Alatan Utama untuk Lubang Dalam: Panduan Komprehensif untuk Pengelasan dan Aplikasi Bit Kon Penggelek dan Bit Berlian

01 Mata Kon Penggelek: Alat Serbaguna untuk Menyesuaikan Diri dengan Formasi

Sejak kemunculannya pada tahun 1909, bit kon penggelek telah menjadi jenis bit yang paling banyak digunakan dalam penggerudian berputar. Reka bentuk struktur berbilang konnya yang unik membolehkannya menyesuaikan diri dengan pelbagai keadaan pembentukan, daripada lembut hingga sangat keras.

Komposisi Struktur dan Teknologi Teras

Bit kon penggelek terdiri daripada lima komponen teras:

• Badan Bit: Tiga kaki kon dikimpal bersama, dengan benang sambungan di bahagian atas.
• Kon Penggelek: Badan logam kon dengan gigi giling atau gigi sisipan di permukaan.
• Sistem Galas: Terdiri daripada empat set galas: galas besar, sederhana, kecil dan tujahan.
• Nozel: Biasanya 3-4 bilangan, dengan diameter 7-14 mm.
• Sistem Penyimpanan dan Pengedap Minyak: Cincin pengedap getah atau logam yang digabungkan dengan peranti pampasan tekanan.

Antaranya, teknologi pengedap galas merupakan satu kejayaan teknologi utama untuk bit kon penggelek. Bit moden menggunakan sistem pampasan tekanan penyimpanan minyak, yang mengekalkan keseimbangan dinamik antara tekanan minyak dalam rongga galas dan tekanan lajur bendalir penggerudian bawah lubang melalui komponen seperti lubang penghantaran tekanan, diafragma pampasan tekanan dan cawan minyak.

Sistem Pengelasan dan Pengekodan IADC

Persatuan Kontraktor Penggerudian Antarabangsa (IADC) telah membangunkan piawaian pengelasan seragam global untuk bit kon penggelek, menggunakan sistem pengekodan tiga digit:

Digit Pertama: Jenis gigi dan formasi yang berkenaan

1: Gigi giling, formasi lembut

2: Gigi giling, formasi sederhana hingga sederhana keras

3: Gigi giling, formasi keras dan kasar

5: Masukkan gigi, formasi lembut hingga sederhana

6: Masukkan gigi, formasi sederhana keras

7: Masukkan gigi, formasi keras dan kasar

8: Masukkan gigi, formasi yang sangat keras dan sangat kasar

Digit Kedua: Pembahagian kekerasan formasi (Gred 1-4; nombor yang lebih tinggi menunjukkan formasi yang lebih keras)

Digit Ketiga: Ciri-ciri struktur bit

4: Galas penggelek tertutup

6: Galas gelongsor tertutup

7: Galas gelongsor tertutup + perlindungan tolok sisipan

8: Mata gerudi pesongan untuk penggerudian berarah

Sistem Pengelasan IADC Ringkas untuk Bit Kon Penggelek

Mekanisme Pemecahan Batu dan Ciri-ciri Gerakan

Semasa operasi, bit kon penggelek mempamerkan tiga jenis gerakan komposit:

• Revolusi: Kon berputar mengikut arah jam dengan keseluruhan bit.
• Putaran: Gigi berputar lawan arah jam di sekitar paksi kon.
• Gelongsor: Termasuk gelongsor jejarian dan tangensial.

Gerakan komposit ini mencapai kesan pemecahan batu berganda:

1.Kesan Hentaman Hentaman: Sentuhan berselang-seli gigi tunggal dan berganda dengan lubang bawah menghasilkan getaran membujur, menghasilkan beban hentaman.

2.Kesan Ricikan Gelongsor: Ricikan batuan dicapai melalui reka bentuk struktur overhang, kon berganda dan ofset.

Strategi Pemilihan dan Pemadanan Pembentukan 

Prinsip asas untuk memilih bit kon penggelek berdasarkan sifat batuan:

• Formasi Lembut: Pilih bit dengan struktur ofset, overhang dan kon berganda, dilengkapi dengan gigi giling atau sisipan yang tinggi, lebar dan jarang.
• Formasi Sederhana-Keras: Kurangkan nilai ofset, overhang dan kon berganda; gunakan gigi pendek, sempit dan padat.
• Formasi Keras dan Lelas: Gunakan penggelek kon tunggal tanpa overhang atau ofset, dilengkapi dengan gigi bebola atau gigi bebola kon.
• Formasi Rawan Pesongan: Pilih bit bergigi pendek tanpa ofset atau ofset kecil, dan tiada gigi tolok.
• Formasi Lembut dan Keras Berselang-seli: Pilih jenis mata bor berdasarkan batuan yang lebih keras dan laraskan parameter secara dinamik semasa penggerudian.

