Trong lĩnh vực dầu khí, khí tự nhiên và khai thác mỏ, hiệu quả cắt của mũi khoan không chỉ phụ thuộc vào độ cứng của răng mà còn vào thiết kế của hệ thống phun thủy lực. Là một phụ kiện quan trọng của mũi khoan, vòi phun cacbua vonfram chịu trách nhiệm phun bùn dưới áp suất cao để làm sạch đáy lỗ, làm mát mũi khoan và mang theo các mảnh vụn. Các loại mũi khoan khác nhau (chẳng hạn như mũi PDC, mũi tricone, mũi kéo, v.v.) có các cấu trúc vòi phun và phương pháp lắp đặt khác nhau. Bài viết này tập trung vào việc giới thiệu các loại vòi phun cacbua vonfram phổ biến trong ngành khoan và khai thác mỏ, phân tích các đặc điểm cấu trúc và điều kiện ứng dụng của chúng, đồng thời cung cấp các đề xuất tham khảo chuyên nghiệp cho việc lựa chọn và mua sắm phụ kiện của bạn.
Trong quá trình khoan, bùn (dung dịch khoan) thường chứa các hạt rắn nồng độ cao và áp suất phun cực kỳ cao. Môi trường xói mòn áp suất cao này sẽ gây ra sự mài mòn vật lý nghiêm trọng cho lỗ vòi phun. Do đó, cốt lõi của việc lựa chọn vòi phun là kiểm tra khả năng chống xói mòn của nó:
Các mũi khoan khác nhau có các môi trường làm việc và yêu cầu thủy lực khác nhau, và các loại vòi phun tương ứng cũng khác nhau. Mô tả phân loại được sắp xếp để dễ hiểu:
| Loại vòi phun | Đặc điểm cấu trúc | Ưu điểm cốt lõi | Kịch bản ứng dụng | |
|---|---|---|---|---|
| Hầu hết các mũi PDC (Khối kim cương đa tinh thể) sử dụng vòi phun kết nối ren, thuận tiện để thay thế bất cứ lúc nào theo yêu cầu thủy lực, mang lại tính linh hoạt cao. | Vòi phun ren tiêu chuẩn | Cấu trúc nhỏ gọn với ren ngoài hoặc rãnh lục giác bên trong | Tính linh hoạt cao, dễ dàng lắp đặt và tháo gỡ | Mũi PDC thông thường, khoan trong các tầng đất thông thường |
| Vòi phun mở rộng | Đầu vòi phun kéo dài ra ngoài, làm cho vòi phun gần đáy lỗ hơn | Hiệu quả hơn trong việc làm sạch các mảnh vụn và giảm hiện tượng "vón cục" | Các tầng đất dính dễ bị vón cục, khoan lỗ sâu | |
| Vòi phun dòng chảy chéo/bên | Góc vòi phun đặc biệt để tối ưu hóa phân bố trường dòng chảy | Giảm các vùng chết chất lỏng trên bề mặt mũi khoan và cải thiện tính đồng nhất của việc làm mát | Mũi PDC tốc độ cao, khoan trong các tầng đất phức tạp |
| Loại vòi phun | Đặc điểm cấu trúc | Ưu điểm cốt lõi | Kịch bản ứng dụng | |
|---|---|---|---|---|
| Áp suất dao động lớn trong quá trình vận hành của mũi tricone, có yêu cầu cao hơn về việc bịt kín và cố định vòi phun. Trọng tâm là khả năng chống rung và chống mỏi. | Vòi phun tiêu chuẩn | Cấu trúc thông thường, phù hợp với các lỗ lắp tiêu chuẩn của mũi tricone | Tính linh hoạt cao và chi phí có thể kiểm soát | Khoan quay thông thường, các tầng đất trung bình-cứng |
| Vòi phun có rãnh bảo vệ/hướng dẫn | Với tấm chắn hoặc rãnh hướng dẫn bên ngoài, có cả chức năng phun và bảo vệ | Bảo vệ thân mũi khoan khỏi bị mài mòn do bùn hồi | Các tầng đất có hàm lượng cát cao, khoan áp suất cao | |
