أخبار الشركة عن أحجام الفوهات الشائعة لقطع PDC ومراجع التطبيقات

تعتبر رؤوس مثاقب PDC (مدمجة الماس متعدد الكريستالات) أدوات حفر عالية الكفاءة تستخدم على نطاق واسع في حفر النفط والغاز والتعدين والاستكشاف الجيولوجي وغيرها من المجالات. وباعتبارها مكونًا وظيفيًا رئيسيًا، تقوم الفوهة بأدوار أساسية مثل حقن سائل الحفر، وتبريد قواطع PDC، وشطف النواتج، والمساعدة في تكسير الصخور. تحدد عقلانية حجم الفوهة (بشكل أساسي القطر الداخلي والقطر الخارجي ومواصفات التوصيل) بشكل مباشر كفاءة الحفر: يؤدي الحجم الصغير جدًا إلى عدم كفاية تدفق سائل الحفر، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة وتآكل القواطع بالإضافة إلى تراكم النواتج والالتصاق؛ يؤدي الحجم الكبير جدًا إلى فقدان الضغط، مما يضعف قوة تأثير تكسير الصخور. تستخدم هذه المقالة لغة بسيطة وجداول واضحة لفرز مواصفات حجم الفوهة الشائعة، ومعايير الاختيار، وسيناريوهات التطبيق النموذجية لرؤوس مثاقب PDC، مما يساعد ممارسي الصناعة على مطابقة نماذج الرؤوس بسرعة مع أحجام الفوهات وتحسين استقرار واقتصاديات عمليات الحفر.

قبل استكشاف الأحجام، دعنا نفرز بإيجاز القيمة الأساسية للفوهات لفهم "لماذا لا يمكن تجاهل اختيار الحجم":

1. التبريد الدقيق: رؤوس القطع PDC مصنوعة من الماس، والذي يتمتع بصلابة عالية للغاية ولكنه يتمتع بمقاومة حرارة محدودة (يجب التحكم في درجة حرارة التشغيل على المدى الطويل أقل من 700 درجة مئوية). يتم حقن سائل الحفر عالي الضغط بدقة على سطح القاطع من خلال الفوهات لتبديد الحرارة الناتجة عن الاحتكاك بسرعة، مما يمنع طبقة الماس من السقوط؛
2. إزالة النواتج بكفاءة: تعمل النفاثة المتكونة من سائل الحفر عالي السرعة على شطف النواتج الموجودة في قاع البئر في الوقت المناسب إلى الأرض، وتجنب تراكم النواتج على سطح عمل الرأس ومنع حوادث السحق والالتصاق المتكررة؛
3. المساعدة في تكسير الصخور: يمكن للفوهات ذات الزوايا والأحجام المحددة أن تشكل نفاثات عالية الضغط لنقش الصخور وتكسيرها مسبقًا، مما يقلل من مقاومة القطع لقواطع PDC ويحسن سرعة الحفر.

المادة السائدة لفوهات رؤوس مثاقب PDC هي كربيد التنجستن الملبد(تستخدم بعض المنتجات المتطورة كربيد التنجستن المقوى بالماس)، والذي يتميز بصلابة فائقة (HRA≥90)، ومقاومة التآكل، ومقاومة الضغط. يمكنه تحمل تآكل سائل الحفر عالي الضغط (20-60 ميجا باسكال) وله عمر خدمة يتراوح بين 8 و12 ضعفًا لعمر الفوهات المعدنية العادية، والتكيف مع احتياجات الحفر عالية الكفاءة لرؤوس مثاقب PDC.

يتمحور تحديد حجم الفوهة لرؤوس مثاقب PDC حول "القطر الداخلي (إمبراطوري/متري) + طريقة التوصيل". يجب أن يتطابق القطر الخارجي والطول مع فتحات تركيب الفوهة الخاصة بالرأس (الامتثال لمعايير API أو المواصفات المخصصة من قبل الشركة المصنعة). فيما يلي مواصفات الحجم الأكثر استخدامًا في الصناعة، والتي تغطي احتياجات التكيف لرؤوس مثاقب PDC السائدة من 6 إلى 17.5 بوصة:

1. منطق تحديد الحجم: تعطي الصناعة الأولوية للوحدات الإمبراطورية (البوصات) للتوافق مع المعايير العامة الدولية لرؤوس مثاقب PDC (مثل API 7-1). الوحدات المترية هي للإشارة إلى التحويل، وتسهيل الاستخدام في المناطق غير الإمبراطورية؛
2. طريقة التوصيل: تمثل التوصيلات الملولبة (سلسلة NC) أكثر من 95٪، مع NC50 كمواصفة سائدة، والتكيف مع معظم رؤوس مثاقب PDC المتوسطة والكبيرة؛ لا تُستخدم توصيلات الشفة إلا للفوهات ذات القطر الكبير جدًا أو ظروف العمل ذات الضغط العالي للغاية لضمان إحكام التوصيل؛
3. الأحجام غير القياسية: بالنسبة للسيناريوهات الخاصة مثل رؤوس مثاقب PDC للتعدين ذات القطر الصغير والحفر الدقيق الذي يتم التحكم فيه بالضغط، يمكن تخصيص فوهات غير قياسية بأقطار داخلية تبلغ 5-7 مم (مقابلة لـ 4/32"-9/32") لتلبية الاحتياجات الشخصية.

