امتیاز کاربران

ستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعال
 

در حال حاظر مته های با برنده های غلطکی سه مخروطه (Tungsten Carbide Insert)، معمولیترین مته های مورد استفاده در عملیات حفاری دورانی می باشند.

این نوع از مته ها بر اساس نوع طراحی دندانه و انواع یاتاقان ها از تنوع گوناگونی برخوردار می باشند بنابراین این نوع از مته ها قابل کاربرد در انواع گوناگونی از سازندها با ویژگیهای متنوع می باشند. به محض به دوران درآمدن مته در ته چاه، سه مخروط مته حول محورهای خود به چرخش در می آیند.

بزرگترین محدودیتی که مهندس طراح مته با آن روبرو می شود، این است که مته می بایست طوری ساخته شود تا در درون چاه به راحتی جای گیرد. بنابراین ، طراح باید از محدودترین فضای موجود، حداکثر استفاده را نماید. در طراحی این نوع از مته ها، اندازه ی یک قطعه ی اساسی را تنها تا حدی می توان در نظر گرفت که منجر به کاهش فضای مورد نیاز برای قطعه ی اصلی دیگر نشود. این امر مخصوصاً در مته های بااندازه ی کوچکتر از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. با وجود اینکه بسیاری از دستگاهها طوری طراحی می شوند تا عمر چند ساله داشته باشند، ولی بهترین نوع مته ها، تنها برای چند روز دوام می آورند. عملکرد مته های با برنده های غلطکی، تا حدود بسیار زیادی وابسته به برون مرکزی مخروط ها (Offset cone) می باشد. برون مرکزی مخروطها در مته معیاری است که نشان می دهد مخروطها چقدر جابجا شده اند تا محور آنها در نقطه ی مشترک مرکز چاه همدیگر را قطع نکنند برون مرکزی مخروط ها منجر می شود تا مخروط ها به صورت تناوبی در حین حفاری از حالت چرخش باز داشته شوند و مانند عملکرد مته های تیغه ای شروع به  خراشیدن ته چاه نمایند. این طرز عملکرد مته های با برنده های غلطکی در بسیاری از انواع سازندها منجر به افزایش سرعت حفاری می شود. هرچند که این عمل منجر به شدت یافتن سایش دندانه های مته در سازندهای زبر می شود. غالبا ًبرون مرکزی مخروط ها به صورت زاویه ای بیان می شود که به آن مقدار، محور مخروط دوران داده شود تا خط مرزی چاه را قطع کند. زاویه ی برون مرکزی مخروط را می توان از ۴ درجه برای مته های مورد استفاده در سازندهای نرم تا صفر درجه برای مته های مورد استفاده در سازندهای بسیار سخت تغییر داد.

شکل دندانه های مته نیز نقش بسیار مهمی را در عملکرد مته های با برنده ی غلطکی ایفا می کند. دندانه های فولادی با طول زیاد و با فاصله ی زیاد نسبت به هم برای استفاده در سازندهای نرم مناسب می باشند. دندانه های با طول زیاد به آسانی در سازندهای نرم نفوذ کرده و عمل خراشیدن/ پیچیدن ایجاد شده توسط چرخش متناوب مخروط ها و عمل شخم زدن به واسطه ی برون مرکزی مخروط ها، کنده های ایجاد شده را برطرف می سازند. نحوه ی عملکرد این نوع از مته ها شبیه فشار دادن بیل در زمین و به شدت خم کردن دسته ی آن برای برداشتن قطعات بزرگ از زمین می باشد. فواصل زیاد بین دندانه های مخروط های منجر به تمیزی مناسب آنها می شود. عمل تمیز شدن دندانه های مته، با فرورفتگی دندانه های مخروط ها در همدیگر و جت های سیال موجود بین هر کدام از سه مخروط ها انجام می گیرد. با سخت شدن جنس سازند، باید دندانه های مته و زاویه ی برون مرکزی کوچکتر شوند تا از شکستن دندانه ها جلوگیری شود. عمل حفاری با استفاده از مته ی با برون مرکزی مخروط صفر، اساساً عمل خرد کردن می باشد . همچنین استفاده از دندانه های کوچک، فضای کافی را برای تعبیه ی یاتاقان های قوی تر فراهم می کند.

