Les forages sont des outils de forage de base dans les champs miniers et de forage pétrolier et gazier, déterminant directement l'efficacité, les coûts et la sécurité opérationnelle du forage.Différentes conditions géologiques (comme les formations molles), roche dure et formations d'huile et de gaz étroites) et à des fins de forage (telles que l'extraction à ciel ouvert, l'extraction profonde de pétrole et de gaz,Les exigences en matière de structure sont nettement différentes pour la plupart des pays de l'UE.Les forages miniers et les forages pétroliers et gaziers de l'industrie comprennent actuellement principalement des broches à cône à rouleaux, des broches PDC, des broches à traîner, des broches diamantées, etc.les perceuses à carbure de tungstène comme matériau de base représentent plus de 90% des scénarios d'application de milieu à haut niveau en raison de leur dureté et de leur résistance à l'usure extrêmement élevéesCet article utilise un langage simple et des tableaux clairs pour présenter les caractéristiques structurelles, la portée des applications et les principaux avantages des différents exercices.aider les professionnels de l'industrie à identifier rapidement les scénarios appropriés pour les différents exercices et à améliorer la précision de la sélection.
1Classification de base: explication détaillée des forages communs de mines et de pétrole et de gaz
1.1 Broyeur à cône à rouleaux La perceuse "universelle" avec la plus large gamme d'applications
La broche à cône à rouleaux est le type de perceuse le plus couramment utilisé dans les champs miniers et pétroliers.La surface des cônes est incrustée de dents en carbure de tungstène cimentées en carbure, qui écrasent la roche par roulement et compactage à l'aide de cônes.
| Caractéristiques essentielles |
Explication spécifique |
| Conception structurelle |
Composé de cônes, de pattes, de roulements, de buses et d'autres composants, les cônes peuvent tourner à 360° et les dents en carbure de tungstène sont disposées à des angles spécifiques. |
| Principe de fonctionnement |
Pendant le forage, les cônes tournent avec la perceuse, et les dents de carbure de tungstène écrasent la roche par compactage et impact.les buses injectent du liquide de forage pour refroidir la surface des dents et rincer les boutures. |
| Matériau de base |
Les dents de cône: YG8/YG10 carbure de tungstène carbure cimenté (dureté HRA≥90); corps de cône: acier allié. |
| Scénarios d'application |
Mines: déminage à ciel ouvert, exploitation souterraine de charbon, forage de minerai de métal (convient pour les formations d'argile, de grès et de calcaire;
Pétrole et gaz: forage en surface et en couche intermédiaire de puits de pétrole et de gaz (convenable pour les formations classiques telles que le limon et le grès étanche). |
| Principaux avantages |
Une forte résistance aux chocs, une adaptabilité aux formations complexes, un faible taux de défaillance et une durée de vie prolongée en remplaçant les dents en carbure de tungstène. |
| Les limites |
Faible efficacité de forage dans les formations rocheuses dures (comme le granit); les roulements sont sujets à l'usure lors d'une rotation à grande vitesse. |
1.2 PDC Bit (Polycrystalline Diamond Compact Bit) ¢ Le forage à force principale pour le forage à haut rendement
La perceuse PDC est une perceuse à haut rendement qui a rapidement gagné en popularité au cours des 20 dernières années.avec du carbure de tungstène comme substrat et du diamant comme couche de coupe)Il s'agit d'une perceuse de type "coupe" sans pièces mobiles.
| Caractéristiques essentielles |
Explication spécifique |
| Conception structurelle |
Le corps de forage est en acier allié et la surface de travail est incrustée de plusieurs dents PDC (3-20 dents selon le modèle). |
| Principe de fonctionnement |
Pendant le forage, les dents PDC écrasent la roche par une coupe coulissante. |
| Matériau de base |
Dents PDC: Matériau composite diamant + carbure de tungstène; corps de forage: acier allié; buses: carbure de tungstène cimenté. |
| Scénarios d'application |
L'exploitation minière: forage dans de grands puits miniers, extraction de méthane dans les gisements de charbon (convient pour les formations de taille moyenne à dure telles que le grès étroit et le schiste);
Pétrole et gaz: forage à haut rendement de gaz de schiste et de puits de pétrole étanches (adaptés aux formations continues sans granit). |
| Principaux avantages |
L'efficacité de forage est de 2 à 5 fois supérieure à celle des broches à cône à rouleaux. |
| Les limites |
Faible résistance aux chocs; ne convient pas aux formations complexes avec de gros gravier et des fractures développées, et les dents PDC sont sujettes aux fissures. |
1.3 Drag Bit L'exercice "économique" pour les formations molles
La perceuse est le type de perceuse le plus simple, principalement utilisé pour le forage rapide dans les formations molles.
