સનલ ઇમ્પેક્ટ ટેકનોલોજી, અક્ષીય ઇમ્પેક્ટ ટેકનોલોજી અને અક્ષીય-ટોર્સનલ કમ્પોઝિટ ઇમ્પેક્ટ ટેકનોલોજી. ગતિ વધારવા માટે ઇમ્પેક્ટ ડ્રિલિંગનો સાર એ છે કે ગેસ અથવા પ્રવાહીના દબાણ ઊર્જાને ઇમ્પેક્ટર દ્વારા અક્ષીય અથવા ટોર્સનલ ઇમ્પેક્ટ યાંત્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવું, જે સીધા બીટના પાછળના છેડા પર લાગુ થાય છે, બીટની કટીંગ સ્થિતિમાં સુધારો કરે છે અને બીટની રોક-બ્રેકિંગ કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે.

ટોર્સનલ ઇમ્પેક્ટ ડ્રિલિંગ ટેકનોલોજી એ તાજેતરના વર્ષોમાં ડ્રિલિંગ ગતિ વધારવાની એક ઉભરતી ટેકનોલોજી છે, જેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે PDC બિટ્સ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા "સ્ટીક-સ્લિપ" વાઇબ્રેશનને ઉકેલવા માટે થાય છે. ઉપયોગમાં લેવાતી વખતે, ટોર્સનલ ઇમ્પેક્ટર બીટના પાછળના છેડે સ્થાપિત થાય છે. તેની આંતરિક રચના ડિઝાઇન દ્વારા, તે પ્રવાહીની હાઇડ્રોલિક ઊર્જાને ટોર્સનલ ઇમ્પેક્ટ યાંત્રિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે. ડ્રિલ સ્ટ્રિંગના સ્થિર-સ્થિતિ ટોર્ક અને ઇમ્પેક્ટર દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ઇમ્પેક્ટ ટોર્કની સંયુક્ત ક્રિયા હેઠળ બીટ ખડક તોડે છે.

તેમણે નીચેના ઉદાહરણોમાં બે નવીન સાધનો રજૂ કર્યા

1. એડજસ્ટેબલ ઇમ્પેક્ટ ફ્રીક્વન્સી સાથે ડ્રિલિંગ સ્પીડ-ઇન્ક્રિઝિંગ ટૂલ

ફ્રીક્વન્સી-એડજસ્ટેબલ હાઇડ્રોલિક ડ્રિલિંગ સ્પીડ-ઇન્ક્રિઝિંગ ટૂલમાં બેરિંગ્સ, લોઅર શાફ્ટ બોડી, પિસ્ટન જોડીઓ, ઇમ્પેક્ટ હેમર, થ્રોટલ નોઝલ અને અન્ય ઘટકોથી બનેલું કોર ઇમ્પેક્ટ સ્ટ્રક્ચર છે.

કાર્ય સિદ્ધાંત:તે ઇમ્પેક્ટ હેમરના ઉપલા અને નીચલા ચેમ્બરમાં ડ્રિલિંગ પ્રવાહી દ્વારા રચાયેલા સામયિક દબાણ તફાવતનો ઉપયોગ કરીને ઇમ્પેક્ટ હેમરને ઉચ્ચ ગતિએ પારસ્પરિકતા માટે ચલાવે છે, જે અક્ષીય અસર બળ ઉત્પન્ન કરે છે જે ખડક તોડવામાં મદદ કરવા માટે સીધા બીટમાં પ્રસારિત થાય છે. મુખ્ય વાત એ છે કે આ સાધન નીચલા શાફ્ટ બોડીમાં સપ્રમાણ છિદ્રોની સંખ્યા બદલીને ઇમ્પેક્ટ ફ્રીક્વન્સીને સમાયોજિત કરી શકે છે, જેનાથી વિવિધ રચનાઓની ડ્રિલિંગ જરૂરિયાતોને અનુરૂપ થઈ શકે છે.

