Tillämpning av PDC-bitteknik för luftkylning och borrning och urladdning
För närvarande, vid gasdräneringsborrhål för kolgruvor, uppnås borrkylning vanligtvis genom vatteninjektion eller luftinjektion, beroende på geologiska förhållanden och processkrav. Målet är att förhindra överdriven värmeuppbyggnad orsakad av höghastighetsrotationsfriktion, och därigenom undvika slitage, flisning eller förlust av PDC-skär.
Under vatteninjektionsborrning leder fluktuationer i injektionsvolymen och skillnader i formationens mjukhet ofta till blockering av borrhålen när vattenkänsligt berg expanderar. Dessutom visar vattenbaserad borrning ofta dålig återföring av borrkax i negativa vinklar och vertikala borrhål, vilket lätt kan utlösa fastklistring. Om borrningen avbryts kan vattenblandat borrkax konsolideras och låsa borrsträngen. Av dessa skäl är vatteninjektionsborrning inte lämplig för PDC-borrkronoperationer i många scenarier.
Vid konventionell luftborrning överförs tryckluft genom borrstångens hål till PDC-borrkronan. På grund av tätningsbegränsningar och långa överföringsavstånd uppstår dock ofta luftförlust, vilket minskar kylprestandan till under förväntan. Samtidigt kan stora ventilationskanaler orsaka ojämn luftfördelning, vilket försvårar effektiv transport av borrkax.
Baserat på långvarigt fältsamarbete med användare i främsta ledet inom kolgruvor har vårt företag utvecklat en PDC-borrkrona för luftdriven borttagning av borrkax. Dess viktigaste funktion är ett luftutlopp placerat under skäret, med en utloppsdiameter på högst 2 mm och ett specifikt vinkelförhållande mellan utloppet och skäret. Under drift bildar högtrycksluft en höghastighetsstråle genom 2 mm-munstycket och riktas mot skärets skärvinkel, vilket möjliggör snabb kylning.
Denna luftkylande PDC-borrkrona för borrkaxutmatning består huvudsakligen av en kronstruktur, en luftstrålemunstyckesenhet och PDC-skärare. Kronans topp använder en segmenterad vingdesign med flera blad, med skärare anordnade i optimerade bladpositioner. Högtrycksluft strömmar ut under skärarna för att ge direkt luftkylning, vilket effektivt förhindrar borrkronans bränning och överdrivet slitage orsakat av otillräckligt luftflöde eller lufthastighet. Dessutom kan högtrycksluftkylning avsevärt minska kärvproblem vid borrning i förkastningszoner, och dess driftseffektivitet är vanligtvis 4–5 gånger högre än för vattenkylningsmetoder.
Sammanfattningsvis åtgärdar denna luftkylande och borrspånsutmatande PDC-borr effektivt termiskt orsakade skärskador under borrning. Genom att kombinera starkt lufttryck med förbättrad borrspånsning ökar den även borreffektiviteten samtidigt som den stöder målen för energibesparing och minskad förbrukning.
