код износа долот pdc
Руководство по оценке износа долот типа PDC в промысловых условиях
Guide to dull grading for PDC bits in field conditions
Ya. MYASNIKOV, A.Ionenko, S. Gadzhiev, A. Lipatnikov, Ye. LEONOV, «PetroEngineering» ISK» LLC
На основании теоретических исследований и данных, полученных ООО «ИСК «ПетроИнжиниринг» при оказании услуг сервисного сопровождения на площадях Западной Сибири, авторами разработано новое руководство по оценке износа долот типа PDC. Предлагаемый подход позволяет оценить поэлементно и в целом степень износа долота PDC и принять обоснованное решение о его дальнейшей эксплуатации, ремонтопригодности или утилизации.
The article deals with questions of dull grading for PDC bits in field conditions. On the basis of the data received by LLC «ISC «PetroEngineering» at drill bit servicing in Western Siberia and theoretical researches a new guide to dull grading for PDC bits is developed by authors.
В последние десятилетия при бурении скважин широкое применение получили безопорные долота с поликристаллическими алмазными резцами типа PDC. Учитывая высокую стоимость, достигающую 1,5 млн руб., и большую производительность (проходка на долото до 14 тыс. м) долот PDC и их существенную особенность – ремонтопригодность, разработано специальное руководство по визуальной оценке износа долот PDC. В руководстве на основе технико-экономических показателей все отрабатываемые долота по степени износа разделены на три группы: из пригодных для работы, нуждающихся в ремонте и утилизируемых. 
Сегодня для оценки износа долот PDC применяются коды ВНИИБТ [1] и IADC [2, 3]. Однако они не рассматривают ремонтопригодность долот и являются избыточными по содержанию, что затрудняет оператору принимать обоснованное решение о степени износа долота и дальнейшем его использовании. При этом код ВНИИБТ (1978 г.) по аналогии с более ранним руководством AAODC [4, 5] был хронологически разработан для описания износа шарошечных долот и оказался малопригоден для характеристики износа долот PDC. Код IADC [2, 3] в редакции 1987 г., в основном, предназначен для производителей долот, совершенствующих свое изделие, а не для потребителей, которым важнее наиболее эффективно отработать инструмент в заданном геологическом разрезе и сложившихся технико-технологических условиях. Большое количество показателей основных и второстепенных видов износа, характеризующих состояние долота, вместе с отсутствием четких, понятных эксперту рекомендаций при принятии решения о пригодности долота к дальнейшей работе затрудняет использование кода IADC для визуальной оценки износа долот в промысловых условиях. В частности, момент окончания отработки долота PDC по коду IADC является произвольным решением каждого оператора, который полагается не столько на полученные в результате осмотра многочисленные показатели износа, сколько на свой опыт, знания и интуицию.
Ниже представлено новое руководство по оценке износа долот типа PDC в промысловых условиях, которое разработано на основании визуальных наблюдений за износом более чем двухсот долот при оказании услуг сервисного сопровождения ООО «ИСК «ПетроИнжиниринг» на площадях Западной Сибири, анализа базы данных отработки (дефектоскопических актов, сметной документации по ремонту долот, карточек отработки долот) и существующих способов оценки износа долот. В руководстве также учтены мнения сотрудников различных компаний, занимающихся отработкой, производством и/или ремонтом долот PDC.
Технико-экономический анализ перечисленных выше исходных данных показал, что по состоянию все отрабатываемые долота можно распределить в три области по степени износа: пригодные для работы, нуждающиеся в ремонте и утилизируемые (табл. 1). Положение границ области ремонтопригодных долот найдено на основе экономических расчетов рентабельности их ремонта. Левая граница области выбрана так, чтобы стоимость ремонта не превышала 20 – 30% от стоимости нового долота при сохранении механических показателей отработки отремонтированного долота на уровне нового. Правая – обусловлена тем, что начиная с некоторого состояния долота, износ его прогрессирует особенно быстро, в результате чего стоимость ремонта достигает стоимости нового долота. Таким образом, при визуальной оценке состояния долот PDC необходимо различать три основные области износа с двумя границами области износа ремонтопригодных долот (табл. 1).