એડજસ્ટેબલ ઇમ્પેક્ટ ફ્રીક્વન્સી સાથે ડ્રિલિંગ સ્પીડ-ઇન્ક્રિઝિંગ ટૂલનો ઉપયોગ

મધ્યમ-કઠણ રચનામાં ક્ષેત્ર પરીક્ષણ: આંકડાકીય સિમ્યુલેશન દ્વારા પસંદ કરાયેલ શ્રેષ્ઠ અસર આવર્તન (16 Hz) ના આધારે, આ સાધનનું પરીક્ષણ શિનજિયાંગ ઓઇલફિલ્ડના કૂવા X1 માં કરવામાં આવ્યું હતું. મજબૂત ઘર્ષણ અને ઓછા ઘૂંસપેંઠ દર (ROP) સાથેના રચના વિભાગમાં, સ્ક્રુ ડ્રિલ ટૂલનો ઉપયોગ કરીને નજીકના કૂવા સાથે સરખામણી દર્શાવે છે કે આ સાધનનો ઉપયોગ કર્યા પછી, સિંગલ રન ફૂટેજમાં 53% વધારો થયો છે, યાંત્રિક ROPમાં 27.0% વધારો થયો છે, જે અસરકારક રીતે ટ્રિપ્સની સંખ્યા ઘટાડે છે અને બાંધકામ સમયગાળો બચાવે છે.

કઠણ રચનામાં ક્ષેત્ર પરીક્ષણ: સંખ્યાત્મક સિમ્યુલેશન દ્વારા પસંદ કરાયેલ શ્રેષ્ઠ અસર આવર્તન (18 Hz) અનુસાર, આ સાધનનું પરીક્ષણ શિનજિયાંગ ઓઇલફિલ્ડના કૂવા X3 માં નબળી ડ્રિલિબિલિટી સાથે કાર્બોનિફેરસ એન્ડેસાઇટ અને બેસાલ્ટ રચનાઓમાં કરવામાં આવ્યું હતું.

નિષ્કર્ષ: પરિણામો દર્શાવે છે કે આ સાધનનો ઉપયોગ કર્યા પછી, યાંત્રિક ROP નજીકના કુવાઓની તુલનામાં 103.2% જેટલો નોંધપાત્ર રીતે વધે છે, જે અસરકારક રીતે સાબિત કરે છે કે તે ડ્રિલિંગ કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે અને વિવિધ રચનાઓમાં ડ્રિલિંગ ચક્રને ટૂંકું કરી શકે છે.

2. કમ્પોઝિટ ઇમ્પેક્ટ ડ્રિલિંગ સ્પીડ-ઇન્ક્રિઝિંગ ટૂલની ડિઝાઇન

એક હાઇડ્રોલિક ટોર્સનલ ઇમ્પેક્ટ મિકેનિઝમ ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે, જેના કોરમાં ત્રણ ભાગોનો સમાવેશ થાય છે: ફ્લો ડિસ્ટ્રિબ્યુશન મિકેનિઝમ, રિવર્સિંગ મિકેનિઝમ અને ઇમ્પેક્ટ મિકેનિઝમ.

ગતિ પ્રક્રિયા: શરૂઆતમાં (સ્થિતિ a), ઉચ્ચ-દબાણ પ્રવાહી રિવર્સિંગ વાલ્વ કોરની ડાબી ફ્લો ચેનલ દ્વારા હાઇડ્રોલિક હેમરના ડાબા પોલાણમાં પ્રવેશ કરે છે, હાઇડ્રોલિક હેમર અને વાલ્વ કોરને ઘડિયાળની દિશામાં એકસાથે ફેરવવા માટે દબાણ કરે છે જ્યાં સુધી હાઇડ્રોલિક હેમર હાઇડ્રોલિક હેમર સીટ (સ્થિતિ b) પર અસર ન કરે. અસર પછી, ઉચ્ચ-દબાણ પ્રવાહી પછી હાઇડ્રોલિક હેમર અને વાલ્વ કોર દ્વારા બનાવેલ જમણી પોલાણમાં જમણી નિયંત્રણ પ્રવાહ ચેનલ દ્વારા પ્રવેશ કરે છે, વાલ્વ કોરને ઘડિયાળની દિશામાં ફેરવવાનું ચાલુ રાખવા માટે દબાણ કરે છે (સ્થિતિ c), જેથી ઉચ્ચ-દબાણ પ્રવાહી જમણી પ્રવાહ ચેનલ પર સ્વિચ કરે છે અને હાઇડ્રોલિક હેમરના જમણા પોલાણમાં પ્રવેશ કરે છે, હાઇડ્રોલિક હેમર અને વાલ્વ કોરને ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં ફેરવવા માટે ચલાવે છે (સ્થિતિ c). જ્યાં સુધી હાઇડ્રોલિક હેમર ફરીથી હાઇડ્રોલિક હેમર સીટ પર અસર ન કરે (સ્થિતિ d), ઉચ્ચ-દબાણ પ્રવાહી ડાબી નિયંત્રણ પ્રવાહ ચેનલ દ્વારા ડાબી પોલાણમાં પ્રવેશ કરે છે, વાલ્વ કોરને ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં ફેરવવા માટે દબાણ કરે છે જેથી તે ઉલટાવી શકાય અને પ્રારંભિક સ્થિતિ (સ્થિતિ a) પર પાછા ફરે. આ ચક્ર, સતત રિવર્સિંગ અને પ્રવાહી દ્વારા સંચાલિત અસર દ્વારા ઉચ્ચ-આવર્તન પારસ્પરિક ટોર્સનલ અસર બનાવે છે.

