tin tức công ty về Kích thước vòi phun phổ biến cho mũi khoan kim cương và tài liệu tham khảo ứng dụng

Mũi khoan kim cương là công cụ cốt lõi để khoan đá cứng và khoan lõi có độ chính xác cao, được sử dụng rộng rãi trong các tình huống như khai thác đá cứng quặng kim loại, khoan giếng dầu khí siêu sâu và khoan lõi thăm dò địa chất. Vòi phun của chúng (còn được gọi là "mắt nước") là các bộ phận quan trọng đảm bảo hiệu quả khoan và tuổi thọ của mũi khoan. Các chức năng cốt lõi của vòi phun bao gồm phun chất lỏng khoan áp suất cao để làm mát lớp cắt kim cương, xả các mảnh vụn đá cứng và hỗ trợ phá vỡ đá. Mặc dù kim cương có độ cứng cực cao, nhưng khả năng chịu nhiệt của chúng có hạn (nhiệt độ hoạt động lâu dài phải được kiểm soát dưới 700℃) và các mảnh vụn đá cứng có tính mài mòn cao. Tính hợp lý của kích thước vòi phun (chủ yếu là đường kính trong, đường kính ngoài và phương pháp kết nối) ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất hoạt động: kích thước quá nhỏ dẫn đến lưu lượng chất lỏng khoan không đủ, gây ra hiện tượng mài mòn quá nhiệt của lớp cắt và tích tụ mảnh vụn; kích thước quá lớn dẫn đến tổn thất áp suất, làm suy yếu lực va đập phá vỡ đá. Bài viết này sử dụng ngôn ngữ đơn giản và các bảng rõ ràng để sắp xếp các thông số kỹ thuật kích thước vòi phun phổ biến, tiêu chí lựa chọn và các tình huống ứng dụng điển hình cho mũi khoan kim cương, giúp những người hành nghề trong ngành nhanh chóng kết hợp các mẫu mũi khoan với kích thước vòi phun và cải thiện sự ổn định và tính kinh tế của việc khoan đá cứng.

Trước khi khám phá các kích thước, hãy sắp xếp ngắn gọn giá trị cốt lõi của vòi phun để hiểu "tại sao không thể bỏ qua việc lựa chọn kích thước":

1. Làm mát chính xác: Ma sát giữa lớp cắt kim cương (kim cương tự nhiên hoặc tổng hợp) và đá cứng (chẳng hạn như đá granite và đá bazan) tạo ra nhiệt đáng kể. Chất lỏng khoan áp suất cao được phun chính xác lên bề mặt cắt thông qua vòi phun để nhanh chóng tản nhiệt, ngăn lớp kim cương bị rơi ra hoặc cacbon hóa do quá nhiệt;
2. Loại bỏ mảnh vụn hiệu quả: Mảnh vụn đá cứng có độ cứng và tính mài mòn cao. Nếu tích tụ trên bề mặt làm việc của mũi khoan, chúng sẽ đẩy nhanh quá trình mài mòn kim cương. Chất lỏng khoan được phun với tốc độ cao có thể nhanh chóng xả các mảnh vụn xuống đất, giảm thiểu việc mài lặp lại;
3. Hỗ trợ phá vỡ đá: Chất lỏng khoan áp suất cao tạo thành các tia thông qua vòi phun có kích thước cụ thể để khắc trước các vết nứt trên bề mặt đá cứng, giảm sức cản cắt của kim cương và cải thiện hiệu quả phá vỡ đá cứng.

Vật liệu chủ đạo của vòi phun mũi khoan kim cương làhợp kim cacbua vonfram cao cấp(một số sử dụng cacbua vonfram gia cường kim cương), có độ cứng cực cao (HRA≥91), khả năng chống mài mòn và chịu áp suất. Nó có thể chịu được sự xói mòn của chất lỏng khoan áp suất cao (30-60MPa), với tuổi thọ gấp 8-12 lần so với vòi phun kim loại thông thường, thích ứng hoàn hảo với nhu cầu hoạt động tần suất cao và tải trọng lớn của mũi khoan kim cương trong điều kiện làm việc đá cứng.

