PHD-IUW — штанга для кернового бурения с проволочной системой управления с переменной толщиной стенки и внутренним утолщением

PHD-IUW — это специальный внутренне утолщённый бурильный стержень для колонкового бурения с переменной толщиной стенки, предназначенный для сверхглубоких скважин и полностью соответствующий международным буровым стандартам DCDMA. Заготовка базовой трубы имеет размеры Φ114,3 × 5 мм и изготавливается по эксклюзивной технологии интегрированной внутренней ковки с утолщением. Утолщённый участок имеет внутренний диаметр 101 мм и наружный диаметр 115 мм. Заготовка выполнена из высокопрочной легированной стали ZT950, специально разработанной для глубокого бурения, и подвергается комплексной термообработке: горячая ковка с утолщением концов стержня в сочетании с зонированным среднечастотным закалочно-отпускным процессом на протяжённых участках с обоих концов. Максимальная рекомендуемая безопасная глубина бурения составляет 2850 м. Применяется при сверхглубокой разведке минеральных ресурсов, исследовании геотермальных скважин большой глубины, научном глубоком колонковом бурении в геологии, а также при сооружении сверхглубоких скважин в рамках крупных геотехнических инженерных проектов.

По сравнению с традиционными стандартными стержнями PHD (PQ) с равномерной толщиной стенки данное изделие оснащено дифференцированной конструкцией внутреннего утолщения с переменной толщиной стенки, что значительно увеличивает площадь поперечного сечения соединений. Оно обеспечивает комплексное улучшение по пяти ключевым параметрам: чистота трубной заготовки, крутильная и растяжимая несущая способность соединений, усталостная прочность при циклических нагрузках, износостойкость и коррозионная стойкость резьбы, а также облегчённая конструкция трубы с большим внутренним проходным сечением. Обеспечивая оптимальный баланс между сверхвысокой конструкционной прочностью и превосходной вязкостью трубы, изделие подходит для бурения сверхглубоких вертикальных скважин и высокоугловых наклонных скважин глубиной от 2500 до 2850 м, а также для плотных пород с высокой твёрдостью, зон разрывных нарушений и сложных водоносных горизонтов с высокой минерализацией. Оно эффективно предотвращает частые отказы при эксплуатации сверхдлинных бурильных колонн, включая разрывы соединений, разрушение и проскальзывание резьбовых зубьев, изгиб и деформацию труб, а также усталостные разрушения в зонах перехода при термообработке. Изделие совместимо со всеми стандартными проволочными керноприёмными аксессуарами PHD (PQ), включая внутренние трубные сборки, захваты-«овершоты», алмазные кернорезы и расширяющие кольца. Новые и существующие стержни PHD (PQ) одного и того же стандарта могут использоваться совместно на месте проведения работ.

композитное армирование с помощью внутреннего утолщения с переменной толщиной стенки и зонного закалки с отпуском, адаптированное для условий сверхдлинной бурильной колонны длиной 2850 м

Из-за ограничений, обусловленных конструкциями с одинаковой толщиной стенок, стандартные сердечные штанги PHD (PQ) обычно имеют максимальную глубину бурения менее 2400 м. Модель PHD-IUW оснащена специальными соединениями с внутренним утолщением и переменной толщиной стенки в сочетании с термообработкой закалки и отпуска на удлинённых участках с обоих концов, что значительно увеличивает площадь поперечного сечения соединений. Это обеспечивает стабильное восприятие собственного веса сверхдлинной бурильной колонны длиной 2850 м и высоких крутящих нагрузок при вращении в глубоких пластах, существенно повышая общую усталостную и ударную прочность соединений и резьбовых элементов, а также резко снижая количество аварий при бурении, таких как обрыв штанг в глубоких скважинах, разрыв соединений и раскручивание резьбы.

2. Облегчённая труба диаметром 114,3×5 мм с большим внутренним проходным сечением для повышения эффективности бурения

Оптимизированная конструкция тонкостенной трубы с толщиной стенки 5 мм в базовой трубе эффективно снижает собственный вес всего бурильного состава и уменьшает сопротивление при подъёме и спуске на скважинах глубиной 2850 м. Внутренний диаметр трубы составляет 104,3 мм, что обеспечивает достаточный расход промывочной жидкости, более быстрое удаление шлама с забоя глубоких скважин, непрерывное охлаждение алмазных долот и повышение общей эффективности непрерывного кернового бурения в сверхглубоких скважинах.

3. Интегрированное формирование внутреннего утолщения устраняет скрытые опасности трещинообразования от концентрации напряжений, вызванной резким изменением толщины стенки.

Изготавливается методом интегрированной горячей объемной штамповки с закрытой матрицей и внутренним утолщением, одновременно обеспечивая утолщение и расширение соединений с внутренним диаметром 101 мм и наружным диаметром 115 мм, что снижает концентрацию напряжений, вызванную несоответствием толщины стенок между телом труб и соединениями обычных центральных стержней. Однородная металлографическая структура переходных слоев после термообработки обеспечивает длительную стойкость к высоконапорному экструдированию, высокочастотным вращательным вибрациям и ударным нагрузкам при проходке твердых пород в глубоких скважинах, решая отраслевую проблему усталостного разрушения в переходных участках сверхдлинных бурильных колонн.

4. Универсальные резьбы стандарта PHD (PQ) — не требуется замена существующих совместимых буровых инструментов, что позволяет сэкономить проектные затраты

Конические резьбы для труб обрабатываются строго в соответствии с международными стандартами DCDMA PHD (PQ), с полным совпадением конусности, шага и профиля зуба, что обеспечивает совместимость с основными комплектными аксессуарами для керноприемников с проводной подачей PHD (PQ), доступными на рынке. Существующие в эксплуатации внутренние трубные сборки, насадки, расширители и алмазные буровые долота могут быть использованы непосредственно без модификации. Смешанное использование новых и старых керноприемных штанг устраняет необходимость полной замены буровых расходных материалов, закупки оборудования и затрат на его эксплуатацию и техническое обслуживание.

5. Композитная закалка и защита резьбы для обеспечения долговременной коррозионной стойкости в подземных условиях и антизадирных свойств

После точной отделки резьба подвергается двойной антикоррозионной закалке методом нитроцементации с последующим фосфатированием. Такая обработка обеспечивает устойчивость к коррозии и заеданию даже после длительного погружения в сильно минерализованную грунтовую воду и кислые буровые растворы. Плавное расстыкование сохраняется даже после длительного простоя и статического размещения, что снижает потери времени из-за заклинивания резьбы и застревания труб в сверхглубоких скважинах.