કાર્ય સિદ્ધાંત:પ્રવાહી (કાદવ) ઉપલા સાંધા અને માર્ગદર્શિકા પાઇપ દ્વારા ફ્લો ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સ્લીવમાં વહે છે તે પછી, તે રિવર્સિંગ મિકેનિઝમ અને ઇમ્પેક્ટ મિકેનિઝમમાં વિતરિત થાય છે, અને પ્રવાહીના બે માર્ગો ફ્લો ડિસ્ટ્રિબ્યુશન પ્લેટ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ, પ્રવાહી મેન્ડ્રેલની અંદર નોઝલમાંથી પસાર થાય છે, જે તેની પહેલા અને પછી ઉચ્ચ અને નીચા દબાણવાળા ઝોન બનાવે છે. રિવર્સિંગ વાલ્વ કોર દબાણ તફાવતના ડ્રાઇવ હેઠળ ફરે છે, હાઇડ્રોલિક હેમરના ડાબા અને જમણા પોલાણને ઉચ્ચ અને નીચા દબાણવાળા ઝોન સાથે વૈકલ્પિક રીતે જોડવા માટે નિયંત્રિત કરે છે, જેનાથી હાઇડ્રોલિક હેમર દબાણ તફાવતની ક્રિયા હેઠળ હાઇડ્રોલિક હેમર સીટ પર અસર કરવા માટે પરસ્પર થાય છે, આમ ઉચ્ચ-આવર્તન પારસ્પરિક ટોર્સનલ અસર બનાવે છે.

૧-અપર સબ; ૨-આઉટર કેસીંગ; ૩-ગાઈડ પાઇપ; ૪-ફ્લો ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સ્લીવ; ૫-ફ્લો ડિસ્ટ્રિબ્યુશન પ્લેટ; ૬-બોલ્ટ; ૭-અપર સપોર્ટ રીંગ; ૮-હાઈડ્રોલિક હેમર સીટ; ૯-હાઈડ્રોલિક હેમર; ૧૦-રિવર્સિંગ વાલ્વ કોર; ૧૧-લોઅર સપોર્ટ રીંગ; ૧૨-મેન્ડ્રેલ; ૧૩-લોઅર સબ;