Việc đánh dấu kích thước vòi phun cho mũi khoan kim cương tập trung vào "đường kính trong (đơn vị đo lường Anh/mét) + phương pháp kết nối". Đường kính ngoài và chiều dài cần khớp với các lỗ lắp vòi phun của mũi khoan (tuân thủ các tiêu chuẩn API hoặc thông số kỹ thuật do nhà sản xuất tùy chỉnh). Dưới đây là các thông số kỹ thuật kích thước được sử dụng phổ biến nhất trong ngành, bao gồm các nhu cầu thích ứng của mũi khoan kim cương 6-17½ inch, tập trung vào việc cân bằng áp suất và lưu lượng trong khoan đá cứng:

1. Logic đánh dấu kích thước: Ngành ưu tiên các đơn vị đo lường Anh (inch) để phù hợp với các tiêu chuẩn chung quốc tế cho mũi khoan kim cương (ví dụ: API 7-1). Các đơn vị mét là để tham khảo chuyển đổi, tạo điều kiện sử dụng ở các khu vực không có đơn vị đo lường Anh;
2. Phương pháp kết nối: Kết nối ren chiếm hơn 95%, với NC50 là thông số kỹ thuật chủ đạo, thích ứng với hầu hết các mũi khoan kim cương vừa và lớn; kết nối mặt bích chỉ được sử dụng cho vòi phun đường kính cực lớn hoặc điều kiện làm việc áp suất cực cao (áp suất ≥50MPa) để đảm bảo độ kín kết nối và khả năng chịu áp suất;
3. Kích thước không chuẩn: Đối với mũi khoan kim cương siêu nhỏ (≤6 inch) hoặc các tình huống khoan lõi kiểm soát áp suất chính xác, vòi phun không chuẩn với đường kính trong 5-7mm (tương ứng với 4/32"-9/32") có thể được tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu cá nhân.

Việc lựa chọn kích thước vòi phun mũi khoan kim cương không yêu cầu các phép tính phức tạp. Tập trung vào 3 điểm sau để kết hợp nhu cầu nhanh chóng:

Kích thước vòi phun có tương quan thuận với đường kính mũi khoan: đường kính mũi khoan càng lớn, diện tích và lưu lượng bao phủ chất lỏng khoan cần thiết càng lớn và đường kính trong vòi phun tương ứng càng lớn. Ví dụ: Mũi khoan kim cương 9⅞ inch (250,8mm) thường được kết hợp với vòi phun có đường kính trong 11/32"-13/32". Việc sử dụng vòi phun 9/32" nhỏ sẽ dẫn đến việc chất lỏng khoan không bao phủ đủ toàn bộ lớp cắt, mài mòn quá nhiệt cục bộ và tích tụ mảnh vụn dẫn đến kẹt.

Mũi khoan kim cương chỉ thích hợp cho các thành tạo đá cứng. Các loại đá cứng khác nhau có các yêu cầu hơi khác nhau về kích thước vòi phun:

• Đá cứng đặc (ví dụ: đá granite, đá bazan): Cần có tia áp suất cao để hỗ trợ phá vỡ đá. Nên chọn vòi phun cỡ trung bình (ví dụ: 11/32"-13/32") để giảm tổn thất áp suất và tối đa hóa lực va đập của tia;
• Đá cứng chứa silic (ví dụ: đá phiến silic, đá sa thạch thạch anh): Mảnh vụn có tính mài mòn cao, yêu cầu loại bỏ mảnh vụn nhanh chóng với lưu lượng lớn. Có thể chọn vòi phun hơi lớn hơn (ví dụ: 13/32" thay vì 11/32") để tránh mảnh vụn làm mòn lớp kim cương;
• Đá cứng phát triển vết nứt: Cần có sự cân bằng giữa làm mát và chống kẹt. Ưu tiên kích thước trung bình (ví dụ: 13/32") để đảm bảo sự cân bằng giữa lưu lượng và áp suất, ngăn chặn sự tích tụ mảnh vụn trong các vết nứt.

