Borrkrage

Vad är borrkrage?

A Borrkrage är ett tungt, tjockväggigt stålrör som används vid borrning av olje- och gaskällor. Det är en avgörande komponent i borrsträngsaggregatet och har flera funktioner som är nödvändiga för effektiva och säkra borroperationer.

Vilka är funktionerna hos borrkrage?

Ge vikt på bit: Borrkragar tillför tyngd till borrkronan, vilket är nödvändigt för att bibehålla den kraft som krävs för att penetrera stenformationer. Denna vikt hjälper till att bibehålla borrkronans penetrationshastighet och övervinna motståndet i hårdare berglager.

Stabilisera borrkronan: Genom att ge vikt och styvhet hjälper borrkragar till att stabilisera borrkronan, förhindra överdriven vibration och bibehålla en stabil borroperation. Denna stabilitet är avgörande för att förhindra borrslitage och för att uppnå exakta borrhålsbanor.

Styr borrhålsriktning: Borrkragar bidrar till riktningskontroll av borrhålet. Deras extra vikt och styvhet hjälper till att hålla borret på önskad väg, speciellt i avvikande eller horisontella brunnar.

Överför borrvätskor: Borrkragar är en del av borrsträngsenheten genom vilken borrvätskor (slam) cirkuleras till borrkronan. Denna vätska hjälper till att kyla och smörja borret, transportera bort sticklingar och upprätthålla brunnstrycket.

Vilka är typerna av borrkragar?

Standard borrkragar

• Material: Tillverkad av höghållfast kolstål eller legerat stål, såsom AISI 4145H.
• Design: Har vanligtvis en tjockare vägg jämfört med borrrör, med yttre och inre diametrar utformade för att klara höga påkänningar.

Tungviktsborrkragar (HWDC)

• Material: Liknar vanliga borrkragar men designade med en ännu större vikt för att ge en extra kraft på borrkronan.
• Design: De har en mindre ytterdiameter men tjockare väggar jämfört med vanliga borrkragar.

Icke-magnetiska borrkragar

• Material: Tillverkad av icke-magnetiska legeringar för att undvika störningar med mätverktyg i borrhålet, såsom magnetisk resonans eller riktningssensorer.
• Design: Används i applikationer där magnetiska störningar måste minimeras.

Premium borrkragar

• Material: Tillverkad av högkvalitativt stål eller legeringsmaterial med avancerade tillverkningsprocesser för förbättrad prestanda och hållbarhet.
• Design: Innehåller ofta funktioner som förbättrad slitstyrka eller speciella beläggningar.

Vilka är tillämpningarna för borrkragar?

Borrkragar används i olika applikationer inom olje- och gasborrningsindustrin på grund av deras avgörande roll för att upprätthålla stabiliteten och effektiviteten i borroperationer. Här är de primära tillämpningarna för borrkragar:

1. Viktöverföring till bettet

• Ansökan: Borrkragar används för att överföra vikt från borrsträngen till borrkronan. Denna vikt är nödvändig för att anbringa tillräcklig kraft på borrkronan för att effektivt penetrera stenformationer.
• Betydelse: Korrekt viktöverföring säkerställer att borrkronan bibehåller en hög penetrationshastighet (ROP) och kan bryta igenom olika typer av berg.

2. Wellbore stabilisering

• Ansökan: Genom att tillhandahålla en tung, styv sektion av borrsträngen hjälper borrkragar till att stabilisera borrkronan och förhindra överdriven vibration och studsning.
• Betydelse: Stabilisering är avgörande för att upprätthålla en stabil borrprocess, minska borrkronans slitage och uppnå en mer exakt borrhålsbana.

3. Riktningsborrning

• Ansökan: Vid riktad och horisontell borrning används borrkragar för att kontrollera och bibehålla orienteringen av borrhålet. De hjälper till att hålla biten på önskad väg, speciellt i avvikande brunnar.
• Betydelse: Säkerställer att borrhålet följer den planerade banan, vilket är viktigt för att komma åt specifika underjordiska mål eller reservoarer.

