PHD-IUW – pręt do wiercenia rdzeniowego z przewodem telekomunikacyjnym z wewnętrznymi wykuszami i zmienną grubością ścianki

PHD-IUW to specjalny, wewnętrznie wykuty pręt do wierteł rdzeniowych o zmiennej grubości ścianki przeznaczony do wiercenia otworów nadgłębokich, zgodny w pełni ze standardami międzynarodowymi DCDMA. Podstawowa rura pusta ma wymiary Φ114,3 × 5 mm i jest wytwarzana metodą wyjątkowej, zintegrowanej wewnętrznej kucji wykutej. Część wykuta ma średnicę wewnętrzną 101 mm i średnicę zewnętrzną 115 mm. Pusta rura wykonana jest ze stali stopowej wysokiej wytrzymałości ZT950 przeznaczonej specjalnie do wiercenia głębokiego oraz poddana jest kompozytowej obróbce cieplnej: gorącemu wykuciu grubicowemu na końcach pręta oraz częstotliwościowo średniej, strefowej hartowaniu i odpuszczaniu na rozszerzonych odcinkach obu końców. Maksymalna zalecana bezpieczna głębokość wiercenia wynosi 2850 m. Przeznaczony jest do eksploracji nadgłębokich zasobów mineralnych, badań geotermicznych w otworach głębokich, naukowego pobierania rdzeni w głębokich otworach geologicznych oraz budowy nadgłębokich otworów w ramach dużych projektów inżynierii geotechnicznej.

W porównaniu z tradycyjnymi, jednolitymi odcinkami rdzeniowymi PHD (PQ) o stałej grubości ścianki, ten produkt wykorzystuje zróżnicowaną, zmienną grubość ścianki oraz strukturę wewnętrznego poszerzenia (upset), co znacznie zwiększa powierzchnię przekroju nośnego połączeń. Oferuje kompleksowe ulepszenia w pięciu kluczowych obszarach: czystości rury, nośności skrętnej i rozciągającej połączeń, odporności na zmęczenie przy obciążeniach zmiennych, odporności wątków na zużycie i korozję oraz lekkiej konstrukcji rury z dużym przepływem wewnętrznym. Łącząc nadzwyczaj wysoką wytrzymałość strukturalną z doskonałą odpornością rury na odkształcenia plastyczne, produkt ten nadaje się do stosowania w bardzo głębokich otworach prostych oraz w otworach nachylonych o dużym kącie nachylenia – w zakresie od 2500 m do 2850 m – a także w gęstych formacjach skał twardych, strefach skał pękniętych oraz złożonych warstwach wodonośnych o wysokiej mineralizacji. Skutecznie zapobiega częstym awariom występującym przy ekstremalnie długich zestawach narzędzi wiertniczych, takim jak rozerwanie połączeń, uszkodzenie lub poślizg zębów gwintu, wyginanie i odkształcenie rury oraz pęknięcia zmęczeniowe w strefach przejściowych podczas obróbki cieplnej. Produkt jest uniwersalnie kompatybilny ze wszystkimi standardowymi akcesoriami do rdzeniowania przewodowego PHD (PQ), w tym z zestawami rur wewnętrznych, nakrętkami zabezpieczającymi (overshots), wiertłami diamentowymi oraz koszulkami rozszerzającymi. Nowe oraz istniejące odcinki rdzeniowe PHD (PQ) tego samego standardu mogą być swobodnie łączone ze sobą na miejscu.

wzmocnienie kompozytowe za pomocą wewnętrznego zgrubienia o zmiennej grubości ścianki oraz strefowego hartowania i odpuszczania, dostosowane do warunków eksploatacji nadzwyczajnie długich zestawów rur wiertniczych o długości 2850 m

Ze względu na ograniczenia wynikające z konstrukcji o stałej grubości ścianki tradycyjne standardowe pręty rdzeniowe PHD (PQ) mają maksymalną głębokość budowy poniżej 2400 m. Pręty rdzeniowe PHD-IUW są wyposażone w niestandardowe połączenia z wewnętrznym zgrubieniem o zmiennej grubości ścianki oraz poddane są dwu końcowemu hartowaniu i odpuszczaniu na rozszerzonym odcinku, co znacznie zwiększa przekrój nośny połączeń. Pozwalają one stabilnie wytrzymać ciężar własny nadzwyczajnie długich zestawów rur wiertniczych o długości 2850 m oraz obciążenia obrotowe o wysokim momente skręcającym pochodzące z głębokich formacji geologicznych, co znacznie poprawia ogólną odporność połączeń i gwintów na zmęczenie i uderzenia oraz drastycznie zmniejsza liczbę wypadków związanych z eksploatacją, takich jak pęknięcie rur w głębokich otworach, rozerwanie połączeń lub rozkręcenie gwintów.