نوع متالوژی دندانه های مته وابسته به ویژگی های سازند می باشد. دو نوع اولیه ی مورداستفاده عبارتند از: (۱) برنده های با دندانه های آسیاب شده و (۲) برنده های اینزرت کربید تنگستن یا دکمه ای، برنده های با دندانه های با دندانه های آسیاب شده را با تراش دادن دندانه در بدنه ی مخروط فولادی ایجاد کرده و در حالیکه مته های با برنده های اینزرت کربید تنگستن یا دکمه ای را با فشردن استوانه ی کربید تنگستن در سوراخ های تراش داده شده در داخل مخروط تولید می کنند. در مته های با دندانه های آسیاب شده که برای سازندهای نرم طراحی می شوند برای مقاوم کردن دندانه ها در مقابل سایش، یک طرف آنها را با مواد مقاوم مانند کربید تنگستن روکش می دهند. بکار بردن روکش های مقاوم در یک طرف دندانه باعث می شود تا طرف بدون روکش دندانه ساییده شده و در نتیجه دندانه ی مته نسبتاً تیز باقی بماند.

مته های با دندانه های آسیاب شده که جهت کار بردن در سازندهای سخت تر طراحی شده اند، معمولاً دارای قالب سخت شده طی یک سری فرآیندهای خاص و برنده های مقاوم شده در برابر گرما طی تولید، می باشند.

دندانه های کربید تنگستن که برای حفاری در سازندهای نرم طراحی می شوند، دراز بوده و دارای انتهای به شکل اسکنه می باشند و آنهایی که برای حفاری در سازندهای سخت مورد استفاده واقع می شوند، کوتاه و دارای انتهای به شکل نیم کره هستند. این نوع از مته ها غالباً به نام مته های دکمه ای نامیده می شوند.

تحقیقات قابل ملاحظه ای راجع به محل قرار گرفتن دندانه ها در مخروط های مته ی با برنده ی غلطکی انجام گرفته است. ردیف های داخلی دندانه ها در مخروط های مختلف طوری قرار داده می شوند که دندانه های هر کدام از مخروط ها در داندانه های مخروط های دیگر، قفل می شوند. این طرز قرار گیری دندانه ها در جهت اهداف زیر موثر واقع می شوند: ۱) فضای زیادی را برای طراحی قوی تر مته ایجاد می کنند۲) به هنگام چرخش مته، دندانه ها همدیگر را تمیز می کنند، ۳) برای تعداد معین از دندانه ها، مته دارای حداکثر پوشش به ته چاه می باشد.

اکثر مته ها حدود ۷۰٪ ته چاه را پوشش می دهند ردیف های خارجی دندانه های مخروط ها، درهم فرو نمی روند. این ردیف از دندانه ها که دندانه های پاشنه نامیده می شوند، سخت ترین وظیفه را برعهده دارند. به دلیل شکل هندسی دایروی، باید تکه سنگ های بسیار زیادی از خارجی ترین حلقه ی ته چاه برطرف شود. در حالی که برطرف کردن این سنگ ها به دلیل تمایل به چسبیدن به دیواره ی چاه کار دشواری است.

غالباً تعدادی از دندانه های پاشنه با فاصله هایی بین آنها طراحی می شوند. این فواصل که دارای اندازه ی یک و نیم برابر اندازه ی دندانه های برنده می باشند، الگویی را در ته چاه ایجاد می کنند. بنابراین خرده سنگ ها کوچکتر از فواصل بین دندانه ها بوده و به آسانی در بین دندانه ها گیر نمی کنند به دلیل وظیفه ی دشواری که بر عهده ی دندانه های پاشنه می باشد، در نتیجه احتمال سایش سریع این دندانه ها و حفاری خارج از اندازه ی چاه بیشتر می باشد. این نیز در نوبت خود باعث اعمال نا منظم نیرو بر یاتاقان ها شده و منجر به از بین رفتن زود هنگام مته می شود. اگر چاه همچنان به صورت زیر اندازه باقیمانده باشد، احتمال از کار افتادگی زودرس مته های بعدی نیز بسیار خواهد بود. اکثر تولیدکنندگان مته های حفاری، پیشنهاد می دهند تا بیش از یک ردیف دندانه ی پاشنه در طراحی مته مورد استفاده واقع شود تا مهندسان حفاری بتوانند، اندازه ی مورد نیاز قطر چاه را حفظ کنند.

