Mũi khoan

Mũi khoan là gì?

Mũi khoan là công cụ thiết yếu trong quá trình khoan, được sử dụng để tạo và mở rộng giếng trong dầu, khí đốt và các ứng dụng dưới bề mặt khác. Chúng được thiết kế để phá vỡ các khối đá và tạo ra các lỗ khoan một cách hiệu quả. Các loại mũi khoan khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào điều kiện địa chất, yêu cầu của giếng và loại mũi khoan được thực hiện.

Có bao nhiêu loại mũi khoan?

1. Bit hình nón lăn

Mũi côn lăn là một trong những loại mũi khoan phổ biến nhất được sử dụng trong công nghiệp. Chúng có ba hình nón quay trở lên với các miếng chèn bằng kim loại cứng hoặc cacbua cứng. Khi các hình nón quay, chúng nghiền nát và mài đá.

• Bit hình nón hai giai đoạn: Được thiết kế cho các hình dạng mềm đến trung bình.
• Bit hình nón ba giai đoạn: Được sử dụng cho các đội hình khó hơn.
• Các biến thể: Bao gồm các bit PDC (Poly Crystal Diamond Compact) và các bit tricon.

2. Bit kim cương đa tinh thể (PDC)

Các bit PDC được tạo ra bằng ma trận kim cương tổng hợp và được biết đến với độ bền và hiệu quả. Chúng thường được sử dụng để khoan xuyên qua các thành tạo đá cứng.

• Đặc trưng: Cung cấp tỷ lệ xuyên thấu (ROP) cao và phù hợp với nhiều dạng đá.
• Thuận lợi: Bền bỉ và hiệu quả để khoan tốc độ cao.

3. Bit kim cương

Mũi kim cương sử dụng kim cương công nghiệp hoặc vật liệu tẩm kim cương để khoan. Chúng được thiết kế cho các thành tạo đá cực kỳ cứng và mài mòn.

• Các loại: Bao gồm các bit kim cương tự nhiên và các bit kim cương tổng hợp.
• Các ứng dụng: Được sử dụng trong các cấu trúc cứng và mài mòn nơi các bit khác có thể bị mòn nhanh chóng.

4. Mũi búa

Mũi búa, còn được gọi là búa khoan lỗ (DTH), sử dụng cơ chế gõ để phá đá. Chúng tác động nhanh đến tảng đá, khiến nó vỡ thành từng mảnh nhỏ.

• Đặc trưng: Bao gồm một cụm búa và mũi khoan hoạt động song song.
• Các ứng dụng: Lý tưởng cho các thành tạo đá cứng, cố kết.

5. Bit lõi

Các bit lõi được thiết kế để trích xuất mẫu lõi hình trụ từ hệ tầng đá. Chúng được sử dụng trong thăm dò địa chất để phân tích tính chất của đá.

• Các loại: Bao gồm các bit lõi kim cương và các bit lõi cacbua.
• Các ứng dụng: Có giá trị cho việc thăm dò, nghiên cứu địa kỹ thuật và đánh giá tài nguyên khoáng sản.

6. Phần Mill Bits

Các mũi khoan cắt được sử dụng để cắt và loại bỏ các phần vỏ khỏi giếng khoan. Chúng rất cần thiết cho các hoạt động can thiệp và sửa chữa giếng.

• Các ứng dụng: Được sử dụng để phay các phần của vỏ hoặc ống để tiếp cận các phần khác nhau của giếng.

7. Bit thon

Các mũi khoan thon có hình dạng hình nón và được sử dụng trong một số loại khoan nhất định khi cần có hình dạng lỗ khoan cụ thể.

• Các ứng dụng: Thường được sử dụng ở các giếng nông hoặc giếng thăm dò.

8. Mũi khoan

Mũi doa được sử dụng để phóng to lỗ khoan hiện có. Chúng có thể làm phẳng những điểm bất thường và đảm bảo đường kính giếng đáp ứng các thông số kỹ thuật.

• Các ứng dụng: Hữu ích trong cả hoạt động khoan và bảo trì giếng.

9. Bit hình nón

Các bit hình nón, còn được gọi là các bit lưỡi, được sử dụng để khoan các dạng mềm đến trung bình. Chúng ít phổ biến hơn nón lăn hoặc bit PDC.

