A vrtací nádobapřeměňuje potenciální energii uloženou v prodloužené vrtací koloně na kinetickou energii. Poté, co dojde k otřesu, tato kinetická energie generuje nárazovou vlnu, která přenáší otřesovou sílu na uvázlou vrtací kolonu a pomáhá ji uvolnit.
Energie nárazové vlny se vztahuje ke zrychlení otřesného nástroje, zatímco doba trvání vlny se vztahuje k délce vrtací kolony. Jejich vztah je následující:
Kinetická energie=1/2MV^2
Kde M se rovná hmotnosti vrtací kolony nad nádobou a V je rychlost nádoby během nárazu.
Existují tři hlavní typy otřásacích nástrojů: mechanické sklenice, hydraulické sklenice a hydraulicko-mechanické kombinované sklenice.
Mechanické nádoby
Mechanickévrtací nádobypoužijte řadu pružin, zarážek a uvolňovacích mechanismů k vytvoření otřesného nárazu. Skloní se nahoru, když přetažení dosáhne předem nastaveného limitu, a sklouznou dolů, když přetažení dosáhne jiného předem nastaveného limitu. Nádoba se aktivuje pouze v rámci těchto nastavených limitů, které jsou normálně vyšší než síly, které se vyskytují při normálním vrtání. Během běžného provozu je mechanická nádoba buď v neutrální poloze, nebo v přetaženém stavu, ale nikdy není předem zatížena, aby se sklouzla dolů, protože by to mohlo poškodit vrtací kolonu pod ní.
Uvolňovací mechanismus může být konfigurován na povrchu nebo ve spodním otvoru, v závislosti na designu nádoby. Existují dva hlavní návrhy mechanických nádob:
1) Styl torzní pružiny - Tyto pružiny jsou na povrchu předepjaté pro otřesy směrem nahoru a dolů. Vypalování sklenic se aktivuje aplikací 10-15% kolísání točivého momentu na vrtací kolonu (kroutící moment vlevo snižuje přetažení, pravý zvyšuje).
2) Prodloužená objímka s drážkami a západkovými pružinami - Zatížení při vystřelování sklenice ve spádu je sníženo zvýšením rychlosti čerpání kalu. Anadrill EQ Mechanical Jar využívá tento princip.
Hydraulické nádoby
Hydraulickévrtací nádobysestávají ze dvou pístových oblastí oddělených ventilem. Když jsou k aktivaci nádoby aplikovány tahové nebo stlačovací síly, tekutina v jedné oblasti pístu je stlačována a vytlačována omezenou průtokovou cestou do druhé oblasti. Průtok řídí dobu výpalu - vyšší síly dávají rychlejší časy výpalu. Tato vzdálenost zdvihu se nazývá "silový zdvih". Když zdvih dosáhne svého limitu, stlačená kapalina se odvětrá přes obtok, což umožňuje oblastem diferenciálního pístu rychle vyrovnat tlak a náraz.
Hydraulické nádoby nevyžadují přednastavené vypalovací zatížení - vypalovací síla je úměrná velikosti přetažení nebo použitého stlačení. Vyšší síly vedou k vyššímu rázovému zatížení. Klíčovou výhodou je, že hydraulické nádoby mohou v rámci svých jmenovitých hodnot produkovat různý rozsah otřesových sil. Obvykle mají také větší vnitřní průměry než mechanické nádoby pro danou velikost nástroje.
Pokud to čas dovolí, hydraulická nádoba se znovu natáhne a znovu vystřelí, jakmile je elektrický zdvih dokončen. Díky tomu jsou výhodné ve vysokoúhlových nebo horizontálních vrtech, kde může být k dispozici omezené přetažení. Může však také vést k neúmyslné střelbě dolů, zejména ve vertikálních úsecích.
Časté výpaly mohou vést k přehřátí hydrauliky, což snižuje viskozitu kapaliny, zkracuje dobu silového zdvihu a způsobuje předčasné výstřely před požadovaným přetažením – což snižuje sílu nárazu.
Hlavní výhodou mechanických sklenic je to, že se vystřelí pouze při dosažení předem nastavených limitů síly. Jsou odolnější proti neúmyslnému odpálení a mají delší životnost ve srovnání s hydraulickými nádobami.
Vigor vám poskytne spolehlivé řešení, kontaktujte nás prosím nainfo@vigorpetroleum.com.
