En observant deux trépans PDC de même diamètre extérieur, la taille et le nombre de taillants peuvent être similaires, mais l'usure après la remontée du puits peut être concentrée à des positions complètement différentes. La cause peut ne pas résider dans le taillant lui-même. Qu'il soit installé au centre, au nez ou à l'épaule, l'angle par rapport à la roche, la hauteur de l'ailette et la présence d'un espace suffisant pour l'évacuation des déblais autour de lui modifient le travail réel qu'il effectue. Lorsqu'on discute de la conception des trépans PDC, on ne peut pas simplement compter le nombre de taillants.

D'abord, déterminez ce que vous voulez forer.

Avant la conception, la section de puits cible est plus importante qu'une belle vue de face du trépan. Que la formation soit abrasive, qu'il y ait une intercalaire dure, que la section de puits nécessite une orientation, et quelle est la plage de poids et de vitesse disponible, tout cela affecte le choix de la structure de coupe. Le taux de pénétration, le métrage par course, la stabilité et le coût par unité de métrage peuvent également être liés les uns aux autres. Si l'objectif est de réduire les dommages d'effondrement précoce à un endroit, le même ensemble de critères ne doit pas être utilisé pour le programme et la simple recherche de vitesses de métrage plus élevées.

The old drill bit can provide more specific clues: which 1 row of teeth is ground flat first, what tooth number does the chipping occur, whether there is any abnormality in shoulder and gauge, and what is the torque and vibration state during drilling. Only knowing that “the previous drill was slow” is not enough to determine whether the next 1 should only increase the number of teeth or change the material.

Les ailettes de taillants et le profil déterminent où les dents s'engagent.

La face du trépan, du centre vers l'extérieur, peut généralement être considérée comme un cône, un nez, une épaule et une zone de jauge. Le chemin parcouru par la dent de coupe intérieure est plus court et le chemin extérieur est plus long, mais on ne peut pas simplement déterminer que la charge intérieure est légère et la charge extérieure est lourde. La forme du profil, le chevauchement ou non des trajectoires des dents adjacentes, et la roche que chaque dent coupe réellement modifieront la charge de travail..

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.

L'angle, l'affleurement et le profil de la dent doivent être représentés sur le même diagramme.

L'angle de chasse affecte l'intrusivité des taillants et le support de bord, et l'angle de roulis modifie la force latérale et la direction des déblais quittant la face de travail. Les deux sont définis conjointement avec la position de la dent, le profil et le sens de rotation. Une installation plus agressive peut être plus susceptible de pénétrer dans la roche et plus susceptible d'exposer des problèmes d'écaillage ou d'instabilité dynamique lors des changements de charge ; une installation plus conservatrice peut nécessiter plus de poids sur le trépan. Il n'existe pas un seul ensemble d'angles fixes pour toutes les formations et toutes les positions de dents.

La hauteur d'exposition est la position géométrique de la dent par rapport à l'ailette et n'est pas égale à la profondeur de coupe réelle lors du forage. Une plus grande exposition peut faire de la place pour les déblais, mais elle augmente également le bras de force supporté par la partie exposée de la base. Un enfouissement plus profond, un support accru, le frottement de l'ailette et le passage des déblais peuvent devenir des problèmes. La hauteur relative entre la dent principale, la dent de secours et l'élément limiteur de profondeur doit également être vérifiée, car après l'usure de la dent principale, les dents qui n'étaient pas impliquées dans la coupe peuvent commencer à supporter.

Lors de la sélection de dents plates, de dents de toit, de double chanfreins ou d'autres dents de forme spéciale, le nom n'est que le point de départ. Ce qui doit vraiment être écrit clairement, c'est la géométrie, la taille, le chanfrein, le matériau, la direction d'installation et la position de dent responsable de la face de travail. Si la même forme de dent est déplacée vers une autre ailette, l'effet peut être différent. Les différentes spécifications de taillants fournies par Feder peuvent être utilisées pour discuter de la sélection, mais les performances sur le terrain de l'ensemble du trépan ne peuvent pas être déduites du seul nom du produit.

Ne laissez pas l'évacuation des déblais pour la fin.

Là où la dent coupe les déblais, la buse et le canal doivent considérer comment évacuer les déblais de l'emplacement. Augmenter le nombre de dents, augmenter la densité des dents ou ajouter des dents de secours peut occuper l'espace d'écoulement. Ne regarder que la capacité totale de la pompe et la perte de charge totale, sans vérifier le nettoyage local près du centre, du nez, de l'épaule et du calibre, risque de passer à côté du risque de bourrage de boue, de recoupe ou de chauffage local. La disposition mécanique des dents et la disposition hydraulique doivent être ajustées en synchronisation.

Les résultats de conception doivent finalement être validés par des prototypes physiques et des tests sur site.

La position, l'angle et l'exposition de la dent sur le dessin doivent être revus après l'usinage, l'assemblage et le brasage de l'alvéole de la dent. En particulier, la direction des exigences des dents de forme, installées à l'envers ou en déviation, peut modifier le bord de travail attendu. Lors du test d'un nouveau trépan, le métrage total ne doit pas seulement être enregistré ; les paramètres de fonctionnement, les intervalles de formation, les vibrations, les raisons de la remontée et l'usure dent par dent doivent tous correspondre à la version de conception spécifique.

La prochaine version 1 de la révision doit de préférence partir du phénomène : si plusieurs lames sont endommagées de manière répétée au même rayon, vérifiez la charge, la trajectoire et le nettoyage de la zone ; si seulement des dents individuelles tombent, les problèmes du corps de la dent, du joint de brasure et de l'alvéole de la dent doivent être distingués. Pour la communication de la sélection des dents de coupe, le diamètre du trépan, la formation, la carte des dents, les paramètres de fonctionnement et les photos de sortie de puits peuvent aider à trouver la direction de comparaison appropriée plutôt que “vouloir des dents plus résistantes à l'usure”.