ড্রিলিং গতি-বর্ধক সরঞ্জামের উপর গবেষণা

বর্তমানে, ড্রিলিংয়ের গতি বাড়ানোর সরঞ্জামগুলোকে প্রধানত দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা হয়: যান্ত্রিক এবং হাইড্রোলিক। যান্ত্রিক সরঞ্জামগুলো আঘাতকারী বল (impact force) তৈরি করতে ওয়েট অন বিট (WOB) ব্যবহার করে, যা কঠিন শিলাস্তরে পাথর ভাঙার দক্ষতা কার্যকরভাবে উন্নত করে, কিন্তু এতে তীব্র কম্পন, উচ্চ শক্তি খরচ এবং সহজে ফাটলজনিত ক্ষতির মতো সমস্যা রয়েছে। হাইড্রোলিক সরঞ্জামগুলো ইমপ্যাক্ট হ্যামারকে চালনা করতে ড্রিলিং ফ্লুইড ব্যবহার করে, যা আঘাত, ঘূর্ণন এবং জেটের সমন্বয়ে পাথর ভাঙে। অনুপ্রবেশের হার (ROP) বৃদ্ধি, কূপের বিচ্যুতি নিয়ন্ত্রণ এবং বিটের আয়ু বাড়ানোর ক্ষেত্রে এগুলোর উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে, কিন্তু সাধারণত একক আঘাতের পুনরাবৃত্তি এবং বিভিন্ন শিলাস্তরের চাহিদার সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়ার অসুবিধার মতো সমস্যা থাকে।

কার্যপ্রণালী অনুসারে ইমপ্যাক্ট ড্রিলিং প্রযুক্তিকে প্রধানত তিনটি শ্রেণীতে ভাগ করা হয়: টরশনাল ইমপ্যাক্ট প্রযুক্তি, অ্যাক্সিয়াল ইমপ্যাক্ট প্রযুক্তি এবং অ্যাক্সিয়াল-টর্শনাল কম্পোজিট ইমপ্যাক্ট প্রযুক্তি। গতি বাড়ানোর জন্য ইমপ্যাক্ট ড্রিলিংয়ের মূল উদ্দেশ্য হলো, একটি ইমপ্যাক্টরের মাধ্যমে গ্যাস বা তরলের চাপ শক্তিকে অ্যাক্সিয়াল বা টরশনাল ইমপ্যাক্ট যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করা, যা সরাসরি বিটের পেছনের প্রান্তে প্রয়োগ করা হয়। এটি বিটের কাটিং অবস্থার উন্নতি ঘটায় এবং বিটের শিলা ভাঙার কার্যকারিতা বৃদ্ধি করে।

টর্শনাল ইমপ্যাক্ট ড্রিলিং প্রযুক্তি সাম্প্রতিক বছরগুলিতে ড্রিলিংয়ের গতি বাড়ানোর একটি উদীয়মান প্রযুক্তি, যা প্রধানত পিডিসি বিট দ্বারা সৃষ্ট "স্টিক-স্লিপ" কম্পন সমাধানের জন্য ব্যবহৃত হয়। ব্যবহারের সময়, বিটের পেছনের প্রান্তে টর্শনাল ইমপ্যাক্টরটি স্থাপন করা হয়। এর অভ্যন্তরীণ কাঠামোগত নকশার মাধ্যমে, এটি তরলের হাইড্রোলিক শক্তিকে টর্শনাল ইমপ্যাক্ট যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করতে পারে। ড্রিল স্ট্রিংয়ের স্থির-অবস্থার টর্ক এবং ইমপ্যাক্টর দ্বারা উৎপন্ন ইমপ্যাক্ট টর্কের সম্মিলিত ক্রিয়ায় বিটটি শিলা ভাঙে।

নিম্নলিখিত উদাহরণগুলি দুটি উদ্ভাবনী সরঞ্জাম উপস্থাপন করে।

১. সামঞ্জস্যযোগ্য অভিঘাত কম্পাঙ্ক সহ ড্রিলিং গতি বৃদ্ধি করার টুল

ফ্রিকোয়েন্সি-সমন্বয়যোগ্য হাইড্রোলিক ড্রিলিং গতি-বৃদ্ধিকারী টুলটির একটি মূল ইমপ্যাক্ট কাঠামো রয়েছে যা বিয়ারিং, নিম্ন শ্যাফট বডি, পিস্টন জোড়া, ইমপ্যাক্ট হ্যামার, থ্রটল নজল এবং অন্যান্য উপাদান দ্বারা গঠিত।

