بررسي تجربي تاثير هندسه پروفيل مته بر عملكرد و دوام مته الماسه

Experimental study of profile geometry effect on PDC drill bits performance and durability

در اين تحقيق به بررسي تجربي تاثير شكل هندسه پروفيل مته بر عملكرد و دوام مته الماسه پرداخته شده است. پس از يك مطالعه ميداني وسيع سه نمونه از مته‌هاي مورد استفاده در مناطق نفت‌خيز جنوب انتخاب گرديد. هندسه پروفيل مته شامل بخش‌هاي مختلف راس، مخروط، دماغه، شانه و گيج مي‌باشد كه هر كدام از اين بخش‌ها بر پايداري، نرخ نفوذ، قدرت تهاجمي و دوام مته اثرگذار است. بررسي تاثير هندسه پروفيل مته الماسه مستلزم بدست آوردن دقيق اين پروفيل مي‌باشد لذا هندسه پيچيده مته‌هاي موردنظر توسط اسكن سه بعدي و توليد ابر نقاط استخراج گرديد. سپس پروفيل چيدمان برنده‌ها توليد گرديد. در بخش تجربي، آزمايش‌هاي ميداني در شرايط مشابه وزن روي مته، سرعت چرخشي، سرعت سيال و وزن گل حفاري در سه چاه مجاور در ميدان نفتي اهواز، سازند آسماري انجام گرفت. ميزان متراژ حفاري و نرخ نفوذ يعني ميزان حفاري در ساعت اندازه‌گيري شد و ميزان خرابي مته‌ها با توجه به استاندارد IADCارزيابي گرديد. نتايج حاصل از تست مته‌ها نشان دهنده تاثير هندسه مته بر عملكرد و دوام مته‌هاي الماسه مي‌باشد. انتخاب بهينه هندسه پروفيل مته مي‌تواند سبب افزايش نرخ نفوذ، پايداري و دوام مته گردد.

In this study, experimental study of profile geometry effect on Polycrystal Diamond Compact (PDC) drill bits performance and durability was conducted. In an extensive field study, three samples of bits were chosen among NIOC bits collection. PDC bit profile consists of apex, cone, nose, shoulder and gage, all of which are effective on stability, penetration rate, aggressiveness and durability. Verification of the effect of PDC bit profile geometry needs to first determine the exact geometry. Complicated geometry of these PDC bits was obtained by 3D-scan and cloud of points. Then cutters arrangement of the profile was produced. In experimental study, field test of these bits was conducted in the same condition (WOB, ROP, fluid velocity and drilling mud weight) in Ahwaz oil rig in Asmari formation. Drilling length and penetration rate was measured and the bits dull grading based on IADC standards was determined. Results of the bits test showed the effect of profile geometry on PDC bits performance and durability. Optimization of profile geometry of PDC bits causes an increase in penetration rate, stability and durability.