A słoik do wierceniaprzekształca energię potencjalną zmagazynowaną w wydłużonym przewodzie wiertniczym w energię kinetyczną. Po wystąpieniu wstrząsu ta energia kinetyczna generuje falę uderzeniową, która przenosi siłę wstrząsu na zablokowany przewód wiertniczy, pomagając go uwolnić.
Energia fali uderzeniowej związana jest z przyspieszeniem narzędzia wstrząsającego, natomiast czas trwania fali związany jest z długością przewodu wiertniczego. Ich relacja wygląda następująco:
Energia kinetyczna=1/2MV^2
Gdzie M jest ciężarem przewodu wiertniczego nad słoikiem, a V jest prędkością słoika podczas uderzenia.
Istnieją trzy główne typy narzędzi do wstrząsów: słoiki mechaniczne, słoiki hydrauliczne i słoiki kombinowane hydrauliczno-mechaniczne.
Słoiki mechaniczne
Mechanicznywiercenie słoikówwykorzystują szereg sprężyn, zatrzasków i mechanizmów zwalniających, aby wytworzyć wstrząsające uderzenie. Podnoszą się w górę, gdy przeciągnięcie osiągnie wcześniej ustawiony limit, i spadają, gdy przeciągnięcie osiągnie inny wcześniej ustawiony limit. Słoik aktywuje się tylko w ustalonych granicach, które zwykle przekraczają siły występujące podczas normalnego wiercenia. Podczas zwykłych operacji słój mechaniczny znajduje się albo w pozycji neutralnej, albo w stanie nadmiernie naciągniętym, ale nigdy nie jest wstępnie obciążony w celu opadnięcia, ponieważ mogłoby to spowodować uszkodzenie znajdującego się poniżej przewodu wiertniczego.
Mechanizm zwalniający można skonfigurować na powierzchni lub w odwiercie, w zależności od konstrukcji słoika. Istnieją dwa główne konstrukcje słoików mechanicznych:
1) Sprężyna skrętowa — są one wstępnie obciążone na powierzchni w celu wytrzymywania obciążeń wstrząsowych skierowanych w górę i w dół. Odpalanie słoika jest aktywowane poprzez zastosowanie 10-15% zmian momentu obrotowego na przewód wiertniczy (moment obrotowy w lewo zmniejsza nadmierne uciągnięcie, w prawo zwiększa).
2) Przedłużona tuleja z rowkami i sprężynami zatrzaskowymi — obciążenie potrzebne do wystrzelenia słoja wiertniczego zmniejsza się poprzez zwiększenie szybkości pompy błotnej. Mechaniczny słoik Anadrill EQ wykorzystuje tę zasadę.
Słoiki hydrauliczne
Hydraulicznywiercenie słoikówskładają się z dwóch obszarów tłoka oddzielonych zaworem. Kiedy w celu aktywowania słoika przykładane są siły rozciągające lub ściskające, płyn w jednym obszarze tłoka jest sprężany i wtłaczany przez ograniczoną ścieżkę przepływu do drugiego obszaru. Natężenie przepływu kontroluje czas wypalania – wyższe siły powodują krótszy czas wypalania. Ta odległość skoku nazywana jest „skokiem mocy”. Kiedy skok mocy osiąga swój limit, płyn pod ciśnieniem jest odprowadzany przez obejście, umożliwiając obszarom tłoka mechanizmu różnicowego szybkie wyrównanie ciśnienia i uderzenia.
Słoiki hydrauliczne nie wymagają zadanego obciążenia odpalającego – siła wystrzału jest proporcjonalna do wielkości zastosowanego przeciągnięcia lub kompresji. Wyższe siły powodują większe obciążenia udarowe. Kluczową zaletą jest to, że słoiki hydrauliczne mogą wytwarzać zmienny zakres sił wstrząsowych w ramach ich wartości znamionowych. Zwykle mają one również większe średnice wewnętrzne niż słoiki mechaniczne dla danego rozmiaru narzędzia.
Jeśli czas na to pozwoli, słoik hydrauliczny zostanie ponownie naciągnięty i wystrzelony ponownie po zakończeniu suwu mocy. To sprawia, że są one korzystne w studniach położonych pod dużym kątem lub w studniach poziomych, gdzie może być dostępne ograniczone przeciągnięcie. Może to jednak również prowadzić do niezamierzonego odpalenia odwiertu, zwłaszcza na odcinkach pionowych.
Częste uruchamianie może prowadzić do przegrzania układu hydraulicznego, co zmniejsza lepkość płynu, skraca czas skoku mocy i powoduje przedwczesne uruchomienie przed osiągnięciem pożądanego przeciągnięcia, co zmniejsza siłę uderzenia.
Główną zaletą słoików mechanicznych jest to, że uruchamiają się dopiero po osiągnięciu wcześniej ustawionego limitu siły. Są bardziej odporne na niezamierzony strzał i mają dłuższą żywotność w porównaniu do słoików hydraulicznych.
Firma Vigor zapewni Państwu niezawodne rozwiązanie. Prosimy o kontakt pod adreseminfo@vigorpetroleum.com.
