Vrtací límec

Co je Drill Collar?

A vrtací límec je těžká silnostěnná ocelová trubka používaná při vrtání ropných a plynových vrtů. Je klíčovou součástí sestavy vrtací kolony a slouží mnoha funkcím nezbytným pro efektivní a bezpečné vrtání.

Jaké jsou funkce vrtacího límce?

Poskytněte váhu na bitu: Vrtací objímky zvyšují hmotnost vrtáku, což je nezbytné pro udržení síly potřebné k pronikání do skalních útvarů. Tato hmotnost pomáhá udržovat rychlost průniku bitu a překonávat odpor v tvrdších vrstvách hornin.
Stabilizujte vrták: Vrtací objímky poskytují hmotnost a tuhost pro stabilizaci vrtáku, zabraňují nadměrným vibracím a udržují stabilní vrtání. Tato stabilita je klíčová pro zabránění opotřebení bitů a dosažení přesných trajektorií vrtu.
Ovládejte směr vrtu: Vrtací objímky přispívají ke směrové kontrole vrtu. Jejich přidaná hmotnost a tuhost pomáhají udržet bit na požadované dráze, zejména ve vychýlených nebo horizontálních jamkách.
Převod vrtacích kapalin: Vrtací objímky jsou součástí sestavy vrtací kolony, přes kterou vrtná kapalina (bláto) cirkuluje do korunky. Tato kapalina pomáhá chladit a mazat vrták, odnášet odřezky a udržovat tlak ve studni.

Jaké jsou typy vrtacích objímek?

Standardní vrtací objímky
Materiál: Vyrobeno z vysoce pevné uhlíkové nebo legované oceli, jako je AISI 4145H.
Design: Obvykle mají silnější stěnu než vrtné trubky a jejich vnější a vnitřní průměry jsou navrženy tak, aby zvládaly vysoké namáhání.
Těžké vrtací objímky (HWDC)
Materiál: Podobně jako standardní vrtací objímky jsou navrženy s ještě větší hmotností, aby poskytovaly dodatečnou sílu na bit.
Design: Mají menší vnější průměr, ale silnější stěny než standardní vrtací objímky.
Nemagnetické vrtací objímky
Materiál: Vyrobeno z nemagnetických slitin, aby nedocházelo k interferenci s měřicími nástroji, jako je magnetická rezonance nebo směrové senzory.
Design: Používá se v aplikacích, kde je nutné minimalizovat magnetické rušení.
Prémiové vrtací objímky
Materiál: Vyrobeno z vysoce kvalitní oceli nebo slitinových materiálů s pokročilými výrobními procesy pro lepší výkon a odolnost.
Design: Často obsahuje funkce, jako je zvýšená odolnost proti opotřebení nebo speciální povlaky.

Jaké jsou aplikace vrtacích objímek?

