Konten
Bit polikristalin berlian kompak (PDC) yang dirancang untuk menghilangkan putaran dapat meningkatkan tingkat penetrasi dan mengurangi getaran pada rakitan lubang bawah.
Mereka juga dapat meningkatkan pemulihan inti.
Penggunaan bit antiwhirl dalam pengeboran terarah cukup menjanjikan dan telah mendorong pengembangan sejumlah pedoman lapangan.
Bit-bit ini mengontrol putaran berdasarkan lokasi pemotong yang menghasilkan gaya ketidakseimbangan resultan yang diarahkan ke bantalan pengukur gesekan rendah. Mata bor tersebut kemudian distabilkan pada dinding lubang bor.
Berbagai uji laboratorium dan lapangan telah membuktikan kecenderungan mata bor PDC konvensional berputar dalam kondisi pengeboran tertentu. Getaran yang dihasilkan oleh mata bor selama perputaran dapat menyebabkan kegagalan pemotong dan merusak tabung dan perangkat elektronik lubang bawah di dalam alat pengukuran saat pengeboran.
Ketika sedikit berputar, ia berjalan mundur mengelilingi lubang sumur, sering kali memperbesar ukuran lubang dan mengurangi tingkat penetrasi karena pengeboran yang tidak efisien. Berputar juga dianggap memperpendek umur bit.
Aturan desain dan pengujian pengeboran PDC antiwhirl dan mata bor coring dibahas dalam makalah yang dipresentasikan pada Konferensi dan Pameran Teknis Tahunan SPE 1992, Washington, DC, 4-7 Oktober.
DESAIN DAN PENGUJIAN
Bit antiwhirl polycrystalline diamond compact (PDC) yang dirancang khusus memiliki kecenderungan yang berkurang untuk bergetar dan berputar mundur, sehingga meningkatkan tingkat penetrasi dan kinerja bit, menurut CH Cooley dan PE Pastusek dari Hughes Christensen dan LA Sinor dari Amoco Production Co. Desain dan pengujian bit anti-pusaran."
Penempatan masing-masing elemen pemotongan untuk menciptakan ketidakseimbangan gaya total menghilangkan pusaran mundur yang merugikan pada bit tarik PDC.
Gaya yang tidak seimbang mendorong mata bor ke sisi lubang bor, yang pada gilirannya menciptakan kondisi putaran stabil yang menahan putaran ke belakang.
Agar mata bor dapat mengebor tanpa berputar, penempatan pemotong harus menghasilkan vektor gaya potong dengan besaran dan arah yang tepat. Setiap desain mata bor antiwhirl memiliki sektor pada mata bor dimana elemen pemotongan tidak boleh ditempatkan (area tanpa pemotong) tanpa mengurangi stabilitas mata bor.
Pengalaman menunjukkan bahwa bit antiwhirl akan berputar pada kedalaman potongan yang rendah dan bobot bit yang ringan.
Mata bor ini lebih tepat disebut mata bor tahan pusaran karena mata bor ini beroperasi dengan lancar pada rentang kondisi yang lebih luas dibandingkan mata bor konvensional.
Tekanan lubang bawah dapat mengubah laju penetrasi di mana bit antiwhirl dan standar melakukan transisi ke pengeboran yang mulus karena diperlukan lebih banyak bobot di lubang bawah karena peningkatan kekuatan batuan yang terkait dengan tekanan. Misalnya, dalam pengujian laboratorium, bit anti-whirl melakukan transisi ke pengeboran halus pada kecepatan sekitar 12-24 ft/jam, sedangkan bit PDC konvensional melakukan transisi pada kecepatan sekitar 96 ft/jam saat pengeboran dalam kondisi yang sama.
Tampaknya tidak ada tren yang menghubungkan ukuran bit dengan stabilitas: bit antiwhirl berukuran 17/2 inci termasuk yang paling halus dalam pengujian.
Di Catoosa Amoco, Oklahoma, uji sumur di mana kondisinya dapat dikontrol dengan mudah, bit antiwhirl dan PDC konvensional dijalankan dalam formasi batu kapur keras. Mata bor PDC standar berhenti mengebor pada kedalaman 400 kaki karena pemotongnya rusak. Sebaliknya, mata bor antiwhirl mengebor tanpa masalah hingga kedalaman 1,500 kaki menembus batu kapur keras dengan kuat tekan lebih dari 60,000 psi.
Hasil uji lapangan mata bor antiwhirl lebih sulit dianalisis karena variabilitas formasi yang dibor, variabilitas parameter pengeboran (berat mata bor, kecepatan putar, dll.), dan keragaman rig dan peralatan pengeboran.
Mayoritas dari 100 atau lebih bit PDC antiwhirl yang dijalankan hingga saat ini di lapangan telah berhasil, dengan sebagian besar operator menilai kinerja bit tersebut baik.
BIT INTI
Operasi coring dapat menjadi lebih ekonomis dengan bit inti antiwhirl yang memberikan laju coring yang lebih baik, pemulihan yang lebih baik, kualitas inti yang baik, dan umur bit yang lebih lama.
Bit inti rentan terhadap getaran lubang bawah yang serupa dengan getaran yang mempengaruhi bit lubang penuh.
Penghapusan bit pusaran mengurangi masalah gangguan inti yang khas.
Selain itu, inti umumnya lebih halus dan mendekati diameter pengukur dibandingkan inti yang dibor dengan bit inti PDC standar.