Respons terhadap Syarat Kerja Khas

• Lubang Tebuk Kecil (<177 mm): Gunakan bit kon penggelek tunggal, yang mempunyai kon, gigi dan galas yang lebih besar untuk kekuatan yang lebih tinggi.
• Penggerudian Berarah: Pilih bit pesongan khas dengan digit ketiga kod IADC ialah 8. 

02 Mata Berlian: Alat Berkuasa untuk Formasi Keras 

Sebagai bahan paling keras dalam alam semula jadi, berlian mempunyai kekerasan Mohs Gred 10, kekuatan mampatan sehingga 8800 MPa, dan rintangan haus 9000 kali ganda daripada keluli. Dengan memanfaatkan sifat ini, mata berlian telah menjadi alat terbaik untuk menangani formasi keras.

Sistem Pengelasan dan Evolusi Teknologi

Bit berlian moden terbahagi kepada tiga jenis:

1.Bit Berlian Set Permukaan

• Zarah berlian terdedah pada permukaan matriks.
• Sesuai untuk formasi sederhana keras hingga keras.
• Pengelasan saiz zarah berlian:
• Formasi lembut: 2 butiran setiap karat (gpc) (saiz zarah lebih kurang 4 mm)
• Formasi sederhana keras: 3-4 gpc (saiz zarah lebih kurang 3.6 mm)
• Formasi keras: 10-15 gpc (saiz zarah lebih kurang 2.0 mm)

2.Bit Berlian Berimpregnasi

• Berlian diresapi di dalam matriks (60-400 gpc).
• Sesuai untuk formasi keras dan kasar (cth., batu api, dolomit silika).
• Pengasahan berlian sendiri dicapai melalui haus matriks.

3.Bit PDC (Bit Padat Berlian Polikristalin)

• Mula diperkenalkan oleh General Electric (GE) dari Amerika Syarikat pada tahun 1973.
• Struktur padat: Lapisan berlian + substrat karbida bersimen.
• Sesuai untuk formasi homogen lembut hingga sederhana keras.

Reka Bentuk Struktur dan Parameter Teras

Bit berlian menggunakan reka bentuk bersepadu tanpa bahagian yang bergerak, terutamanya termasuk:

• Badan Keluli: Diperbuat daripada keluli karbon sederhana, dengan benang sambungan di bahagian atas.
• Matriks: Serbuk tungsten karbida + logam ikatan berasaskan kuprum, dengan gred kekerasan HRC 30-45.
• Elemen Pemotongan: Berlian asli/sintetik atau padat PDC.
• Struktur Hidraulik: Aliran air dan saluran aliran (jejari, lingkaran, dll.).

Parameter Reka Bentuk Utama

• Kepekatan Berlian: Dilaraskan berdasarkan kekasaran formasi; kepekatan yang lebih tinggi untuk formasi yang lebih kasar.
• Ketinggian Penonjolan:
• Formasi lembut: 1/3 daripada saiz zarah
• Formasi keras: 1/6-1/10 daripada saiz zarah
• Bentuk Bibir:
• Berdasar rata: Untuk formasi homogen
• Melengkung: Untuk formasi keras
• Bergerigi: Untuk formasi kasar

Mekanisme Pemecahan Batu dan Tindak Balas Pembentukan

Kaedah pemecahan batu bagi bit berlian berbeza-beza mengikut sifat pembentukan:

Formasi Plastik (cth., batu lumpur, gipsum): Sama seperti proses "membajak"; berlian menembusi formasi untuk menyebabkan aliran plastik batu.

Formasi Rapuh (cth., batu pasir kuarza): Lubang penghancuran volumetrik dibentuk, dengan saiz pemotongan 2-4 kali ganda unjuran berlian, menghasilkan kecekapan yang tinggi.

Batuan Keras (cth., batu api, batu silika): Mata gerigi yang diresapi digunakan, dan pemecahan batuan dicapai melalui pemotongan mikro dan calar, sama seperti lelasan roda pengisar.

Kelebihan dan Had Teknikal Bit PDC

Sebagai produk revolusioner dalam keluarga mata berlian, mata PDC mempunyai kelebihan unik:

Ciri-ciri Struktur

Bit PDC Badan Keluli: Keluli karbon sederhana bersepadu dengan rawatan pengerasan permukaan.

Bit PDC Matriks-Badan: Badan keluli atas + matriks tungsten karbida bawah, menawarkan prestasi yang lebih baik.

Reka Bentuk Profil

Parabola: Untuk formasi lembut, membolehkan rakaman dan kadar penggerudian yang tinggi.