يتطلب اختيار أحجام فوهات رؤوس مثاقب PDC عدم إجراء حسابات معقدة. ركز على النقاط الثلاث التالية لتحقيق المطابقة السريعة للطلب:

يرتبط حجم الفوهة ارتباطًا إيجابيًا بقطر الرأس: كلما زاد قطر الرأس، زادت مساحة التغطية والتدفق المطلوبة لسائل الحفر، وزاد القطر الداخلي للفوهة المقابل. على سبيل المثال: عادةً ما يتم إقران رأس مثقاب PDC مقاس 9⅞ بوصة (250.8 مم) بفوهة بقطر داخلي يبلغ 11/32"-13/32". سيؤدي استخدام فوهة صغيرة مقاس 9/32" إلى عدم كفاية تغطية سائل الحفر لجميع النواتج، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة المحلية والتآكل.

• التكوينات اللينة (مثل الطين والحجر الرملي الرخو): تتكسر الصخور بسهولة، مما يتطلب إزالة النواتج ذات التدفق الكبير. يمكن تحديد فوهة أكبر قليلاً (مثل 13/32" بدلاً من 11/32") لتجنب تراكم النواتج؛
• التكوينات الصلبة (مثل الجرانيت والحجر الرملي الكوارتز): هناك حاجة إلى نفاثات عالية الضغط للمساعدة في تكسير الصخور. يجب اختيار فوهة متوسطة الحجم (مثل 11/32"-13/32") لتقليل فقدان الضغط وتعظيم قوة تأثير النفاث؛
• التكوينات المعقدة (مثل التكوينات الحاملة للحصى، والصخر الزيتي): مطلوب توازن بين التبريد وإزالة النواتج وتكسير الصخور. يوصى بتحديد حجم متوسط إلى كبير يبلغ 13/32"-15/32" لتحقيق التوازن بين الاحتياجات المختلفة.

يجب أن يتطابق حجم الفوهة مع معدل التدفق والضغط المقدرين لمضخة الحفر:

• معدل تدفق مضخة الحفر الكبير (≥25 لتر/ثانية): حدد فوهة كبيرة الحجم (مثل 15/32"-17/32") لتجنب الضغط الزائد للنظام بسبب تقييد التدفق؛
• ضغط مضخة الحفر العالي (≥45 ميجا باسكال): حدد فوهة متوسطة الحجم (مثل 13/32"-15/32") لضمان قوة تأثير النفاث وتحسين كفاءة تكسير الصخور؛
• صيغة خبرة الصناعة: القطر الداخلي للفوهة (بوصة) ≈ قطر الرأس (بوصة) * 0.04-0.07 (على سبيل المثال، رأس 12¼ بوصة * 0.05 ≈ فوهة 13/32 بوصة).

1. اتساق الحجم: يجب أن تكون الفوهات المتعددة (عادةً 3-5) الموجودة على نفس رأس مثقاب PDC بنفس الحجم لتجنب التدفق غير المتكافئ مما يؤدي إلى قوة غير متوازنة على النواتج وتآكل الرأس؛
2. تكييف المواد: إعطاء الأولوية لفوهات كربيد التنجستن الملبدة، خاصة في التكوينات الصلبة أو الحفر عالي الضغط، لتجنب الاستبدال المتكرر الناجم عن التآكل السريع للفوهات المعدنية العادية؛
3. فحص التركيب: قم بتنظيف الحطام من القطر الداخلي للفوهة قبل التركيب، وتحقق من إحكام الخيوط/الشفاه، واختبر ضغط سائل الحفر بعد التركيب (التقلبات ≤5 ميجا باسكال أمر طبيعي)؛
4. الاستبدال المنتظم: عندما يتآكل القطر الداخلي للفوهة بأكثر من 10٪ من الحجم الأصلي (على سبيل المثال، فوهة 13/32" بقطر داخلي مهترئ ≥11 مم)، أو تظهر تشققات/حفر تآكل، استبدلها في الوقت المناسب لتجنب التأثير على كفاءة الحفر.

لا يتطلب اختيار أحجام فوهات رؤوس مثاقب PDC معرفة مهنية معقدة. الجوهر هو مطابقة "قطر الرأس + خصائص التكوين + معلمات سائل الحفر": اختر أحجامًا كبيرة للتكوينات اللينة والرؤوس الكبيرة، وأحجامًا متوسطة للتكوينات الصلبة والضغط العالي، وأحجامًا صغيرة للطبقات الضحلة والرؤوس الصغيرة. يمكن استخدام جدول الحجم الشائع الذي تم تجميعه في هذه المقالة مباشرة كمرجع سريع لشراء واستبدال الفوهات، ويغطي أكثر من 90٪ من سيناريوهات التطبيقات السائدة.

بصفتنا ممارسًا في صناعة كربيد التنجستن، يمكننا توفير فوهات رؤوس مثاقب PDC كاملة المواصفات (من 9/32" إلى 19/32" والتخصيص غير القياسي)، المصنوعة من كربيد التنجستن YG8/YG10 المتطور لضمان مقاومة فائقة للتآكل والضغط. إذا كنت بحاجة إلى التوصية بأحجام دقيقة بناءً على نماذج رؤوس مثاقب PDC المحددة، أو تكوينات الحفر، أو معلمات المعدات، فيرجى الاتصال بنا للحصول على حلول مخصصة للمساعدة في تحسين كفاءة الحفر وتقليل تكاليف التشغيل والصيانة.