কার্যপ্রণালী:এটি ইমপ্যাক্ট হ্যামারের উপরের এবং নিচের চেম্বারে ড্রিলিং ফ্লুইড দ্বারা সৃষ্ট পর্যায়ক্রমিক চাপের পার্থক্যকে কাজে লাগিয়ে হ্যামারটিকে উচ্চ গতিতে সামনে-পিছে চালনা করে, যা একটি অক্ষীয় অভিঘাত বল তৈরি করে। এই বল সরাসরি বিটে স্থানান্তরিত হয়ে শিলা ভাঙতে সহায়তা করে। এর মূল বৈশিষ্ট্য হলো, এই যন্ত্রটি নিচের শ্যাফট বডিতে থাকা প্রতিসম ছিদ্রের সংখ্যা পরিবর্তন করে অভিঘাতের কম্পাঙ্ক সামঞ্জস্য করতে পারে, যার ফলে এটি বিভিন্ন ভূস্তরের ড্রিলিং চাহিদার সাথে নিজেকে খাপ খাইয়ে নিতে পারে।

সামঞ্জস্যযোগ্য অভিঘাত কম্পাঙ্ক সহ ড্রিলিং গতি-বর্ধক টুলের প্রয়োগ

মাঝারি-কঠিন স্তরে ক্ষেত্র পরীক্ষা: সংখ্যাসূচক সিমুলেশন দ্বারা নির্বাচিত সর্বোত্তম ইমপ্যাক্ট ফ্রিকোয়েন্সি (১৬ হার্জ) অনুসারে, এই টুলটি জিনজিয়াং তেলক্ষেত্রের X1 কূপে পরীক্ষা করা হয়েছিল। তীব্র ঘর্ষণ ক্ষমতা এবং কম অনুপ্রবেশ হার (ROP) যুক্ত স্তরাংশে, স্ক্রু ড্রিল টুল ব্যবহার করা পার্শ্ববর্তী কূপের সাথে তুলনা করে দেখা গেছে যে, এই টুলটি ব্যবহারের পর একক রান ফুটেজ ৫৩% বৃদ্ধি পেয়েছে, যান্ত্রিক ROP ২৭.০% বৃদ্ধি পেয়েছে, যা কার্যকরভাবে ট্রিপের সংখ্যা কমিয়ে নির্মাণকাল সাশ্রয় করেছে।

কঠিন স্তরে ক্ষেত্র পরীক্ষা: সংখ্যাসূচক সিমুলেশন দ্বারা নির্বাচিত সর্বোত্তম অভিঘাত কম্পাঙ্ক (১৮ হার্জ) অনুসারে, এই যন্ত্রটি জিনজিয়াং তেলক্ষেত্রের X3 কূপের দুর্বল খননযোগ্যতাসম্পন্ন কার্বনিফেরাস অ্যান্ডেসাইট এবং ব্যাসল্ট স্তরে পরীক্ষা করা হয়েছিল।

উপসংহার: ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, এই যন্ত্রটি ব্যবহারের পর পার্শ্ববর্তী কূপগুলোর তুলনায় যান্ত্রিক ROP উল্লেখযোগ্যভাবে ১০৩.২% বৃদ্ধি পেয়েছে, যা কার্যকরভাবে প্রমাণ করে যে এটি বিভিন্ন ভূতাত্ত্বিক স্তরে খনন দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে এবং খনন চক্র সংক্ষিপ্ত করতে পারে।

২. যৌগিক ইমপ্যাক্ট ড্রিলিং গতি-বর্ধক টুলের নকশা

একটি হাইড্রোলিক টর্শনাল ইমপ্যাক্ট মেকানিজম ডিজাইন করা হয়েছে, যার মূল অংশটি তিনটি ভাগে বিভক্ত: একটি ফ্লো ডিস্ট্রিবিউশন মেকানিজম, একটি রিভার্সিং মেকানিজম এবং একটি ইমপ্যাক্ট মেকানিজম।