Код износа долот pdc
Экспертная оценка состояния долота или бурильной головки является основным инструментом, позволяющим проанализировать предстоящий объем работ по восстановлению и дать рекомендации по повышению эффективности его дальнейшего использования.
Часто в ходе экспертной оценки удается выявить износ отдельных элементов, который не был отмечен специалистами заказчика в процессе предварительного осмотра. Окончательная стоимость реставрационных работ зависит от определения текущего состояния долота и согласования с заказчиком комплекса работ, направленных на профилактику активного износа. Поэтому очень важно прийти к общему пониманию причинно-следственных связей определяющих характер износа долота, ставшего причиной прекращения его использования.
Большое значение для принятия правильного решения относительно динамики износа имеет информация, предоставляемая полевыми инженерами в виде кодов износа IADC и фотоотчетов, позволяющих более наглядно представить состояние отдельных конструктивных элементов и вооружения.
В отчетах по отработке долота используют описание износа основанное на системе кодировки IADC. Благодаря общепринятым стандартам, эта система позволяет получить общее представление о состоянии отработанного породоразрушающего инструмента и его соответствии условиям применения. Вся информация в виде стандартных кодов вносится в итоговую таблицу. При описании долот с фиксированными резцами, к которым относятся долота, оснащенные PDC, графа 5 «состоянии опоры» не заполняется.
Таблица кодировки IADC
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Износ резцов внутреннего ряда | Износ резцов внешнего ряда | Первичный износ | Область износа | Состояние опоры | Потеря диаметра | Вторичный износ | Причина подъема |
| X |
Коды износа элементов
| код | описание |
|---|---|
| WT | Изснос резцов |
| BT | Сломанные зубки/резцы |
| CT | Дробление/сколы резцов |
| DL | Расслоение резцов |
| HC | Перегрев резцов |
| BF | Разрушение слоя пайки резцов |
| LT | Потеря резцов |
| NO | Нет износа |
| RR | Долото в рабочем состоянии |
| LN | Потеря насадки |
| PN | Закупорка насадок |
| ER | Эрозия корпуса долота |
| WO | Размыв корпуса долота |
| JD | Работа по металлу |
| CR | Кернование |
| RO | Кольцевой износ |
| BU | Зашламовывание долота |
| NR | Не подлежит дальнейшей работе |
Коды причины
| код | описание |
|---|---|
| BNA | Смена КНБК |
| LIN | Оставлено в скважине |
| CM | Обработка раствора |
| LOG | Геофизические работы |
| CP | Отбор керна |
| PP | Изменение давления на стояке |
| DMF | Отказ забойного двигателя |
| PR | Падение скорости проходки |
| RIG | Ремонт бурового станка |
| DSF | Проблемы с буровой колонной |
| TD | Достижение проектной глубины |
| DST | Пластовые испытания |
| TQ | Рост крутящего момента |
| DTF | Отказ погружного инструмента |
| TW | Обрыв труб |
| FM | Смена пород |
| WC | Погодные условия |
| HR | Временной лимит |
| WO | Промыв бурильных труб |
В ряде случаев, возникают сложности с заполнением итоговой таблицы и выбором соответствующей кодировки для описания состояния долота. В частности, такие сложности возникают при определении кодировки первичного и вторичного износа.
В графе 3 «первичный износ» указывается износ элементов режущей структуры или существенный износ конструктивных элементов, характеризующий состояние долота после последнего подъема.
В графе 4 «вторичный износ» указываются коды изменения состояния корпуса долота и разрушения элементов режущей структуры, определяющие возможность его дальнейшего применения.
Например, значительный износ резцов или их выпадение в качестве «первичного износа» будет напрямую связано с образованием кольцевого износа, как элемента «вторичного износа», не допускающего дальнейшего использования долота. Таким образом, можно проиллюстрировать целый ряд взаимосвязанных ситуаций, для большинства из которых определяющим фактором будет служить характер износа вооружения.
Внутренние и внешние резцы
Резцы на долоте делятся на две группы: «внутренние» (2/3 радиуса долота от центра) и «внешние» (оставшаяся 1/3 радиуса долота). Для бурголовок осевая линия соответствует краю внутреннего отверстия. Для бицентричных долот к «внутренним» относятся все резцы пилотной секции.
