Al observar dos brocas PDC con el mismo diámetro exterior, el tamaño y la cantidad de dientes de corte pueden ser similares, pero el desgaste al salir del pozo puede concentrarse en posiciones completamente diferentes. La causa puede no estar en el diente en sí. Ya sea que esté instalado en el centro, la nariz o el hombro, el ángulo hacia la roca, la altura de la cuchilla y si hay suficiente espacio para la evacuación de recortes a su alrededor cambiarán el trabajo real que realiza. Al hablar del diseño de brocas PDC, no se puede simplemente contar el número de cortadores.

Primero, define qué quieres perforar.

Antes del diseño, la sección objetivo del pozo es más importante que una hermosa vista frontal de la broca. Si la formación es abrasiva, si hay una intercalación dura, si la sección del pozo requiere orientación y cuál es el rango disponible de peso y velocidad, todo afecta la elección de la estructura de corte. La velocidad de penetración, el metraje por viaje, la estabilidad y el costo por unidad de metraje también pueden estar interrelacionados. Si el objetivo es reducir el daño por colapso temprano en una ubicación, no se deben usar los mismos criterios para el programa que el simple afán de alcanzar mayores velocidades de metraje.

La broca vieja puede proporcionar pistas más específicas: qué 1 fila de dientes se desgasta primero, qué número de diente presenta astillamiento, si hay alguna anomalía en el hombro y el calibre, y cuál es el estado de torque y vibración durante la perforación. Solo saber que “la broca anterior fue lenta” no es suficiente para determinar si la siguiente 1 debe solo aumentar el número de dientes o cambiar el material.

Las cuchillas cortadoras y el perfil determinan dónde engranan los dientes.

La cara de la broca desde el centro hacia afuera generalmente se puede ver como una zona de cono, nariz, hombro y calibre. El camino recorrido por el diente de corte interior es más corto y el camino exterior es más largo, pero no se puede determinar simplemente que la carga interior es ligera y la carga exterior es pesada. La forma del perfil, si las trayectorias de los dientes adyacentes se superponen y la roca que cada diente realmente corta cambiarán la carga de trabajo..

More blades can usually provide more installation positions and distribute part of the load; the price is that the space left between the blades for drilling fluid and cuttings may be narrowed. With fewer blades, the chip removal channel may be wider, but a single wing and a single tooth have to face different load and redundancy requirements. Therefore, “more wings are more durable” or “less wings are faster” can not be separated from the well section conditions directly. The tooth layout should also check whether there is an uncut core in the center and whether the trajectory from the shoulder to the gauge can be continuous, rather than just whether the front line is neat.

El ángulo, la saliente y el perfil del diente deben mostrarse en el mismo diagrama.

El ángulo de avance afecta la capacidad de penetración de los dientes de corte y el soporte del filo, y el ángulo de balanceo cambiará la fuerza lateral y la dirección de los detritos que abandonan la cara de trabajo. Ambos se definen junto con la posición del diente, el perfil y la dirección de rotación. Una instalación más agresiva puede tener más probabilidades de cortar la roca y de exponer problemas de astillamiento o inestabilidad dinámica durante los cambios de carga; una instalación más conservadora puede requerir más peso sobre la broca. No existe un único conjunto de ángulos fijos para todos los estratos y todas las posiciones de los dientes.

La altura expuesta es la posición geométrica del diente con respecto a la cuchilla y no es igual a la profundidad real de corte durante la perforación. Una mayor exposición puede dejar espacio para los recortes, pero también aumenta el brazo de fuerza que soporta la parte expuesta de la base. Un enterramiento más profundo, mayor soporte, fricción de la cuchilla y paso de escombros pueden convertirse en problemas. La altura relativa entre el diente principal, el diente de respaldo y el elemento limitador de profundidad también debe verificarse, porque después de que el diente principal se desgasta, los dientes que no participaban en el corte pueden comenzar a soportar carga.

Al seleccionar dientes planos, dientes de techo, dobles chaflanes u otros dientes de forma especial, el nombre es solo el punto de partida. Lo que realmente debe quedar claro es la geometría, el tamaño, el chaflán, el material, la dirección de instalación y la posición responsable del diente en la cara de trabajo. Si la misma forma de diente se mueve a otra cuchilla, el efecto puede ser diferente. Las diferentes especificaciones de dientes de corte que ofrece Feder se pueden usar para discutir la selección, pero el rendimiento en campo de toda la broca no se puede inferir solo del nombre del producto.

No deje la eliminación de viruta para el final.

Donde el diente corta y genera los recortes, la tobera y el canal deben considerar cómo transportar los recortes fuera de la ubicación. Aumentar el número de dientes, incrementar la densidad de dientes o agregar dientes de respaldo puede ocupar el espacio de flujo. Si solo se observan la capacidad total de bomba y la caída de presión total, sin verificar la limpieza local cerca del centro, la nariz, el hombro y el calibre, es fácil pasar por alto el riesgo de empastamiento, recorte repetido o calentamiento local. La disposición mecánica de los dientes y el diseño hidráulico deben ajustarse de forma sincronizada.

Los resultados del diseño deben validarse finalmente mediante prototipos físicos y pruebas en campo.

La posición, el ángulo y la exposición del diente en el plano deben revisarse después de que el alojamiento del diente sea procesado, ensamblado y soldado. En particular, la dirección de los requisitos de los dientes perfilados, instalados al revés o con desviación, puede cambiar el filo de trabajo esperado. Al probar una nueva broca, no solo se debe registrar el metraje total; los parámetros de operación, los intervalos de formación, la vibración, las razones para la extracción y el desgaste diente por diente deben corresponder a la versión de diseño específica.

La siguiente 1 versión de la revisión es mejor comenzar desde el fenómeno: si múltiples cuchillas se dañan repetidamente en el mismo radio, verifique la carga, la trayectoria y la limpieza del área; Si solo se caen dientes individuales, se deben distinguir los problemas del cuerpo del diente, la unión de soldadura y el alvéolo del diente. Para la comunicación de la selección de dientes de corte, el diámetro de la broca, la formación, el mapa de dientes, los parámetros de operación y las fotos del pozo pueden ayudar a encontrar la dirección de comparación adecuada más que “querer dientes más resistentes al desgaste.