4. Cirkulation av borrvätska

• Ansökan: Borrkragar är en del av borrsträngen genom vilken borrvätskor (lera) cirkuleras. Dessa vätskor kyler och smörjer borrkronan, för bort bergskärningar och upprätthåller trycket i borrhålet.
• Betydelse: Effektiv vätskecirkulation hjälper till att förhindra överhettning av borrkronan, håller borrhålet rent och säkerställer optimal borrprestanda.

5. Hantera spänningar i borrhålet

• Ansökan: Borrkragar hjälper till att hantera de axiella och radiella spänningarna som uppstår under borrning. De ger den nödvändiga styvheten för att motstå höga tryck och krafter.
• Betydelse: Korrekt hantering av spänningar i borrhålet förhindrar skador på borrsträngen och borrhålet, vilket minskar risken för incidenter som fastnat rör eller kollaps av borrhål.

6. Förbättrad styvhet för BHA (bottom Hole Assembly)

• Ansökan: Borrkragar bidrar till styvheten hos Bottom Hole Assembly (BHA), som inkluderar borrkronan och andra verktyg som används vid borrning.
• Betydelse: En styv BHA förbättrar noggrannheten vid borrning och säkerställer att borrkronan förblir korrekt inriktad med borrhålet.

7. Förhindrar bitstuds och vibrationer

• Ansökan: Borrkragar hjälper till att minska bits studs och vibrationer genom att ge extra vikt och stabilisera borrkronan.
• Betydelse: Att minska studs och vibrationer förlänger borrkronans livslängd och förbättrar borrningseffektiviteten.

8. Stödjer avancerade borrtekniker

• Ansökan: Vid komplexa borroperationer, såsom djupvatten eller högtemperaturbrunnar, ger borrkragar det nödvändiga stödet för avancerad teknik och utrustning.
• Betydelse: Säkerställer att borrsträngen kan hantera de extrema förhållandena och kraven från specialiserade borroperationer.

9. Styra borrparametrar

• Ansökan: Genom att justera antalet och placeringen av borrkragar kan operatörer kontrollera olika borrparametrar, såsom vikt på borrkrona och borrdynamik.
• Betydelse: Finjustering av dessa parametrar hjälper till att optimera borrprestanda och effektivitet.

10. Underlätta brunninterventioner och reparationer

• Ansökan: Borrkragar används också vid brunnsinterventioner och reparationer, där de ger den nödvändiga vikten och stödet för uppgifter som fräsning eller rensningsoperationer.
• Betydelse: Viktigt för att upprätthålla brunnsintegritet och ta itu med problem som uppstår under brunnens liv.

Vilka är stålkvaliteterna för borrkragar?

Borrkragar är vanligtvis gjorda av höghållfasta, legerade stål som är utformade för att hantera de betydande påfrestningar och hårda förhållanden som uppstår under borrning. Stålkvaliteterna som används i borrkragar är valda för deras mekaniska egenskaper, inklusive hållfasthet, seghet och hållbarhet. Här är de vanligaste stålsorterna som används för borrkragar:

1. AISI 4145H

• Sammansättning: Detta legerade stål innehåller kol, krom, molybden och mangan.
• Egenskaper: Känd för sin höga draghållfasthet, hårdhet och seghet. Den ger utmärkt slitstyrka och klarar de höga påfrestningarna och stötarna under borrning.
• Ansökan: Används ofta för standardborrkragar på grund av dess robusta mekaniska egenskaper och förmåga att prestera under tuffa förhållanden.

2. AISI 4130

• Sammansättning: Innehåller kol, krom och molybden.
• Egenskaper: Ger bra styrka och seghet, men inte så hög som 4145H. Den används för borrkragar där mindre extrema förhållanden uppstår.
• Ansökan: Används i mindre krävande applikationer eller där kostnadsöverväganden gör det till ett lämpligt alternativ till högre kvalitet stål.

3. AISI 4340

• Sammansättning: Detta legerade stål innehåller kol, krom, nickel och molybden.
• Egenskaper: Ger överlägsen seghet och styrka, används ofta i tunga applikationer.
• Ansökan: Anställd i specialiserade borrkragar som måste motstå extrema påfrestningar och stötar.