| Vòi phun siêu nhỏ/mini | Kích thước nhỏ, phù hợp với thiết kế đa vòi phun | Có thể đạt được phun đa hướng và phạm vi làm sạch rộng | Mũi tricone nhỏ, thiết kế mũi khoan đa vòi phun đặc biệt |
| Loại vòi phun | Đặc điểm cấu trúc | Ưu điểm cốt lõi | Kịch bản ứng dụng | |
|---|---|---|---|---|
| Loại mũi khoan này chủ yếu được sử dụng trong các tầng đất tương đối mềm hoặc khai thác lộ thiên. Thiết kế vòi phun tập trung nhiều hơn vào việc dễ dàng lắp đặt và khả năng chống mài mòn cơ bản. | Vòi phun ép | Không ren, cố định bằng khớp nối ép hoặc vòng đệm | Lắp đặt và tháo gỡ nhanh chóng, phù hợp với cấu trúc mũi kéo | Mũi kéo, khoan trong các tầng đất mềm |
| Vòi phun lỗ trung tâm | Lỗ lớn, nằm ở trung tâm của mũi khoan | Hiệu quả loại bỏ cắt cao, không dễ bị tắc nghẽn | Mũi khoan khai thác lớn, khai thác lộ thiên |
Các thông số cốt lõi của vòi phun tương ứng với các mũi khoan khác nhau được sắp xếp thành một bảng, có thể được tham khảo trực tiếp trong quá trình mua sắm mà không cần kiểm tra từng cái một:
| Loại mũi khoan | Hình dạng vòi phun phổ biến | Phương pháp lắp đặt | Cấp vật liệu phổ biến | Yêu cầu hiệu suất chính |
|---|---|---|---|---|
| Mũi PDC | Ren tiêu chuẩn/Mở rộng | Kết nối ren (với phớt O-ring) | YG6 / YG8 / YN6 | Độ cứng cao, độ chính xác ren cao, hiệu suất bịt kín tốt |
| Mũi Tricone | Mặt bích/Che chắn | Ren hoặc cố định vòng đệm | YG11 / YG15 | Khả năng chống rung và va đập, chống mỏi, bịt kín đáng tin cậy |
| Mũi kéo | Hình trụ/Đơn giản | Ép hoặc khóa cơ học | YG11 | Khả năng chống mài mòn cơ bản, dễ dàng lắp đặt |
| Mũi khai thác | Tay áo hình dạng đặc biệt/Lỗ thẳng | Loại khảm | YG13 / YG15 | Độ dẻo dai cực cao, khả năng chống cọ xát hạt lớn |
Trong nhiều trường hợp, sự cố sớm của vòi phun không phải do chất lượng vật liệu kém mà là bỏ qua những chi tiết này. Ba yếu tố ảnh hưởng cốt lõi được tóm tắt từ nhiều năm kinh nghiệm phải được lưu ý:
Để tránh mua hoặc lắp đặt sai vòi phun, hãy đảm bảo xác nhận 4 điểm này khi mua hoặc thay thế vòi phun:
Mặc dù vòi phun mũi khoan nhỏ, nhưng nó là một thành phần "cổ họng" quyết định hiệu quả khoan và tuổi thọ mũi khoan. Việc lựa chọn đúng loại là rất quan trọng: chọn vòi phun ren có độ chính xác cao cho mũi PDC, vòi phun chịu va đập cho mũi tricone và vòi phun có độ dẻo dai cao cho mũi khai thác. Kết hợp với các loại cacbua vonfram phù hợp với môi trường bùn có thể làm giảm hiệu quả tần suất thay thế mũi khoan dưới lòng đất và tiết kiệm chi phí.
Ngoài ra, nhiều nhà sản xuất hiện nay sử dụng Động lực học chất lỏng tính toán (CFD) để tối ưu hóa bố cục vòi phun và cải thiện hiệu quả khoan. Bạn có muốn tìm hiểu về các phương án tối ưu hóa cụ thể trong vấn đề này không?
Người liên hệ: Mrs. Lilian
Tel: +86 159 280 92745
Fax: 86-028-67230808
Vietnamese
