Меры по борьбе с эрозией буровых штанг снижают расходы на буровой инструмент
Введенные два года назад нормативные требования вызвали изменения в планировании взрывных работ. Срок службы буровых штанг из мягкой, низкоуглеродистой стали упал с 400 часов до всего лишь 130. При проведении работ, подобных ведущимся на востоке Кентукки, диаметр взрывных скважин ограничен размером 6 3/4 дюйма (171 мм), а шаг сетки взрывных скважин уменьшен с 18 на 18 футов до 16 на 16 футов. Однако при уменьшении размера долота полностью изменилась высокопроизводительная методика бурения, которая формировалась в течение многих лет на базе тщательных разработок и практического опыта бурения в таких грунтах. В результате, при соблюдении установленных норм, расходы на буровой инструмент за час бурения удвоились, а в некоторых случаях и утроились.
Введенные два года назад нормативные требования вызвали изменения в планировании взрывных работ. Срок службы буровых штанг из мягкой, низкоуглеродистой стали упал с 400 часов до всего лишь 130. При проведении работ, подобных ведущимся на востоке Кентукки, диаметр взрывных скважин ограничен размером 6 3/4 дюйма (171 мм), а шаг сетки взрывных скважин уменьшен с 18 на 18 футов до 16 на 16 футов. Однако при уменьшении размера долота полностью изменилась высокопроизводительная методика бурения, которая формировалась в течение многих лет на базе тщательных разработок и практического опыта бурения в таких грунтах. В результате, при соблюдении установленных норм, расходы на буровой инструмент за час бурения удвоились, а в некоторых случаях и утроились.
Заказчики, с которыми работает «Атлас Копко», обратились с просьбой найти решение для снижения расходов на буровой инструмент за пробуренный фут до разумного уровня. Так как буровые штанги до замены могут использоваться длительный промежуток времени, то лучше всего оказалось рассчитывать "расходы на буровой инструмент за час эксплуатации", разделив общие расходы на буровые штанги на общее количество "часов работы воздушного компрессора" между установкой штанги и ее заменой. Это обеспечило надежную и простую основу для сравнения.
Дополнительное снижение расходов
При бурении взрывных скважин с помощью больших установок на гусеничном ходу с помощью шарошечных долот диаметром 7 7/8 дюйма (200 мм) на буровой штанге из мягкой стали диаметром 5 1/2 дюйма (140 мм) скорость восходящего потока (BV) была почти идеально равна 6000 футов в минуту (1828 метров в минуту).
При использовании долота 6 3/4 дюйма (171 мм) на такой же штанге 5 1/2 дюйма затрубное пространство сокращается до такой степени, что скорость восходящего потока (BV) удваивается до 12 000 футов/мин. При увеличении скорости восходящего потока буровой шлам настолько агрессивно изнашивает буровые штанги из мягкой стали , что срок их эксплуатации сокращается в три раза по сравнению с бурением скважин диаметром 7 7/8 дюйма. Трехшарошечные долота также страдали в этих скважинах, твердосплавное вооружение изнашивалось вдвое быстрее. Скорость износа бурового инструмента создала новую проблему. Быстро увеличивающийся зазор между штангой и центрирующей втулкой давал выход пыли. Был риск, что она не будет полностью собрана системой пылеудаления буровой установки. Эксплуатация буровой установки в условиях неконтролируемого пылевыделения могла привести к нарушению пределов запыленности угольного разреза. Поэтому буровые штанги приходилось чаще менять для предотвращения увеличения зазора. В результате буровые установки расходовали штанги в три раза быстрее, чем раньше. Единственной причиной этого были физические последствия изменения размера долота.
Опытный бурильщик Рон Джонсон, региональный менеджер по продажам «Атлас Копко» в 11 угледобывающих штатах на востоке США, провел полный аудит процесса бурения, в том числе проверку производительности воздушного компрессора. Данный аудит показал, что в скважине был избыточный объем воздуха для выноса бурового шлама по причине уменьшения площади затрубного пространства. Одним из решений было уменьшить диаметр буровой штанги, и штангу диаметром 5 1/2 дюйма (140 мм) заменили на 5-дюймовую (127 мм). Но это повлекло за собой другие проблемы. Буровой став диаметром 5 дюймов (127 мм) не обладает достаточной жесткостью на изгиб в этих условиях. Его изгиб приводил к вибрации бурового става. Этот эффект при бурении также приводит к сокращению срока службы инструмента. Для решения проблемы избытка воздуха, вместо "дросселирования" впускного отверстия компрессора для сокращения объема, его не только уменьшали, но и выпускали избыточный объем по мачте для сокращения объема воздуха в скважине. Даже при самых удачных настройках шлам все равно быстро изнашивал буровой став.
Именно тогда Джонсон предложил использовать буровой инструмент TEAMALLOY. В случае успешных испытаний почти все угольные компании на востоке США проявили бы высокий интерес к TEAMALLOY. И до сих пор это так. Срок службы штанг из мягкой стали составляет лишь 130 часов, а буровой инструмент TEAMALLOY после 300 часов использования выглядит как новый. У отметки в 400 часов на штанге начали появляться только минимальные следы износа. Износ был контролируемым и предсказуемым, а армированная или твердосплавная защита от износа была чуть более заметна по сравнению с новой штангой. По прогнозу Джонсона они должны были, вероятно, прослужить 500 часов до замены.
Похоже, что «Атлас Копко» нашла формулу успеха. Во время бурения штанги TEAMALLOY обеспечивали лучшую стабилизацию и превосходно передавали крутящий момент. Образование пыли снизилось. Уменьшились затраты на буровой инструмент за час бурения. Производительность повысилась. Буровые штанги TEAMALLOY компании Atlas Copco Secoroc оправдывают свою цену; они выигрывают у мягкой стали по затратам на один час бурения при любом применении, везде, каждый раз.