ટોર્સનલ ઇમ્પેક્ટ મિકેનિઝમ સ્ટ્રક્ચરનું સ્કીમેટિક ડાયાગ્રામ

ટોર્સનલ ઇમ્પેક્ટ મિકેનિઝમની ગતિ પ્રક્રિયા

એક પ્રકારની અક્ષીય અસર પદ્ધતિ ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે. હાઇડ્રોલિક અક્ષીય અસરકર્તાઓને મુખ્યત્વે બે પ્રકારમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: વાલ્વ પ્રકાર અને વાલ્વલેસ પ્રકાર. વાલ્વ-પ્રકારના ઇમ્પેક્ટર્સની આંતરિક રચના જટિલ છે અને તેમની વિશ્વસનીયતા નબળી છે; વાલ્વલેસ પ્રકારમાં મુખ્યત્વે જેટ પ્રકાર અને જેટ-સક્શન પ્રકારનો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી જેટ પ્રકારનું સર્વિસ લાઇફ ટૂંકું હોય છે. જેટ-સક્શન હાઇડ્રોલિક ઇમ્પેક્ટરનું માળખું સરળ છે, જેટ એન્ટ્રાઇમેન્ટ અને વોટર હેમર ઓસિલેશન ઇફેક્ટ પર આધાર રાખીને અસર અનુભવે છે, તેમાં થોડા આંતરિક ગતિશીલ ભાગો છે અને કોઈ સંવેદનશીલ ભાગો નથી, અને જટિલ ડાઉનહોલ પરિસ્થિતિઓમાં વધુ સારી રીતે અનુકૂલન કરી શકે છે.

1-અપર નોઝલ સીટ; 2-અપર નોઝલ; 3-અપર વાલ્વ; 4-અપર વાલ્વ સ્લીવ; 5-સેકન્ડરી નોઝલ; 6-એક્સિયલ આઉટર કેસીંગ; 7-સપોર્ટ સ્લીવ; 8-ઇમ્પેક્ટ હેમર; 9-હેમર હેડ; 10-હેમર સીટ; 11-પ્રોટેક્શન કેપ; 12-એક્સિયલ ઇમ્પેક્ટ મિકેનિઝમનો ષટ્કોણ સંયુક્ત કાર્ય સિદ્ધાંત.

પ્રારંભિક પ્રવાહ અને દબાણ તફાવતનું નિર્માણ: ઉચ્ચ-દબાણયુક્ત પ્રવાહી ઉપલા નોઝલ દ્વારા હાઇ-સ્પીડ જેટ બનાવે છે. જેટ એન્ટ્રામેન્ટ અને થ્રોટલિંગ અસરની સંયુક્ત ક્રિયા હેઠળ, ઉપલા વાલ્વના ઉપલા અને નીચલા ચેમ્બરમાં તેમજ ઇમ્પેક્ટ હેમરના બાહ્ય ઉપલા ચેમ્બર અને હેમર હેડના નીચલા છેડા વચ્ચે દબાણ તફાવત રચાય છે.

ઘટકોની ઉપરની તરફ ગતિ અને ફ્લો ચેનલ સીલિંગ: તેમના સંબંધિત દબાણ તફાવતોને કારણે, ઉપલા વાલ્વ ઉપરની તરફ ખસે છે, અને અસર ઘટકો (સેકન્ડરી નોઝલ, ઇમ્પેક્ટ હેમર અને હેમર હેડ) પણ ઉપરની તરફ ખસે છે જ્યાં સુધી ગૌણ નોઝલ ઉપલા વાલ્વનો સંપર્ક ન કરે અને ફ્લો ચેનલને સીલ ન કરે.

વોટર હેમર જનરેશન અને સાંધા નીચે તરફ ગતિ: ફ્લો ચેનલના તાત્કાલિક બંધ થવાથી વોટર હેમર ઓસિલેશન શરૂ થાય છે, અને ચેમ્બરમાં દબાણ ઝડપથી વધે છે, જેના કારણે ઉપલા વાલ્વ અને અસર ઘટકો એકસાથે નીચે તરફ ગતિ કરે છે.

ઇનર્શિયલ ઇમ્પેક્ટ અને સાયકલ રિકવરી: ઉપલા વાલ્વ નીચલા મર્યાદા સ્થાને ગયા પછી, ઇમ્પેક્ટ ઘટકો જડતા હેઠળ નીચે તરફ આગળ વધવાનું ચાલુ રાખે છે, અને અંતે અક્ષીય ઇમ્પેક્ટ પૂર્ણ કરવા માટે હેમર સીટ પર પ્રહાર કરે છે. ઇમ્પેક્ટ પછી, ફ્લો ચેનલ સરળ સ્થિતિમાં પાછી આવે છે, અને મિકેનિઝમ વેઇટ ઓન બીટ (WOB) ની ક્રિયા હેઠળ રીસેટ થાય છે, જે આગામી ચક્ર શરૂ કરે છે.

સંપર્ક :જેસી ઝોઉ

મોબાઇલ/વોટ્સએપ:+૦૦૮૬-૧૮૧૦૯૨૦૬૮૬૧
ઇમેઇલ:energy@landrilltools.com