গতি প্রক্রিয়া: প্রাথমিকভাবে (অবস্থা ক), উচ্চ-চাপের তরল রিভার্সিং ভালভ কোরের বাম প্রবাহ পথের মাধ্যমে হাইড্রোলিক হ্যামারের বাম গহ্বরে প্রবেশ করে, যা হাইড্রোলিক হ্যামার এবং ভালভ কোরকে একসাথে ঘড়ির কাঁটার দিকে ঘোরাতে থাকে যতক্ষণ না হাইড্রোলিক হ্যামারটি হাইড্রোলিক হ্যামার সিটে আঘাত করে (অবস্থা খ)। আঘাতের পর, উচ্চ-চাপের তরলটি ডান নিয়ন্ত্রণ প্রবাহ পথের মাধ্যমে হাইড্রোলিক হ্যামার এবং ভালভ কোর দ্বারা গঠিত ডান গহ্বরে প্রবেশ করে, যা ভালভ কোরকে রিভার্সিং অবস্থানে (অবস্থা গ) ঘড়ির কাঁটার দিকে ঘুরতে থাকে, ফলে উচ্চ-চাপের তরলটি ডান প্রবাহ পথে চলে যায় এবং হাইড্রোলিক হ্যামারের ডান গহ্বরে প্রবেশ করে, যা হাইড্রোলিক হ্যামার এবং ভালভ কোরকে ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে ঘোরাতে চালিত করে (অবস্থা গ)। যতক্ষণ না হাইড্রোলিক হ্যামারটি আবার হাইড্রোলিক হ্যামার সিটে আঘাত করে (অবস্থা ঘ), ততক্ষণ উচ্চ-চাপের তরলটি বাম নিয়ন্ত্রণ প্রবাহ পথের মাধ্যমে বাম গহ্বরে প্রবেশ করে, যা ভালভ কোরকে রিভার্সিংয়ের জন্য ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে ঘোরাতে এবং প্রাথমিক অবস্থায় (অবস্থা ক) ফিরে আসতে চালিত করে। এই চক্রটি চলতে থাকে, যা তরল দ্বারা চালিত ক্রমাগত রিভার্সিং এবং আঘাতের মাধ্যমে একটি উচ্চ-কম্পাঙ্কের প্রত্যাবর্তী টর্শনাল ইমপ্যাক্ট তৈরি করে।

কার্যপ্রণালী:উপরের জয়েন্ট এবং গাইড পাইপের মাধ্যমে তরল (কাদা) ফ্লো ডিস্ট্রিবিউশন স্লিভে প্রবেশ করার পর, তা রিভার্সিং মেকানিজম এবং ইমপ্যাক্ট মেকানিজমে বণ্টিত হয় এবং ফ্লো ডিস্ট্রিবিউশন প্লেট দ্বারা তরলের এই দুটি পথ পৃথক করা থাকে। এরপর, তরলটি ম্যান্ডেলের ভেতরের নজলের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়ে এর সামনে ও পেছনে উচ্চ এবং নিম্নচাপ অঞ্চল তৈরি করে। চাপের পার্থক্যের প্রভাবে রিভার্সিং ভালভ কোরটি ঘুরতে থাকে এবং হাইড্রোলিক হ্যামারের বাম ও ডান ক্যাভিটিগুলোকে পর্যায়ক্রমে উচ্চ ও নিম্নচাপ অঞ্চলের সাথে সংযুক্ত করে। এর ফলে চাপের পার্থক্যের প্রভাবে হাইড্রোলিক হ্যামারটি সামনে-পেছনে চলাচল করে হাইড্রোলিক হ্যামার সিটে আঘাত করে, যা একটি উচ্চ-কম্পাঙ্কের সামনে-পেছনে টর্শনাল ইমপ্যাক্ট তৈরি করে।

১-আপার সাব; ২-আউটার কেসিং; ৩-গাইড পাইপ; ৪-ফ্লো ডিস্ট্রিবিউশন স্লিভ; ৫-ফ্লো ডিস্ট্রিবিউশন প্লেট; ৬-বোল্ট; ৭-আপার সাপোর্ট রিং; ৮-হাইড্রোলিক হ্যামার সিট; ৯-হাইড্রোলিক হ্যামার; ১০-রিভার্সিং ভালভ কোর; ১১-লোয়ার সাপোর্ট রিং; ১২-ম্যান্ড্রেল; ১৩-লোয়ার সাব;

টর্শনাল ইমপ্যাক্ট মেকানিজম কাঠামোর স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম

টর্শনাল ইমপ্যাক্ট মেকানিজমের গতি প্রক্রিয়া

এক ধরনের অ্যাক্সিয়াল ইমপ্যাক্ট মেকানিজম ডিজাইন করা হয়েছে। হাইড্রোলিক অ্যাক্সিয়াল ইমপ্যাক্টর প্রধানত দুই প্রকারের হয়: ভালভ টাইপ এবং ভালভবিহীন টাইপ। ভালভ-টাইপ ইমপ্যাক্টরের অভ্যন্তরীণ গঠন জটিল এবং এদের নির্ভরযোগ্যতা কম; ভালভবিহীন টাইপের মধ্যে প্রধানত জেট টাইপ এবং জেট-সাকশন টাইপ অন্তর্ভুক্ত, যার মধ্যে জেট টাইপের কার্যকাল কম। জেট-সাকশন হাইড্রোলিক ইমপ্যাক্টরের গঠন সরল, এটি জেট এনট্রেইনমেন্ট এবং ওয়াটার হ্যামার অসিলেশন এফেক্টের উপর নির্ভর করে ইমপ্যাক্ট সম্পন্ন করে, এর অভ্যন্তরীণ চলমান অংশ কম এবং কোনো ভঙ্গুর অংশ নেই, এবং এটি জটিল ডাউনহোল পরিস্থিতির সাথে আরও ভালোভাবে খাপ খাইয়ে নিতে পারে।

১-উপরের নজল সিট; ২-উপরের নজল; ৩-উপরের ভালভ; ৪-উপরের ভালভ স্লিভ; ৫-সেকেন্ডারি নজল; ৬-অ্যাক্সিয়াল আউটার কেসিং; ৭-সাপোর্ট স্লিভ; ৮-ইমপ্যাক্ট হ্যামার; ৯-হ্যামার হেড; ১০-হ্যামার সিট; ১১-প্রোটেকশন ক্যাপ; ১২-হেক্সাগোনাল জয়েন্ট। অ্যাক্সিয়াল ইমপ্যাক্ট মেকানিজমের কার্যপ্রণালী।

প্রাথমিক প্রবাহ এবং চাপ পার্থক্যের গঠন: উচ্চ-চাপের তরল উপরের নজলের মাধ্যমে একটি উচ্চ-গতির জেট তৈরি করে। জেট এনট্রেইনমেন্ট এবং থ্রটলিং এফেক্টের সম্মিলিত ক্রিয়ায়, উপরের ভালভের উপরের ও নিচের চেম্বারে, সেইসাথে ইমপ্যাক্ট হ্যামারের বাইরের উপরের চেম্বার এবং হ্যামার হেডের নিচের প্রান্তের মধ্যে চাপ পার্থক্য তৈরি হয়।

উপাদানগুলির ঊর্ধ্বমুখী সঞ্চালন এবং প্রবাহ পথের সীলকরণ: নিজ নিজ চাপের পার্থক্যের প্রভাবে উপরের ভালভটি উপরের দিকে ওঠে এবং ইমপ্যাক্ট উপাদানগুলিও (সেকেন্ডারি নজল, ইমপ্যাক্ট হ্যামার এবং হ্যামার হেড) উপরের দিকে উঠতে থাকে, যতক্ষণ না সেকেন্ডারি নজলটি উপরের ভালভের সংস্পর্শে এসে প্রবাহ পথটি সীল করে দেয়।

ওয়াটার হ্যামার সৃষ্টি এবং যৌথ নিম্নগামী গতি: প্রবাহ পথের তাৎক্ষণিক বন্ধ হয়ে যাওয়া ওয়াটার হ্যামার কম্পনের সৃষ্টি করে, এবং চেম্বারের ভেতরের চাপ তীব্রভাবে বেড়ে গিয়ে উপরের ভালভ ও আঘাতকারী উপাদানগুলোকে একত্রে নিচের দিকে ত্বরান্বিত করে।

জড়তাজনিত আঘাত এবং চক্র পুনরুদ্ধার: উপরের ভালভটি নিম্নতম সীমা অবস্থানে চলে যাওয়ার পর, আঘাতকারী উপাদানগুলো জড়তার প্রভাবে নিচের দিকে নামতে থাকে এবং অবশেষে হ্যামার সিটে আঘাত করে অক্ষীয় আঘাতটি সম্পন্ন করে। আঘাতের পর, প্রবাহ পথ আবার মসৃণ হয়ে যায় এবং ওয়েট অন বিট (WOB)-এর ক্রিয়ায় মেকানিজমটি রিসেট হয়ে পরবর্তী চক্র শুরু করে।

যোগাযোগ করুন :জেসি ঝো

মোবাইল/হোয়াটসঅ্যাপ:+০০৮৬-১৮১০৯২০৬৮৬১
ইমেইল:energy@landrilltools.com