PHD-IUW – vrtací tyč pro jádrování s kabelovým systémem s proměnnou tloušťkou stěny a vnitřním zahuštěním

PHD-IUW je speciální vnitřně zvýšená vrtací tyč pro jádrové vrtací soupravy s proměnnou stěnou, určená pro ultrahluboké vrty a plně vyhovující mezinárodním vrtním standardům DCDMA. Základní trubková заготовka má rozměry Φ114,3 × 5 mm a je vyráběna exkluzivní integrovanou vnitřní zvýšenou kovovou výkovkou. Zvýšená část má vnitřní průměr 101 mm a vnější průměr 115 mm. Základní заготовka je vyrobena z vysoce pevnostní slitiny oceli ZT950, speciálně určené pro hluboké vrty, a kombinuje komplexní tepelné zpracování: horké zvýšení tloušťky na koncích tyče spolu se středofrekvenčním zónovým kalením a popouštěním na prodloužených úsecích na obou koncích. Maximální doporučená bezpečná vrtací hloubka dosahuje 2 850 m. Je vhodná pro ultrahluboký průzkum minerálních zdrojů, průzkum geotermálních hlubokých vrtů, vědecké jádrové vrty v hluboké geologii a konstrukci ultrahlubokých vrtných otvorů pro rozsáhlé geotechnické stavební projekty.

Ve srovnání se standardními PHD (PQ) jádrovými tyčemi s konvenčním stejnotloušťkovým profilem má tento výrobek odlišný strukturální návrh s proměnnou tloušťkou stěny a vnitřním zvětšením (upset), který výrazně zvyšuje průřezovou nosnou plochu spojů. Nabízí komplexní vylepšení ve pěti klíčových oblastech: čistota trubky, torzní a tahová únosnost spojů, odolnost proti únavě při střídavých zatíženích, odolnost závitů proti opotřebení a korozi, a lehký návrh trubky s velkým vnitřním průtokovým průřezem. Díky vyvážené kombinaci ultra-vysoké strukturální pevnosti a vynikající houževnatosti trubky je vhodný pro ultra-hluboké rovné vrtiny i vysokozakloněné odchýlené vrtiny o hloubce 2 500 až 2 850 m, stejně jako pro husté tvrdé horninové formace, zóny se zlomenou strukturou a složité vodní vrstvy s vysokou mineralizací. Účinně předchází častým poruchám za podmínek práce s ultra-dlouhými vrtacími řetězci, např. trhnutí spojů, kolapsu nebo prokluzování závitových zubů, ohybu a deformaci trubky či únavovému lomu v zónách přechodu tepelného zpracování. Je univerzálně kompatibilní se všemi standardními PHD (PQ) jádrovými příslušenstvími pro odběr vzorků pomocí drátového systému, včetně vnitřních trubkových sestav, příchytek (overshots), diamantových jádrových vrtáků a rozšiřovacích pouzder. Nové i stávající PHD (PQ) jádrové tyče stejného standardu lze na místě libovolně kombinovat.

1. Kompozitní zpevnění pomocí vnitřního zvýšení s proměnnou tloušťkou stěny a zónového kalení a popouštění, přizpůsobené podmínkám ultra dlouhého vrtacího řetězce o délce 2 850 m

Klasické standardní jádrové tyče PHD (PQ) s rovnou stěnou jsou omezeny konstrukcí se stejnou tloušťkou stěny a obvykle dosahují maximální hloubky vrtu pouze do 2 400 m. Jádrová tyč PHD-IUW je vybavena speciálními vnitřními zvýšenými spoji s proměnnou tloušťkou stěny, které jsou doplněny tepelným zpracováním dvoukoncového kalení a popouštění pro prodloužené úseky, čímž se výrazně zvětší nosný průřez spojů. Tyto spoje spolehlivě unesou mrtvou hmotnost ultra dlouhých vrtacích řetězců o délce 2 850 m i vysoké točivé momenty z hlubokých vrstev, což výrazně zvyšuje celkovou únavovou a nárazovou odolnost spojů i závitů a výrazně snižuje počet havarijních událostí, jako je lámání tyčí v hlubokých vrtech, trhání spojů nebo vyšroubování závitů.

2. Lehká trubka o průměru 114,3 × 5 mm s velkým vnitřním průtokovým průřezem pro vyšší vrtací účinnost

Optimalizovaný návrh tenkostěnné trubky s tloušťkou stěny 5 mm na základní trubce účinně snižuje mrtvou hmotnost celého vrtacího řetězce a snižuje odpor při vytahování a spouštění vrtacího řetězce v hlubokých vrtách o hloubce 2 850 m. Trubka disponuje velkým vnitřním průtokovým průřezem s vnitřním průměrem 104,3 mm, což umožňuje dostatečný průtok vrtací kapaliny, rychlejší odstranění třísek ze dna hlubokých vrtů, nepřetržité chlazení diamantových vrtáků a zlepšení celkové účinnosti nepřetržitého jádrového vrtání v ultra-hlubokých vrtách.

3. Integrované vnitřní zvýšení (upset) eliminuje skrytá nebezpečí lomu způsobeného změnou tloušťky stěny

Vyrábí se integrovaným způsobem horkého tváření uzavřenou formou s vnitřním překováním, čímž se současně dosahuje ztlustění a rozšíření spojů s vnitřním průměrem 101 mm a vnějším průměrem 115 mm, což zmírňuje koncentraci napětí způsobenou rozdílem tloušťky stěny mezi těly trubek a spoji běžných jádrových tyčí. Stejnorodá metalografická struktura tepelně zpracovaných přechodových vrstev umožňuje dlouhodobou odolnost vůči vysokotlakému extruzi, vysokofrekvenčnímu rotujícímu kmitání a nárazovým zatížením tvrdými horninami v hlubokých vrtů, čímž řeší průmyslově rozšířený problém únavového lomu v přechodových úsecích ultra dlouhých vrtných řetězců.

4. Univerzální závity podle standardu PHD (PQ) – žádná potřeba výměny stávajících odpovídajících vrtných nástrojů, úspora projektových nákladů

Závity na kuželové trubky jsou obráběny přesně podle mezinárodních standardů DCDMA PHD (PQ), včetně plné shody kužele, závitového stoupání a rozměrů profilu závitu s běžnými kompletními PHD (PQ) kabelovými jádrovými příslušenstvími dostupnými na trhu. Stávající provozní sestavy vnitřních trubek, příchytky pro jádrové vrtání (overshots), frézovací pouzdra a diamantové vrtáky lze použít přímo. Smíšená konstrukce nových a starých jádrových tyčí eliminuje potřebu úplné výměny vrtacích spotřebních materiálů, nákupu zařízení a nákladů na provoz a údržbu.

5. Kompozitní kalení a ochrana závitů pro dlouhodobou odolnost proti podzemní korozi a proti zatékání

Po přesné dokončovací obrábění jsou závity podrobeny dvojitému protikoroznímu kalení – nitridaci a fosfátování. Odolávají korozi i zaseknutí i po dlouhodobém ponoření do vysoce mineralizované podzemní vody a kyselé vrtací blány. Hladké rozpojení je stále možné i po dlouhodobém vypnutí a statickém uložení, čímž se snižují prostojové ztráty způsobené zaseknutím závitů a uvíznutím vrtacích trubek v ultrahlubokých vrtách.