Vrtací objímky se používají v různých aplikacích v průmyslu těžby ropy a zemního plynu kvůli jejich zásadní roli při udržování stability a účinnosti vrtných operací. Zde jsou primární aplikace vrtacích objímek:
1. Přenos hmotnosti na bit
aplikace: Vrtací objímky přenášejí váhu z vrtací kolony na vrtací korunku. Toto závaží musí vyvinout dostatečnou sílu na udidlo, aby účinně proniklo skalními útvary.
Důležitost: Správný přenos hmotnosti zajišťuje, že si bit zachová vysokou rychlost průniku (ROP) a dokáže prorazit různé typy hornin.
2. Stabilizace vrtu
aplikace: Vrtací objímky pomáhají stabilizovat vrták a zabraňují nadměrným vibracím a skákání tím, že poskytují těžkou a tuhou část vrtací kolony.
Důležitost: Stabilizace je zásadní pro udržení stabilního procesu vrtání, snížení opotřebení korunky a dosažení přesnější trajektorie vrtu.
3. Směrové vrtání
aplikace: Při směrovém a horizontálním vrtání řídí a udržují vrtací objímky orientaci vrtu. Pomáhají udržet udidlo na požadované dráze, zejména v odchýlených vrtech.
Důležitost: Zajišťuje, že vrt sleduje plánovanou trajektorii, která je nezbytná pro přístup ke konkrétním podpovrchovým cílům nebo nádržím.
4. Cirkulace vrtné kapaliny
aplikace: Vrtací objímky jsou součástí vrtné kolony, kterou cirkulují vrtné kapaliny (bahno). Tyto kapaliny chladí a lubrikují korunku, odnášejí kamenné odřezky a udržují tlak ve vrtu.
Důležitost: Efektivní cirkulace kapaliny pomáhá předcházet přehřátí korunky, udržuje vrt čistý a zajišťuje optimální vrtací výkon.
5. Zvládání namáhání v podvrtu
aplikace: Vrtací objímky pomáhají zvládat axiální a radiální namáhání při vrtání. Poskytují potřebnou tuhost, aby vydržely vysoké tlaky a síly.
Důležitost: Správné zvládání namáhání ve spádu zabraňuje poškození vrtné kolony a vrtu, čímž se snižuje riziko nehod, jako je zaseknutá trubka nebo kolaps vrtu.
6. Vylepšená tuhost pro BHA (sestavení spodního otvoru)
aplikace: Vrtací objímky přispívají k tuhosti sestavy spodních děr (BHA), která zahrnuje vrták a další nástroje používané při vrtání.
Důležitost: Pevná BHA zlepšuje přesnost vrtání a zajišťuje, že korunka zůstane správně vyrovnána s vrtem.
7. Zabraňuje odrážení bitů a vibracím
aplikace: Vrtací objímky pomáhají snižovat odskakování vrtáku a vibrace tím, že poskytují dodatečnou hmotnost a stabilizují vrták.
Důležitost: Snížení odskoku a vibrací prodlužuje životnost vrtáku a zlepšuje efektivitu vrtání.
8. Podpora pokročilých vrtacích technik
aplikace: Vrtací objímky podporují pokročilé techniky a vybavení při složitých vrtacích operacích, jako jsou hlubokovodní nebo vysokoteplotní vrty.
Důležitost: Zajišťuje, že vrtací kolona zvládne extrémní podmínky a požadavky specializovaných vrtacích operací.
9. Ovládání parametrů vrtání
aplikace: Úpravou počtu a umístění vrtacích objímek mohou operátoři ovládat různé parametry vrtání, jako je hmotnost vrtáku a dynamika vrtání.
Důležitost: Jemné doladění těchto parametrů pomáhá optimalizovat výkon a efektivitu vrtání.
10. Usnadnění zásahů do studní a oprav
aplikace: Vrtací objímky se také používají při zásazích a opravách studní, poskytují váhu a podporu při frézování nebo čištění.
Důležitost: Nezbytné pro zachování integrity studny a řešení problémů, které se vyskytly během životnosti studny.

Jaké jsou třídy oceli vrtacích objímek?

Vrtací objímky jsou obvykle vyrobeny z vysoce pevných legovaných ocelí navržených tak, aby zvládaly značné namáhání a drsné podmínky, se kterými se setkáváme během vrtacích operací. Třídy oceli používané ve vrtacích objímkách jsou vybírány pro své mechanické vlastnosti, včetně pevnosti, houževnatosti a trvanlivosti. Zde jsou nejběžnější třídy oceli používané pro vrtací objímky:
1. AISI 4145H
Složení: Tato legovaná ocel obsahuje uhlík, chrom, molybden a mangan.
Vlastnosti: Je známý svou vysokou pevností v tahu, tvrdostí a houževnatostí. Poskytuje vynikající odolnost proti opotřebení a zvládne vysoké namáhání a rázy během vrtání.
aplikace: Široce se používá pro standardní vrtací objímky díky jejich robustním mechanickým vlastnostem a schopnosti pracovat v náročných podmínkách.
2. AISI 4130
Složení: Obsahuje uhlík, chrom a molybden.
Vlastnosti: Nabízí dobrou pevnost a houževnatost, i když ne tak vysokou jako 4145H. Používá se pro vrtací objímky tam, kde se vyskytují méně extrémní podmínky.
aplikace: Používá se v méně náročných aplikacích nebo tam, kde je z hlediska nákladů vhodnou alternativou k ocelím vyšší jakosti.
3. AISI 4340
Složení: Tato legovaná ocel obsahuje uhlík, chrom, nikl a molybden.
Vlastnosti: Poskytuje vynikající houževnatost a pevnost, často se používá v náročných aplikacích
aplikace: Používá se ve specializovaných vrtacích objímkách, které musí odolat extrémnímu namáhání a nárazům.