2. Lekka rura o średnicy 114,3 × 5 mm z dużym wewnętrznym przekrojem przepływowym zapewniającą wyższą wydajność wiercenia

Zoptymalizowana konstrukcja cienkościenna z grubością ścianki 5 mm w podstawowej rurze skutecznie zmniejsza masę martwą całego zestawu wiertniczego oraz obniża opór przy wciąganiu i opuszczaniu wierciła w czasie cyklicznych operacji wiercenia w studniach o głębokości 2850 m. Rura charakteryzuje się dużym wewnętrznym przekrojem przepływowym o średnicy wewnętrznej 104,3 mm, co umożliwia wystarczające natężenie przepływu płynu wierceniowego, szybsze usuwanie drobiny wierceniowej z dna głębokich otworów, ciągłe chłodzenie wiertarek diamentowych oraz poprawę ogólnej wydajności ciągłego pobierania rdzeni w ultragłębokich otworach.

3. Zintegrowane wewnętrzne zgrubienie (upset) eliminuje ukryte zagrożenia pęknięć spowodowanych nagłą zmianą grubości ścianki

Wytwarzany metodą zintegrowanej, zamkniętej kucji na gorąco z wewnętrznym wykowaniem, co jednocześnie zapewnia pogrubienie i poszerzenie połączeń o średnicy wewnętrznej 101 mm i średnicy zewnętrznej 115 mm, zmniejszając koncentrację naprężeń spowodowaną różnicą grubości ścianki między korpusami rurek a połączeniami typowych prętów rdzeniowych. Jednolita struktura metalograficzna warstw przejściowych uzyskanych w procesie obróbki cieplnej umożliwia długotrwałą odporność na wysokie ciśnienie ekstruzji, wysokoczęstotliwościowe drgania obrotowe oraz uderzenia twardych skał w głębokich odwiertach, rozwiązując powszechne w branży problem pęknięć zmęczeniowych w strefach przejściowych nadmiernie długich zestawów narzędzi wiertniczych.

4. Uniwersalne gwinty standardu PHD (PQ) – brak konieczności wymiany istniejących pasujących narzędzi wiertniczych, co pozwala zaoszczędzić koszty projektu

Wygiete gwinty rurowe są frezowane ściśle zgodnie z międzynarodowymi standardami DCDMA PHD (PQ), z pełnym dopasowaniem kąta stożkowości, skoku oraz wymiarów profilu zębów, co zapewnia kompatybilność z dominującymi na rynku kompletnymi akcesoriami do wiercenia rdzeniowego z przewodem (PHD/PQ). Istniejące w eksploatacji zespoły rurek wewnętrznych, nakładki nadrdzeniowe, tuleje rozszerzające oraz wierteł diamentowych można stosować bezpośrednio. Mieszane wykorzystanie nowych i starszych prętów rdzeniowych eliminuje konieczność pełnej wymiany zużywanych materiałów wiertniczych, zakupu nowego sprzętu oraz kosztów jego obsługi i konserwacji.

5. Kompozytowe hartowanie i ochrona gwintów zapewniające długotrwałą odporność na korozję podziemną oraz odporność na zadzieranie

Po precyzyjnej obróbce końcowej gwinty poddawane są dwustopniowej hartowaniu zapobiegającemu korozji, obejmującemu azotowanie oraz fosfatację. Odpornie są na korozję i zatarcie nawet po długotrwałym zanurzeniu w wodzie gruntowej o wysokiej zawartości minerałów oraz kwasowej płuczce wiertniczej. Łatwe rozkręczenie jest nadal możliwe po długotrwałym postoju i statycznym pozostawieniu elementów, co zmniejsza straty czasu przestoju spowodowane zablokowaniem gwintów oraz utknięciem rur w bardzo głębokich otworach.