Vrtáky

Co jsou vrtáky?

Vrtací korunky jsou základními nástroji v procesu vrtání, které se používají k vytváření a rozšiřování vrtů v ropných, plynových a dalších podpovrchových aplikacích. Jsou navrženy tak, aby rozbíjely skalní útvary a efektivně vytvářely vrty. Používají se různé typy vrtáků v závislosti na geologických podmínkách, požadavcích vrtu a typu prováděného vrtání.

Kolik typů vrtáků?

1. Válcové kuželové bity

Válcové kuželové bity jsou jedním z nejběžnějších typů vrtáků používaných v průmyslu. Mají tři nebo více rotačních kuželů s vloženými tvrdokovovými nebo karbidovými vložkami. Jak se kužely otáčejí, drtí a drtí horninu.

• Dvoustupňové válečkové kuželové bity: Určeno pro měkké až střední formace.
• Třístupňové válečkové kuželové bity: Používá se pro tvrdší formace.
• Variace: Včetně bitů PDC (Polycrystalline Diamond Compact) a bitů s trikónem.

2. Polykrystalické diamantové kompaktní (PDC) bity

Bity PDC jsou vyrobeny s matricí ze syntetických diamantů a jsou známé svou odolností a účinností. Běžně se používají pro vrtání přes tvrdé skalní útvary.

• Funkce: Poskytují vysokou rychlost penetrace (ROP) a jsou vhodné pro širokou škálu skalních útvarů.
• Výhody: Dlouhá životnost a účinnost pro vysokorychlostní vrtání.

3. Diamantové bity

Diamantové bity používají pro vrtání průmyslové diamanty nebo materiály impregnované diamanty. Jsou určeny pro extrémně tvrdé a abrazivní skalní útvary.

• Typy: Zahrňte bity z přírodního diamantu a bity ze syntetického diamantu.
• Aplikace: Používá se v tvrdých a abrazivních útvarech, kde se ostatní bity mohou rychle opotřebovat.

4. Kladivové bity

Kladivové nástavce, známé také jako DTH (down-the-hole) kladiva, používají k rozbíjení skály bicí mechanismus. Přinášejí rychlé dopady na skálu a rozbíjejí ji na malé kousky.

• Funkce: Skládá se ze sestavy kladiva a bitu, která funguje v tandemu.
• Aplikace: Ideální pro tvrdé, zpevněné skalní útvary.

5. Jádrové bity

Jádrové bity jsou navrženy tak, aby extrahovaly válcový vzorek jádra z horninového útvaru. Používají se při geologickém průzkumu k analýze vlastností hornin.

• Typy: Včetně diamantových vrtáků a vrtáků z tvrdokovu.
• Aplikace: Cenný pro průzkum, geotechnické studie a hodnocení nerostných zdrojů.

6. Sekční frézovací bity

Frézy na profily se používají k řezání a odstraňování částí pažnice z vrtu. Jsou nezbytné pro zásahy do studní a opravy.

• Aplikace: Používá se k vyfrézování částí pláště nebo potrubí pro přístup k různým částem vrtu.

7. Kuželové bity

Kuželové vrtáky mají kónický tvar a používají se při určitých typech vrtání, kde je vyžadován specifický tvar vrtu.

• Aplikace: Často se používá v mělkých nebo průzkumných vrtech.

8. Vystružovací bity

Vystružovací bity se používají ke zvětšení stávajícího vrtu. Mohou vyhladit nepravidelnosti a zajistit, že průměr vrtu splňuje specifikace.

• Aplikace: Užitečné jak při vrtání, tak při údržbě studní.

9. Kónické bity

Kónické bity, také známé jako břitové bity, se používají pro vrtání měkkých až středních útvarů. Jsou méně běžné než válečkové kužely nebo bity PDC.

• Funkce: Obvykle se používá ve specifických geologických podmínkách.

Jak vybrat vrták?

Výběr vhodného vrtáku závisí na několika faktorech:

• Typ formace: Měkké, střední nebo tvrdé skalní útvary vyžadují různé typy bitů.
• Podmínky studny: Hloubka, tlak, teplota a přítomnost kapalin nebo plynů mohou ovlivnit výběr vrtáku.
• Efektivita nákladů: Vyrovnávání nákladů na bit s jeho výkonem a životností.

Jaké jsou třídy oceli vrtáků?

Třídy oceli používané ve vrtných korunkách jsou vybírány na základě jejich mechanických vlastností a podmínek vrtání, s nimiž se setkají. Různé části vrtáku, jako je tělo, vložky a další součásti, jsou vyrobeny ze specifických typů oceli nebo slitiny, aby splňovaly požadavky na výkon a odolnost. Zde jsou hlavní třídy oceli a materiály používané pro vrtáky:

1. Válcové kuželové bity

• Těleso jakosti oceli:
  • AISI 4145H: Jedná se o vysoce pevnou legovanou ocel, která nabízí dobrou houževnatost a odolnost proti opotřebení. Běžně se používá pro tělo udidla.
  • AISI 4130: Další legovaná ocel s dobrou pevností a houževnatostí, často používaná pro tělo bitu a další konstrukční součásti.
• Vložte materiály:
  • Vložky z tvrdokovu: Tyto břitové destičky jsou vyrobeny z karbidu wolframu a používají se pro svou tvrdost a odolnost proti opotřebení. Nejsou ocelové, ale jsou často kombinovány s ocelí v konstrukci bitu.

2. PDC bity

• Těleso jakosti oceli:
  • AISI 4145H: Vysokopevnostní ocel použitá pro tělo bitu, která poskytuje trvanlivost a odolnost v drsných podmínkách vrtání.
  • AISI 4330V: Vysoce legovaná ocel nabízející vynikající houževnatost a pevnost, používaná v aplikacích, kde je vyžadována mimořádná odolnost.
• Matrixové tělo:
  • Kompozitní matice: Některé bity PDC používají matricové tělo vyrobené z kompozitního materiálu, který je kombinací karbidu wolframu a kovového pojiva. Tento matricový materiál není ocel, ale nabízí podobnou odolnost proti opotřebení a trvanlivost.

3. Diamantové bity

• Těleso jakosti oceli:
  • AISI 4145H: Používá se v diamantových bitech pro jeho houževnatost a pevnost, vhodné pro zvládnutí extrémních podmínek při vrtání tvrdých hornin.
• Matrixové tělo:
  • Pájený nebo slinutý diamant: U bitů s diamantovými segmenty jsou segmenty často připevněny k ocelovému nebo matricovému tělu.

4. Jádrové bity

• Těleso jakosti oceli:
  • AISI 4145H: Často se používá pro tělo díky své síle a schopnosti odolat prostředí vrtání.
  • AISI 4340: Vysokopevnostní ocel používaná pro korunky, které vyžadují dodatečnou houževnatost.
• Core Barrel:
  • Tvrzená ocel: Hlaveň jádra je často vyrobena z vysoce pevné oceli s tvrdonávarem pro zvýšení odolnosti proti opotřebení.

5. Kladivové bity

• Těleso jakosti oceli:
  • AISI 4145H: Používá se pro tělo bitu, aby zvládlo rázové síly vznikající při vrtání.
  • AISI 4340: Další třída oceli je známá svou houževnatostí, často se používá v náročných aplikacích.

6. Speciální bity

• Sekční frézovací bity:
  • AISI 4145H: Běžně se používá pro svou houževnatost a schopnost odolat procesu frézování.
• Kuželové a vystružovací bity:
  • AISI 4130 nebo 4145H: Třídy oceli používané na základě specifických požadavků aplikace bitu.