​Analiza mechanizmu regulacji ciśnienia w hydraulicznych wielofunkcyjnych platformach wiertniczych

Analiza mechanizmu regulacji ciśnienia w hydraulicznych wielofunkcyjnych platformach wiertniczych

Podczas korzystania w pełnihydrauliczna wielofunkcyjna wiertnicazawsze stosowany jest mechanizm regulacji ciśnienia. Czym więc dokładnie jest mechanizm regulacji ciśnienia i jaką odgrywa kluczową rolę w działaniu w pełni hydraulicznej wielofunkcyjnej wiertnicy?

Jak sama nazwa wskazuje, mechanizm regulacji ciśnienia to urządzenie regulujące wartości ciśnienia, aby pomóc wiertni w osiągnięciu pracy z dużymi prędkościami. Odgrywa kluczową rolę w całym procesie wiercenia. Przeanalizujmy jego funkcję za pomocą wzoru teoretycznego. Rozsądny nacisk osiowy dla wierteł wgłębnych przy niskim ciśnieniu powietrza (DTH) można obliczyć za pomocą następującego wzoru empirycznego:

Przy obliczaniu skorygowanej siły ciągu (docisku) podczas wiercenia wiertłem DTH ciężar własny elementów wiertniczych (w tym narzędzi wiertniczych i mechanizmu dopływu powietrza obrotowego) wywiera siłę na dno otworu (dodatnią przy wierceniu w dół, ujemną przy wierceniu do góry). Siła ta wpływa na wielkość rozsądnego nacisku osiowego. Dodatkowo podczas wiercenia występuje opór tarcia pomiędzy rurą wiertniczą a ścianą otworu.

Dlatego wiertarka DTH musi być wyposażona w mechanizm regulacji nacisku, który reguluje siłę (pchnięcie) wywieraną na narzędzia wiertnicze. Jeżeli obliczona wartość P jest ujemna, oznacza to, że napór osiowy wywierany przez ciężar własny elementów wiertniczych na dno otworu przekracza wymagany nacisk P. W takim przypadku należy zastosować mechanizm regulacji ciśnienia, aby zmniejszyć ciśnienie. I odwrotnie, gdy P jest dodatnie, należy zastosować dodatkowe ciśnienie. Gdy P wynosi zero, oznacza to, że sam ciężar własny elementów wiertniczych jest wystarczający do rozsądnego wiercenia i nie jest wymagana regulacja ciśnienia.  

Istotna jest także prędkość obrotowa narzędzi wiertniczych.hydrauliczna wielofunkcyjna wiertnicaKażde uderzenie wiertła może rozbić tylko określony zakres skał. Jeśli prędkość obrotowa jest zbyt wysoka, niektóre występy skalne mogą pozostać nieprzerwane pomiędzy uderzeniami, zwiększając moment oporu obrotowego, zaostrzając wibracje narzędzia i przyspieszając zużycie wiertła. To nie tylko zmniejsza wydajność wiercenia, ale może również prowadzić do wypadków związanych z zakleszczeniem wiertła. Z drugiej strony, jeśli prędkość obrotowa będzie zbyt mała, może dojść do powtarzającego się zmiażdżenia, co nie pozwoli w pełni wykorzystać energii uderzenia wiertła i w rezultacie zmniejszy prędkość wiercenia.