Bulat: Untuk penggerudian meja putar, memudahkan penembusan antara lapisan keras.

Kon: Untuk penggerudian berkelajuan tinggi, dengan prestasi penembusan yang baik.

Had Aplikasi

Tidak sesuai untuk formasi kerikil dan formasi lembut-keras berselang-seli.

Had rintangan suhu (haus meningkat melebihi 350℃; kegagalan kekuatan berlaku pada 700℃).

Rintangan hentaman yang lemah; keretakan tepi bit baharu mudah berlaku.

Jadual Perbandingan Formasi yang Berkenaan untuk Bit Berlian

03 Panduan Pemilihan Saintifik: Formasi yang Padanan dan Keperluan Operasi

Peraturan Emas untuk Pemilihan Bit Kon Roller

Pemadanan Kekerasan Pembentukan

Formasi lembut: Pilih bit dengan struktur ofset, overhang dan kon berganda yang tinggi, dilengkapi dengan gigi berbentuk baji atau berbentuk sudu.

Formasi keras: Mengamalkan struktur kon tunggal, tidak ofset, dilengkapi dengan gigi bebola atau gigi bebola kon.

Tindak Balas terhadap Kekasaran

Untuk formasi yang kasar, gunakan mata sisipan dengan gigi tolok.

Jika gigi baris luar bulat manakala gigi tengah menunjukkan sedikit haus, bit seterusnya harus direka bentuk dengan perlindungan tolok yang dipertingkatkan.

Langkah-langkah Penanggulangan untuk Syarat Kerja Khas

Formasi yang mudah terpesong: Pilih bit bergigi pendek tanpa ofset atau ofset kecil; kebolehsuaian formasi hendaklah sedikit lebih lembut daripada formasi sebenar.

Formasi lembut-keras berselang-seli: Pilih bit berdasarkan batuan yang lebih keras dan laraskan parameter secara dinamik semasa penggerudian.

Penggerudian bahagian telaga dalam: Gunakan mata gerudi dengan jumlah rakaman yang tinggi untuk mengimbangi kehilangan masa pelantikan.

Strategi Pemilihan untuk Mata Berlian

Syarat-syarat Berkenaan untuk Bit PDC

Senario optimum: Formasi lembut hingga sederhana keras yang panjang dan homogen (contohnya, syal, batu lumpur, gipsum).

Senario yang dilarang: Formasi kerikil, sela-sela batu api, formasi lembut-keras sela-sela.

Tetapan parameter: WOB rendah (30-60 kN), RPM tinggi (100-300 rpm), kadar aliran yang besar.

Syarat-syarat Berkenaan untuk Bit Berlian Semula Jadi/Sintetik

Formasi keras hingga sangat keras (contohnya, granit, batu pasir kuarza).

Formasi yang sangat kasar (contohnya, batu api, dolomit silika).

Penggerudian turbin, telaga dalam/ultra dalam dan operasi pengecoran.

Keperluan Khas untuk Bit Teras

Bit teras kon penggelek: Reka bentuk kon empat penggelek (kon/silinder) atau kon enam penggelek (silinder penuh).

Bit teras berlian: Memerlukan mata pemotong yang diagihkan secara simetri dengan rintangan haus yang konsisten.

Penunjuk utama: Konsentrisiti antara lubang dalam dan bulatan luar untuk mengelakkan ovalisasi teras.

Penghakiman dan Pengendalian Anomali Dasar Lubang

Pengenalpastian Keadaan Kerja Bit Kon Roller

Kerosakan Bearing: Goncangan meja putar secara berkala, bertambah buruk di bawah WOB yang tinggi, kadar penggerudian berkurangan tetapi tekanan pam normal.

Kehilangan Kon: Lekatan penggerudian yang teruk, turun naik penunjuk berat yang ganas, perubahan kedalaman pelantak apabila menarik tali gerudi ke atas.

Haus Gigi: Beban meja putar berkurangan, tiada goncangan, penurunan kadar penggerudian yang ketara.

Pantang Larang Penggunaan untuk Bit Berlian

Lubang bawah mesti dibersihkan sebelum menjalankan mata bor ke dalam lubang untuk memastikan tiada serpihan logam yang tinggal.

Mulakan penggerudian dengan WOB kecil dan RPM rendah untuk “break-in” (pengkondisian lubang bawah 0.5 m).

Elakkan operasi penalaan semula; jika perlu, gunakan WOB rendah dan RPM rendah untuk operasi yang seragam.

Hubungi:Jessie Zhou
Telefon Bimbit/Whatsapp:+0086-18109206861
Web:www.landrilltools.com