Смотрите также
Служба работы с клиентами:
8 (987) 103–00–40
Я даю свое согласие ООО «Технодрил», с местом нахождения: 450051, РФ, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул. Тимашевская 3/2 (далее — Технодрил), на сбор, запись, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, обезличивание, блокирование, удаление и уничтожение, в том числе автоматизированные, своих персональных данных в специализированной электронной базе данных о моих контактных данных, которые могут быть использованы Технодрил при информировании меня о продуктах и услугах, предложения мне продуктов и услуг Технодрил при условии гарантии неразглашения данной информации третьим лицам.
Я согласен на предоставление мне информации и предложение продуктов путем направления почтовой корреспонденции, посредством электронной почты, телефонных обращений, SMS-сообщений.
Данное согласие действует с момента подписания настоящего заявления в течение срока предоставления Технодрил услуг и пяти лет после прекращения указанных услуг. По истечении указанного срока действие настоящего заявления считается продленным на каждые следующие пять лет при отсутствии у Технодрил сведений о его отзыве.
Успешно отправлено
Ваше сообщение успешно отправлено. Наш менеджер перезвонит вам.
Спасибо за внимание, проявленное к компании «Технодрил».
БУРИНТЕХ
Научно-производственное предприятие «БУРИНТЕХ» основано в 1999 году и в настоящее время является крупнейшим разработчиком и производителем конкурентоспособного в мире инструмента для бурения и ремонта нефтяных, газовых и горнорудных скважин.
НПП «БУРИНТЕХ» предоставляет широкий спектр нефтесервисных услуг, как в комплексе, так и по отдельности.
Компания осуществляет свою деятельность на территории 28 субъектов Российской Федерации.
Наша продукция поставляется в страны СНГ, Ближний Восток, Северную Африку, Европу и Северную Америку.
На предприятии разработана, внедрена и успешно функционирует интегрированная система менеджмента, сертифицированная на соответствие требованиям ISO 9001:2015 (ГОСТ Р ИСО 9001-2015), ISO 14001:2015 (ГОСТ Р ИСО 14001-2016), ISO 45001:2018 (ГОСТ Р ИСО 45001-2020), API Q1, API Spec.7-1.
В разделе представлены новости компании.
Мы всегда рады видеть в нашем коллективе людей, способных решать нестандартные задачи, управлять изменениями и достигать результатов.
В данном разделе Вы можете оставить свое резюме на рассмотрение. Мы ценим такие качества как инициативность, обучаемость, стремление к профессиональному развитию и ориентированность на результат.
Официальные отзывы компаний-заказчиков о работе нашего инструмента и качестве сервисных услуг.
Достигнутые рекордные показатели при использовании нашей продукции.
Наши статьи опубликованные в различных журналах и газетах.
Узнайте больше о продукции и услугах компании.
Классификация шарошечных, PDC, алмазных долота и бурильных головок по коду IADC.
Политика в области безопасности труда, экологическая политика, антиалкогольная и антинаркотическая политика.
В разделе представлены стандарты предприятия управления безопасностью труда.
Руководство предприятия уделяет особое внимание экологическому аспекту производства, выступает за рациональное использование природных ресурсов.
В разделе представлены спрос и предложения компании
Патенты, принадлежащие ООО НПП «БУРИНТЕХ» и подтверждающие уникальность наших разработок и технологий.
Износ буровых долот по международной системе кодов IADC
Нижеприведенные символы пригодны для описания износа всех типов буровых долот:
Подшипник скольжения, карбид- вольфрамовые зубки и фрезерованные зубья
Роликовый подшипник, карбид- вольфрамовые зубки и фрезерованные зубья
Открытая опора (стандартный роликовый подшипник)
С натуральными алмазами
С резцами из поликристаллических алмазов
С резцами из термоустойчивых поликристаллических алмазов
| Режущая структура | Износ опоры | Износ по диаметру | Примечание | ||||
| Внутренние Ряды ( I ) | Наружные ряды ( 0 ) | Характер Износа ( D ) | Местополо- Жжение ( L ) | Уплотнение Подшипника ( B ) | Измеринный износ в 1/16” ( G ) | Другие типы износа ( 0 ) | Причина подъема ( R) |
Колонка 1 ( I ) – Режущая структура – Внутренние 2/3 долота, используются для описания состояния режущих элементов, не касающихся стенки скважины ( внутренние )
В колонках ( I ) и (О). Для описания состояния режущей структуры применяется линейная шкала в диапазоне от 0 до 8.