• Đặc trưng: Thường được sử dụng trong điều kiện địa chất cụ thể.

Làm thế nào để chọn một mũi khoan?

Việc lựa chọn mũi khoan thích hợp phụ thuộc vào một số yếu tố:

• Loại đội hình: Các thành tạo đá mềm, trung bình hoặc cứng yêu cầu các loại bit khác nhau.
• Điều kiện giếng: Độ sâu, áp suất, nhiệt độ và sự hiện diện của chất lỏng hoặc khí có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn mũi khoan.
• Hiệu quả chi phí: Cân bằng giữa chi phí của mũi khoan với hiệu suất và độ bền của nó.

Các loại thép của mũi khoan là gì?

Các loại thép được sử dụng trong mũi khoan được lựa chọn dựa trên tính chất cơ học của chúng và các điều kiện khoan mà chúng sẽ gặp phải. Các bộ phận khác nhau của mũi khoan, chẳng hạn như thân, hạt dao và các bộ phận khác, được làm từ các loại thép hoặc hợp kim cụ thể để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất và độ bền. Dưới đây là các loại thép và vật liệu chính được sử dụng trong mũi khoan:

1. Con lăn hình nón

• Các lớp thép cơ thể:
  • AISI 4145H: Đây là loại thép hợp kim cường độ cao mang lại độ dẻo dai và chống mài mòn tốt. Nó thường được sử dụng cho phần thân của bit.
  • AISI 4130: Một loại thép hợp kim khác có độ bền và độ dẻo dai tốt, thường được sử dụng làm thân mũi khoan và các bộ phận kết cấu khác.
• Chèn tài liệu:
  • Chèn cacbua: Được làm từ cacbua vonfram, những hạt dao này được sử dụng để tăng độ cứng và chống mài mòn. Chúng không phải là thép nhưng thường được kết hợp với thép trong cấu tạo của mũi khoan.

2. Bit PDC

• Các lớp thép cơ thể:
  • AISI 4145H: Thép cường độ cao được sử dụng cho thân mũi khoan, mang lại độ bền và khả năng chịu đựng các điều kiện khoan khắc nghiệt.
  • AISI 4330V: Thép hợp kim cao mang lại độ bền và độ bền vượt trội, được sử dụng trong các ứng dụng cần có khả năng phục hồi cao hơn.
• Thân ma trận:
  • Ma trận tổng hợp: Một số bit PDC sử dụng thân ma trận được làm bằng vật liệu composite, là sự kết hợp giữa cacbua vonfram và chất kết dính kim loại. Vật liệu ma trận này không phải là thép nhưng có khả năng chống mài mòn và độ bền tương tự.

3. Bit kim cương

• Các lớp thép cơ thể:
  • AISI 4145H: Được sử dụng trong các mũi khoan kim cương vì độ dẻo dai và độ bền của nó, thích hợp để xử lý các điều kiện khắc nghiệt khi khoan đá cứng.
• Thân ma trận:
  • Kim cương hàn hoặc thiêu kết: Đối với các mũi khoan có đoạn kim cương, các đoạn này thường được gắn vào thân thép hoặc ma trận.

4. Bit lõi

• Các lớp thép cơ thể:
  • AISI 4145H: Thường được sử dụng cho cơ thể do sức bền và khả năng chịu được môi trường khoan.
  • AISI 4340: Thép cường độ cao được sử dụng cho các bit lõi đòi hỏi độ bền cao hơn.
• Thùng cốt lõi:
  • Thép cứng: Thùng lõi thường được làm từ thép cường độ cao với bề mặt cứng để tăng cường khả năng chống mài mòn.

5. Mũi búa

• Các lớp thép cơ thể:
  • AISI 4145H: Dùng cho thân mũi khoan để xử lý lực tác động sinh ra trong quá trình khoan.
  • AISI 4340: Một loại thép khác được biết đến với độ dẻo dai, thường được sử dụng trong các ứng dụng chịu tải nặng.

6. Bit đặc biệt

• Phần Mill Bits:
  • AISI 4145H: Thường được sử dụng vì độ dẻo dai và khả năng chịu được quá trình xay xát.
• Bit côn và mũi khoan:
  • AISI 4130 hoặc 4145H: Các loại thép được sử dụng dựa trên các yêu cầu cụ thể của ứng dụng mũi khoan.