Kích thước vòi phun phải phù hợp với tốc độ dòng chảy và áp suất định mức của bơm khoan:

• Tốc độ dòng chảy bơm khoan lớn (≥25L/s): Chọn vòi phun cỡ lớn (ví dụ: 15/32"-17/32") để tránh áp suất hệ thống quá mức do hạn chế dòng chảy, có thể làm hỏng mũi khoan hoặc đường ống;
• Áp suất bơm khoan cao (≥45MPa): Chọn vòi phun cỡ trung bình (ví dụ: 11/32"-15/32") để đảm bảo lực va đập của tia và cải thiện hiệu quả phá vỡ đá cứng;
• Công thức kinh nghiệm trong ngành: Đường kính trong vòi phun (inch) ≈ Đường kính mũi khoan (inch) * 0,04-0,07 (ví dụ: mũi khoan 12¼ inch * 0,05 ≈ vòi phun 13/32 inch).

1. Tính nhất quán về kích thước: Nhiều vòi phun (thường là 2-4) trên cùng một mũi khoan kim cương phải có cùng kích thước để tránh lực không cân bằng lên lớp cắt, mài mòn mũi khoan hoặc sai lệch quỹ đạo do dòng chảy không đều;
2. Thích ứng vật liệu: Ưu tiên vòi phun hợp kim cacbua vonfram cao cấp, đặc biệt là trong đá cứng có tính mài mòn cao, để tránh thay thế thường xuyên các vòi phun kim loại thông thường do mài mòn nhanh, điều này ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động;
3. Kiểm tra lắp đặt: Làm sạch các mảnh vụn (chẳng hạn như mảnh vụn và dầu) khỏi đường kính trong của vòi phun trước khi lắp đặt, kiểm tra độ kín của ren/mặt bích và kiểm tra áp suất chất lỏng khoan sau khi lắp đặt (dao động ≤5MPa là bình thường);
4. Thay thế thường xuyên: Khi đường kính trong của vòi phun mòn hơn 10% so với kích thước ban đầu (ví dụ: vòi phun 13/32" có đường kính trong mòn ≥11mm) hoặc xuất hiện các lỗ/vết nứt do xói mòn, hãy thay thế kịp thời để tránh ảnh hưởng đến hiệu quả làm mát và phá vỡ đá.

Việc lựa chọn kích thước vòi phun mũi khoan kim cương không yêu cầu kiến thức chuyên môn phức tạp. Cốt lõi là kết hợp "đường kính mũi khoan + đặc điểm hình thành + thông số chất lỏng khoan": chọn kích thước trung bình cho đá cứng đặc, kích thước trung bình đến lớn cho đá cứng có tính mài mòn cao và kích thước nhỏ cho mũi khoan đường kính nhỏ và khoan lõi chính xác. Bảng kích thước phổ biến được biên soạn trong bài viết này có thể được sử dụng trực tiếp làm tài liệu tham khảo nhanh chóng để mua và thay thế vòi phun, bao gồm hơn 90% các tình huống khoan đá cứng.

Là một người hành nghề trong ngành cacbua vonfram, chúng tôi có thể cung cấp vòi phun mũi khoan kim cương đầy đủ thông số kỹ thuật (từ 9/32" đến 19/32" và tùy chỉnh không chuẩn), được làm bằng cacbua vonfram YG6X/YG8 cao cấp để đảm bảo khả năng chống mài mòn và chịu áp suất cực cao. Nếu bạn cần đề xuất các kích thước chính xác dựa trên các mẫu mũi khoan kim cương cụ thể, sự hình thành khoan hoặc các thông số thiết bị, vui lòng liên hệ với chúng tôi để có các giải pháp tùy chỉnh nhằm giúp cải thiện hiệu quả khoan đá cứng và giảm chi phí vận hành và bảo trì.