Для долот с фрезерованными зубьями
· 8 – полный износ зуба
Для долот с твердосплавными вставками измерение износа твердосплавных вставок.
· 8 – полный износ зуба
Пример: У долота отсутствует половина вставок внутренних рядов в следствии слома или утери, а остальные вставки внутреннего ряда имеют 50% износ по высоте вставки в следствии истирания. Такое долото описывается как имеющее степень износа 6 вооружения внутренних рядов ( в колонке 1 ). Если в наличии все зубки внешнего ряда, но они изношены истиранием до половины своей первоначальной высоты, правильным будет поставить 4 в колонку 2.
Другие характеристики износа.
| Код | Вид износа. |
| *BC | Слом шарошки |
| BF | Отлом алмаз. пластины по шву |
| BT | Слом зубьев ( резцов ) |
| BU | Сальникообразование на долоте |
| *CC | Трещина в шарашке |
| *CD | Истирание заклининой шарошки |
| CI | Взаимозацепление шарошек |
| CR | Потеря центра шарошки |
| CT | Скол зубьев |
| ER | Эрозийный износ |
| FC | Затупление верхушек зубьев |
| HC | Следы перегрева резца ( трещиноватость ) |
| JD | Работа по металлу |
| *LC | Потеря шарошки |
| LN | Потеря насадки |
| LT | Потеря зубков или резцов |
| OC | Эксцентричный износ долота |
| PB | Механическое повреждение при СПО |
| PN | Забитая насадка |
| RG | Износ по внешнему диаметру (сглаженный наружний венец ) |
| RO | Кольцевая канавка |
| SD | Разрушение козырька лапы |
| SS | Самозатачивание зубьев ( резцов ) |
| TR | Трекинг ( отпечаткизубцов на теле шарошки ) |
| WO | Размыв корпуса долота |
| WT | Износ зубьев/резцов |
| NO | Нормальный износ |
*- покажите номер или номера шарошек в графе местоположение ( L), колонка 4
Колонка 4 (L) –Местоположение основного износа долота указывается цифрой или буквенным индексом обозначающим местоположение описанного типа износа вооружения:
Номер или номера шарошек
Местоположение описывается следующим образом.
Номера шарошек определяются следующим образом.
На шарошке № 1 находится центральный элемент вооружения, шарошки № 2 и №3 расположены по часовой стрелке после шарошки № 1 ( вид сверху на долото стоящее на резьбе )
0 – ресурс подшипника не использован ( состояние новой опоры )
8 – ресурс подшипника использован полностью ( шарошка заклинена или утеряна )
Долота с герметизированной опорой ( фрикционный или антифрикционный подшипник )
Е – уплотнения не нарушены
I— Номинальный размер
Уменьшение внешнего диаметра измеряется в 1/16 дюйма. Для шарошечных долот применяется правило «две трети»
1/16 – 1/16 дюйма отклонение от номинальных размеров
2/16 – 1/8 дюйма отклонение от номинальных размеров
10/10 – 10/10 дюйма отклонение от номинальных размеров
Износ долота по диаметру – разница диаметров нового долота и изношенного, умноженная на 2/3.
замер производится специальным мерным кольцом.
требует, чтобы шаблон касался двух лап в наиболее выступающих их точках. Затем, замеренное расстояние между самой выступающей точкой третьей лапы и шаблоном умножается на 2/3 и округляется до ближайшей 16-й части дюйма с тем, чтобы указать точное значение износа по калибру.