مونتاژ استاندارد یاتاقان یا ارزان ترین آنها، شامل اجزای زیر است: ۱) یاتاقان خارجی از نوع غلطکی، ۲) یاتاقان میانی از نوع ساچمه ای و ۳) یاتاقان دماغه از نوع اصطکاکی.

بیشترین بار روی یاتاقان خارجی از نوع غلطکی بوده و معمولاً زودتر از همه سائیده می شود مسیری که یاتاقان غلطکی بر روی آن می غلطد، از سمت پایین جایی که وزن اعمال شده بر مته از پین به مخروط منتقل می شود، تمایل به سایش را دارا می باشد. یاتاقان های میانی ساچمه ای در ابتدا بارهای فشاری یا محوری را بر مخروط ها تحمل می کنند. آنها همچنین مخروط را در مته در جای خود نگه می دارند. یاتاقان های دماغه طوری طراحی می شوند که قسمتی از بارهای فشاری و یا محوری را پس از شروع سائیدگی یاتاقان های ساچمه ای تحمل می کنند. در اکثر اندازه های مته، یاتاقان دماغه از نوع یاتاقان اصطکاکی بوده ولی در مته های با اندازه های بزرگ، از یاتاقان غلطکی استفاده می شود. در طراحی استاندارد یاتاقان ها، تمامی یاتاقان ها با سیال حفاری روغن کاری می شوند.

به هنگام استفاده از سیال حفاری گازی، از مته های اصلاح شده ای استفاده می شود که در آنها مسیرهای جهت عبوردهی گاز از داخل یاتاقان ها برای روغن کاری تعبیه شده است.

نوع دیگر مونتاژ یاتاقان با هزینه ی متوسط مورد استفاده در مته های با برنده ی غلطکی، نوع آب بندی شده می باشد. در این نوع مته، یاتاقان ها در محیطی از گریس، توسط آب بندهای گریس، مخزن گریس و مجرابند متعادل کننده که جهت تنظیم فشار گریس برابر با فشار هیدرواستاتیکی سیال در ته چاه تعبیه شده است، نگه داشته می شوند هر چند که وجود آب بندی های گریس، نیازمند مقداری فضا بوده و این نیز منجر به کاهش ظرفیت یاتاقان می شود، با این وجود، حذف مواد ساینده از یاتاقان ها ،‌معمولاً این عیب را بیشتر جبران می کند. با سائیدگی مته در نتیجه آب بندی های گریس از بین رفته و این منجر به ورود سیال حفاری به داخال یاتاقان ها شده و به سائیدگی یاتاقان ها شتاب می بخشد . 

مته های با برنده ی غلطکی دارای پیشرفته ترین نوع مونتاژ یاتاقان، مته های با یاتاقان از نوع ژورنال می باشند. در این نوع از مته ها، یاتاقان های غلطکی حذف شده و مخروط در تماس با پین یاتاقان ورنال به چرخش در می آید. این نوع یاتاقان دارای این مزیت می باشد که در آن، سطح تماسی که وزن روی مته از طریق آن به مخروط منتقل می شود . بسیار زیاد است . همچنین با حذف یکی از اجزای تشکیل دهنده ( یاتاقان های غلطکی) ، فضای برای مقاوم کردن اجزای باقی مانده ایجاد می شود. مته های دارای یاتاقان ژورنال نیازمند آبن بندهای موثر گریس مخصوص می باشند. نقره کاری ژورنال کمک فراوانی در به حداقل رساندن اصطکاک و جلوگیری از سائیدگی می کند. با اینکه مته های با یاتاقان ژورنال، بسیار گران تر از مته های استاندراد یا مته های با یاتاقان های آب بندی شده می باشند، ولی استفاده از این مته ها منجر به افزایش عمر مته و در نتیجه کاهش زمان دکل صرف شده در عملیات پیمایش جهت تعویض مته می شود.

محبوب ترین ها

خواص سنگ مخزن 15 ارديبهشت 1395 8
اسیدکاری 21 تیر 1395 5
نمودارگیری چاه 11 مرداد 1395 4
خواص سنگ مخزن 23 تیر 1395 3
تکمیل چاه 02 تیر 1395 3

پربازدیدترین مطالب

آخرین مطالب گروه

مطالب مرتبط

892
تکنیک های حفاری
769
تکنیک های حفاری