O modo de trabalho de uma única broca cônica em um estrato rochoso

Broca cônica de rolo único é a broca mais utilizada na engenharia de perfuração de petróleo.Possui as características de uma ampla camada inferior e alto ROP.Então, como funciona a broca cônica de rolo único?Qual é o seu princípio de quebrar rochas?A seguir, focaremos nos problemas acima para apresentar a broca cônica de rolo único.

Aqui está a lista de conteúdo:

• O modo de trabalho da broca cônica de rolo único.

• Efeito de esmagamento de impacto de o broca cônica de rolo único.

• Ação de cisalhamento de o broca cônica de rolo único.

O modo de trabalho de o broca cônica de rolo único

Quando o broca cônica de rolo único funciona no fundo do poço, a broca gira em torno do eixo da broca como um todo.O WOB de uma única broca cônica atua na rocha através dos dentes para quebrá-la (esmagamento).No processo de laminação, a mudança da posição do centro do dente da broca cônica de rolo único causa a vibração longitudinal da broca.Esta vibração longitudinal comprime e estica a coluna de perfuração.A coluna de perfuração inferior converte esta energia de deformação elástica periódica em força de impacto, que gera força de impacto na formação através dos dentes e quebra a rocha.Esta ação de britagem por impacto é a principal forma de britagem de rocha por uma única broca cônica.

Efeito de esmagamento de impacto de o broca cônica de rolo único

Como as brocas cônicas de rolo único são uma combinação de quebra de carga dinâmica e estática, elas são mais eficientes e agora são amplamente utilizadas para perfurar formações rochosas duras.Funciona segundo o seguinte princípio:

Os dentes de um broca cônica de rolo único têm uma certa velocidade ao rolar e fazem com que os dentes impactem a rocha sob a ação da carga dinâmica, o que faz com que a rocha sofra esmagamento volumétrico e se forme um poço de britagem.Esta ação excede a ação hidrostática, ou seja, a carga axial que atua sobre a rocha pela broca cônica de rolo único consiste em duas partes: carga hidrostática e de impacto, enquanto a ação de esmagamento por impacto é a principal forma pela qual a broca de roda dentada esmaga a rocha.

A ação de impacto está relacionada à velocidade de impacto, ou seja, quanto maior a velocidade de impacto, maior será a ação de impacto.As seguintes conclusões podem ser tiradas da engenharia de britagem.

(1) A força de impacto de uma única broca cônica é inversamente proporcional a T0.Para rochas frágeis, T0 é muito pequeno e assim pode ser obtida uma grande força de impacto;para rochas plásticas, T0 é grande e apenas uma pequena força de impacto pode ser obtida.Portanto, o efeito do impacto na britagem de rochas plásticas não é significativo.

(2) O tamanho da força de impacto de uma única broca cônica está relacionado apenas à área da seção transversal do comando de perfuração inferior, mas não ao comprimento do comando de perfuração pressurizado, portanto, para aumentar a força de impacto, um grande colar de perfuração de tamanho deve ser usado.

(3) A força de impacto de uma única broca cônica é proporcional ao raio da roda dentada da broca e inversamente proporcional ao quadrado do número de dentes externos.Portanto, aumentar o diâmetro da roda dentada e reduzir o número de dentes pode aumentar o poder de impacto.

Além disso, para rochas duras, para aumentar o efeito de quebra por impacto, a roda dentada das brocas cônicas de rolo único é frequentemente transformada em um único cone, sem deslizar.

Ação de cisalhamento de o broca cônica de rolo único

O efeito de cisalhamento é principalmente triplo: um é o efeito de cisalhamento dos dentes à medida que eles comem a rocha;o segundo é o efeito de cisalhamento da broca cônica única à medida que ela gira;e o terceiro é devido ao deslizamento da roda dentada da broca cônica de rolo único à medida que ela gira, quanto maior o deslizamento, maior o efeito de cisalhamento.

Existem três maneiras de aumentar o deslizamento da roda dentada de um broca de cone de rolo único: ou seja, usando overtop, eixo de mudança e roda dentada cônica composta.

Galgamento: o topo cônico da roda de uma única broca cônica excede a linha central da broca.

Deslocamento do eixo: o eixo da roda dentada de uma única broca cônica é deslocado uma distância na direção horizontal.

Cone composto: a roda dentada de uma única broca cônica consiste em dois ou mais cones de conicidade diferente.A distância entre os topos do cone é chamada de distância do topo do cone.Quanto maior for a distância até o topo do cone, maior será o deslizamento da roda dentada.

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