Колонка 7 (О) –Второстепенный износ. Эта колонка используется для записи вторичной характеристики износа в дополнение к описанным в колонке 3 (D). Двухбуквенные коды, используемые в этой колонке приведены в разделе « Характеристики износа»
Например:основной износ долота произошел в следствии образования кольцевой выработки (это основной износ, записывается в колонку номер3), а так же, была потеряна насадка (данный износ записывается в колонку 7)
Колонка 7 может использоваться для записи кодов RR- пригодно для повторного использования, NR – не пригодно для повторного использования и других кодов из раздела
« Характеристики износа »
Колонка 8 (R)— Причина подъема долота:
BHA— замена
DMF— отказ в работе забойного двигателя
DSF— авария с бурильной колонной
LOG— проведение каротажа
CM— подготовка бурового раствора
CP— проведение отбора керна
DP— разбуривание цементных пробок
FM— изменение породы
HP— проблемы в скважине ( авария )
HR— ресурс долота ( подъем по времени )
PP— изменение давления на стояке
PR— потеря скорости проходки
RIG— ремонт буровой установки
TD— достижение проектной отметки
TQ— резкое увеличение крутящего момента
TW— потеря веса ( отворот инструмента )
WC— погодные условия
LIH— потеря инструмента на забое
Шифры долот и система кодов Международной ассоциации буровых подрядчиков (МАБП) для долот PDC
Породоразрушающие инструменты изготавливают большое количество фирм. Особенно это касается долот PDC. Только в Уфе разработкой и изготовлением таких долот занимаются три предприятия: ОАО «Азимут», НПП «Буринтех» и ОАО НПП «Бурсервис». Все предприятия имеют свои собственные условные обозначения породоразрушающих инструментов. Какая-либо унификация отсутствует. Поэтому за фирменным обозначением инструмента принято записывать код долота по системе МАБП. Английское обозначение системы – «code IADC». Породоразрушающие инструменты PDC не подразделяют на два класса, и у них нет опор, поэтому их код несколько отличается от кода шарошечных долот, который будет рассмотрен ниже.
В качестве примера рассмотрим шифры долот НПП «Буринтех» и ОАО «Волгабурмаш». Например, имеем шифр БИТ 215,9 ВТ 613… (code IADC S333). Аббревиатура БИТ – сокращенно «Буринтех»; цифры 215,9 – диаметр долота в мм; латинская буква В – шифр производителя (дублирует первые три буквы); буква Т означает, что долото относится к «серии управляемых долот» (эти долота могут использоваться при бурении с управлением кривизной); цифра 6 – шестилопастное долото; цифра 13 – диаметр основных резцов в мм; многоточием заменены дополнительные сведения (опции) о долоте.
В шифре долота ОАО «Волгабурмаш» все буквы латинские, например, 311,1 sFD 5 19 SM (A64) …Цифры311,1 –диаметр долота в мм; sFD – продуктовая серия; цифра 5 – количество лопастей; 19 – размеры резцов; буквы SМ – группа твердости горных пород; А64 – номер конструкции долота.
Зубки изготавливаются следующих диаметров:
Группы твердости горных пород обозначены латинскими буквами: группа S – мягкие горные породы;
группа SM – мягкие с прослоями пород средней твердости; группа M – горные породы средней твердости;
группа МН – средние с прослоями твердых горные породы. Продуктовые линии изготавливаемых долот PDC:
Fast Drill (FD) – для бурения вертикальных и наклонно направленных скважин, со стальным корпусом;
Smart Fast Drill (sFD) – для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, со стальным корпусом;
Fast Drill Matrix (FDM) – для бурения в осложненных условиях, с твердосплавным корпусом;
Side Track (ST) – зарезные долота.
Код Международной ассоциации буровых подрядчиков (IADC) состоит из четырех символов, обозначающих тип корпуса долота, тип горных пород, режущую структуру, тип профиля долота. Первый символ – буквенный, остальные – цифровые.
Код IADCдля долот PDC
Диаметр резцов PDC
Короткий «Рыбий хвост»
Первый буквенный символ кода обозначает материал корпуса долота (S, M, D) (таблица 5.7). Второй цифровой символ кода (1–8) характеризует тип горных пород, для которых предназначено долото. Категория 5 отсутствует. Третий цифровой символ кода характеризует режущую структуру (диаметр, тип резцов). Для горных пород категорий 1–4 долота оснащаются PDC резцами диаметром 8–19 мм, для горных пород категорий 6–8 – натуральными термостойкими поликристаллическими алмазами, их комбинацией и импрегнированными алмазами. Четвертый цифрой символ кода – профиль долота.