Hasil coring dengan bit PDC antiwhirl 43/4-91/s masuk telah berhasil. Teknologi antiwhirl juga memungkinkan pemulihan inti kabel yang dapat diambil dengan rig konvensional dan tali bor dibandingkan dengan rig penambangan dan teknologi slimhole, menurut LA Sinor, TM Warren, SM Behr, dan MR Wells dari Amoco Production Co. dan konsultan JR Powers di " Pengembangan bit inti anti-pusaran."
Pengeboran terus menerus pada lubang yang lebih besar secara historis memiliki tingkat pengambilan yang rendah pada dasarnya karena sulitnya memotong inti halus yang cukup kecil untuk diambil melalui tali bor ukuran konvensional. Tertangkapnya inti atau macetnya laras inti juga merupakan masalah, bersamaan dengan kinerja bit yang buruk. Tingkat penetrasi biasanya sangat lambat, sehingga inti menjadi terlalu mahal untuk diambil. Masalah lainnya adalah umur bit PDC mungkin terlalu singkat sehingga memerlukan perjalanan yang sering.
Teknologi antiwhirl menghilangkan getaran bit untuk menghasilkan kualitas inti yang lebih baik. Selain itu, teknologi yang dipinjam dari industri pertambangan meningkatkan kinerja mata bor dengan meningkatkan kecepatan putar konvensional tujuh kali lipat, hingga kecepatan 700-900 rpm. Kecepatan yang lebih tinggi meningkatkan laju penetrasi dalam formasi perusahaan.
Kombinasi teknologi ini telah memungkinkan pemulihan inti dalam sejumlah operasi dimana teknik coring konvensional sebelumnya gagal.
BEBAN NONAXISIMETRIS
Serangkaian uji laboratorium dan lapangan menunjukkan bahwa bit antiwhirl stabil pada berbagai kondisi beban samping, menurut PE Pastusek, CH Cooley, dan M. Anderson dari Hughes Christensen dan LA Sinor dari Amoco Production Co., dalam "Directional and karakteristik stabilitas bit anti-whirl dengan pembebanan non-aksisimetris."
Dibandingkan dengan desain polycrystalline diamond compact (PDC) konvensional, mata bor antiwhirl cenderung mengebor lebih banyak ke arah yang diarahkan dan tidak terlalu terpengaruh oleh arah dorongannya.
Tiga kasus beban nonaksisimetris dapat mempengaruhi stabilitas bit:
Beban samping eksternal diterapkan pada mata bor ketika rakitan pengarah digunakan atau ketika sumur sudut tinggi dibor.
Pada batuan anisotropik, gaya potong berubah seiring dengan putaran mata bor, sehingga mengubah vektor gaya ketidakseimbangan mata bor seiring waktu.
Dengan rakitan yang dapat dikemudikan, sumbu bit dimiringkan relatif terhadap arah gerakan bit, sehingga mengubah gaya ketidakseimbangan yang dihasilkan.
Desain mata bor antiwhirl yang dievaluasi stabilitasnya ternyata kurang sensitif terhadap formasi anisotropik dan beban samping eksternal dibandingkan mata bor konvensional.
Kemiringan sumbu yang ditemui dalam pengeboran dengan sistem yang dapat dikemudikan baik dalam mode putar maupun geser tidak mempengaruhi stabilitas desain antiwhirl yang diuji.
Kecepatan pembuatan bit antiwhirl pada sistem yang dapat dikendalikan lebih rendah dibandingkan bit PDC konvensional.
Tingkat yang lebih rendah disebabkan oleh desain bantalan pengukur yang halus pada bit antiwhirl.
Lubang spiral dengan sistem yang dapat dikemudikan tampaknya terkait dengan pusaran mata bor, dengan panjang gelombang dikendalikan oleh jarak antara mata bor, penstabil, dan tikungan motor.
Pengeboran dua sumur uji pada rakitan motor yang dapat dikemudikan dan dibuat sudut secara efektif membandingkan respons bit PDC konvensional dan antiwhirl.
Tes-tes ini membantu mengembangkan beberapa pedoman praktis di lapangan:
Motor torsi tinggi/kecepatan rendah harus digunakan. Karena formasi yang lebih keras dapat dibor dengan bit antiwhirl, motor torsi tinggi memungkinkan penggunaan bobot bit yang lebih tinggi yang diperlukan untuk stabilitas bit.
Untuk memulai pengeboran, mata bor harus menyentuh bagian bawah dengan setengah laju aliran pengeboran normal, dan kemudian berat dan laju aliran harus dinaikkan secara bersamaan. Prosedur ini akan mengurangi kemungkinan berlanjutnya pusaran air di luar dasar setelah pengeboran dilanjutkan.
Dalam mode kemudi, kecepatan pipa bor harus tetap lambat (20-40 rpm). Kecepatan yang lebih tinggi menyebabkan ketidakstabilan.
Denah sumur dan rakitan lubang dasar harus disesuaikan dengan perbedaan laju pembangunan; ini tergantung pada bit sebelumnya yang digunakan dan apakah bit tersebut mengebor lubang ukuran berlebih (berputar).
Xi'an Tydrillbits adalah salah satu pemasok mata bor PDC profesional dari Cina. Kami dapat menyediakan jenis mata bor PDC, mata bor diresapi, mata bor PDC, mata bor batu, dll. Selamat datang untuk menghubungi kami jika Anda membutuhkannya, kami akan menyediakan produk berkualitas dan pelayanan yang baik. Jika Anda membutuhkan produk kami, selamat datang untuk menghubungi kami melalui robert@tydrillbits.com