Устройство долот PDC и область их применения
Долота PDC, как и долота, оснащенные зерновыми алмазами и импрегнированные (см. рис. 5.11 и 5.12), состоят из головки 1 и переводника с присоединительной резьбой 2. Отличительной особенностью их является крепление переводника к голове сваркой или изготовление как одно целое. Наиболее существенно отличается головка долота. Головка может быть лопастной и корпусной. Лопастные головки могут иметь от трех до девяти лопастей. Общий вид пятилопастного долота производства ОАО «Волга-бурмаш » показан на рис. 5.1 а. Это долото имеет две полные и три укоро-ченные лопасти.
На рис. 5.18 приведен вид с торца шестилопастного долота фирмы «Хьюз Кристенсен». На головке 1 долота фрезерованием выполнены три полные 2 и три укороченные 3 лопасти. Передние кромки лопастей оснащены цилиндрическими резцами (зубками) 6. Лопасти долота имеют однорядное размещение резцов. Долота, предназначенные для разбуривания абразивных горных пород, могут иметь лопасти с двухрядным размещением резцов.
Рис. 5.18. Размещение вооружения и гидромониторных узлов долота PDC
Сзади за основным рядом зубков размещены цилиндрические зубки 5, рабочая поверхность которых параллельна поверхности забоя. Эти зубки предназначены для ограничения внедрения в горную породу зубков основных рядов с целью защиты их от перегрузки и снижения вибраций долота в результате неравномерного разрушения горной породы. На рис. 5.15 д показан другой вариант виброзащиты в виде зубков со сферической рабочей поверхностью (позиция 6), импрегнированной алмазами. Эти зубки могут быть заменены наплавляемыми бобышками из износостойких материалов.
Большое внимание уделяется схеме размещения гидромониторных насадок 6 для обеспечения наилучшей очистки забоя и охлаждения резцов. С этой целью при разработке конструкции долота осуществляется компьютерное моделирование движения промывочной жидкости в проемах между лопастями и выбор оптимального варианта. Поэтому странное на первый взгляд размещение насадок оказалось наиболее рациональным для данного долота.
В случае сужения ствола скважины над работающим долотом возможно его заклинивание при подъеме из скважины. Поэтому некоторые долота снабжаются системой updrill в виде выбуривающих резцов, устанавливаемых на верхней части лопасти как показано на рисунке 5.19 (позиция 5). Выбуривающее вооружение лопастей позволяет проводить обратную проработку скважины (расширение узких участков ствола) при подъеме инструмента с вращением и промывкой.
1 
5
Рис. 5.19. Лопасть долота, оснащенная резцом для проработки скважины «снизу-вверх»:
1 – корпус; 2 – лопасть; 3 – резец основного вооружения лопасти; 4 – калибрующая вставка; 5 – выбуривающий резец
Головка долота в основном выполняется из стали. В этом случае поверхности лопастей наплавляются твердым сплавом. Кроме того, головка может выполняться с матрицей из твердого сплава наподобие алмазных долот (см. рис. 5.9). Такие долота получили название «матричные». Они предназначены для бурения при промывке утяжеленными промывочными жидкостями, отличающимися высокой абразивностью.
Области применения долот PDC рассмотрим на примере долот БИТ, изготавливаемых ООО НПП «Буринтех» (таблица 5.7). Из таблицы видно, что долота PDC имеют от трех до девяти лопастей. Чем больше число лопастей, тем больше запас вооружения на износ, т.е. тем больше ресурс долота. В скобках приведены данные для случаев двухрядного оснащения лопастей резцами.
Нетрудно заметить, что число лопастей увеличивается в соответствии с увеличением твердости и абразивности горных пород, для которых предназначены долота. Рекомендуемая изготовителем нагрузка на долото зависит только от диаметра долота и ограничена как сверху, так и снизу. Исключение составляют трехлопастные долота.
Таблица 5.8
Особенности применения долот PDC разной конструкции