| Caractéristiques essentielles |
Explication spécifique |
| Conception structurelle |
Composé d'un corps de forage, de grattoirs et de buses, les grattoirs sont de longues bandes réparties uniformément le long de la circonférence de la perceuse. |
| Principe de fonctionnement |
Pendant le forage, les grattoirs tournent pour couper la roche (similaire à un "plan plan de bois"), et le fluide de forage évacue les boutures à travers des buses. |
| Matériau de base |
Les bords de coupe des grattoirs sont incrustés de bandes de carbure cimenté au carbure de tungstène (pour améliorer la résistance à l'usure); le corps de la perceuse est en acier au carbone ou en acier allié. |
| Scénarios d'application |
L'exploitation minière: forage dans l'argile peu profonde et le grès en vrac (p. ex. puits d'eau et exploration de petites mines);
Pétrole et gaz: forage de puits de pétrole et de gaz (comme les couches d'argile et de sable de surface). |
| Principaux avantages |
Structure simple, faible coût, vitesse de forage rapide et entretien pratique (les bords du carbure de tungstène peuvent être directement remplacés). |
| Les limites |
Convient uniquement pour les formations molles; les grattoirs sont sujets à l'usure et à la déformation dans les formations dures ou les formations à gravier. |
1.4 Diamant Bit Le forage "spécialisé" pour les formations rocheuses dures
Les diamants sont spécialement conçus pour le forage de pierre dure et de haute précision. Ils sont divisés en diamants naturels et diamants synthétiques.et le substrat est principalement constitué de carbure de tungstène.
| Caractéristiques essentielles |
Explication spécifique |
| Conception structurelle |
Le substrat de forage est un corps sintré en carbure de tungstène, et la surface est incrustée de particules de diamants naturels ou synthétiques. |
| Principe de fonctionnement |
En utilisant la dureté extrêmement élevée du diamant (dureté Mohs 10) pour couper et broyer la roche dure, le substrat de carbure de tungstène assure la résistance globale de la perceuse. |
| Matériau de base |
Couche de coupe: diamant naturel/synthétique; substrat: carbure de tungstène cimenté; pièce de connexion: acier allié. |
| Scénarios d'application |
L'exploitation minière: forage de minerais métalliques dans les roches dures (comme le granite et le basalte), exploration géologique du noyau;
Pétrole et gaz: forage en formation dure de puits de pétrole et de gaz ultra-profonds (tels que les formations rocheuses cristallines). |
| Principaux avantages |
Efficacité de forage extrêmement élevée dans la roche dure; résistance à l'usure la plus élevée de toutes les foreuses; précision de forage élevée (adapte aux opérations de broyage). |
| Les limites |
Coût élevé, faible résistance aux chocs; ne convient pas aux formations à gravier ou fracturées, et les diamants sont sujets à la chute. |
1.5 Bits de base Le forage "à usage spécial" pour l'exploration géologique
Les broyeurs de noyau sont des forages spécialisés utilisés pour obtenir des échantillons de roche souterraine.
| Caractéristiques essentielles |
Explication spécifique |
| Conception structurelle |
Le centre de la perceuse est un canal creux, et le bord de coupe est annulaire (incrusté de carbure de tungstène ou de diamant). |
| Principe de fonctionnement |
Le bord de coupe annulaire écrase le cercle extérieur de la roche, et le noyau est retenu dans le canal creux et soulevé avec la perceuse. |
| Matériau de base |
L'extrémité de coupe: carbure de tungstène cimenté ou diamant; corps de forage: acier allié. |
| Scénarios d'application |
L'exploitation minière: exploration géologique de minerais métalliques et de minerais non métalliques;
Pétrole et gaz: exploration géologique avant forage et analyse des réservoirs, noyau de puits de pétrole et de gaz. |
| Principaux avantages |
Peut obtenir avec précision des échantillons de noyau; le bord de coupe est en carbure de tungstène, avec une forte résistance à l'usure et une grande intégrité du noyau. |
| Les limites |
Efficacité de forage inférieure à celle des forages classiques; uniquement adapté aux opérations de forage de noyaux, non pour les forages miniers à grande échelle. |
2. Exploitations minières et forages pétroliers et gaziers: tableau de comparaison des différences de sélection
| Dimension de comparaison |
Points clés pour la sélection de la perceuse minière |
Points clés pour la sélection des forages pétroliers et gaziers |
| Caractéristiques de la formation |
Formations principalement fracturées et à gravier; exigences élevées en matière de résistance aux chocs de forage. |
Formations principalement continues; exigences élevées en matière de résistance à l'usure et d'efficacité du forage. |
| Exigences essentielles |
Adaptabilité à une géologie complexe, faible taux de défaillance, faible coût d'entretien (les dents en carbure de tungstène peuvent être remplacées sur place dans certains scénarios). |
Forage à haut rendement, longue durée de vie (réduction de la fréquence de déclenchement), adaptation aux conditions de forage à haute pression. |
| Types courants |
Les pièces en cône à rouleaux (60% de part de marché), les pièces en PDC (30% de part de marché), les pièces de base (pour l'exploration). |
Les pièces en PDC (part de marché de 70%), les pièces en cône à rouleaux (part de marché de 25%), les pièces en diamant (pour les puits ultraprofonds). |
| Les besoins matériels |
Concentrez-vous sur la ténacité des matériaux au carbure de tungstène (résistance aux chocs), tels que le YG15 (haute teneur en cobalt, forte ténacité). |
Concentrez-vous sur le carbure de tungstène + les matériaux composites diamantés (résistance à l'usure + haut rendement), tels que les dents PDC et les couches de coupe de diamant. |
| Spécifications typiques |
De petit à moyen diamètre (6-171⁄2 pouces), adapté aux équipements de forage miniers. |
Diamètre moyen à grand (81⁄2-20 pouces), adapté aux plateformes de forage pétrolier et gazier. |
3. Guide de sélection rapide: 3 étapes pour choisir la bonne perceuse
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Vérifiez la dureté de la formation:
- Formations molles (argile, grès en vrac) → pièces de traction (économiques) ou pièces de cône à rouleaux (stables);
- Formations de dureté moyenne (grès, calcaire) → pièces en cône à rouleaux (à usage général) ou pièces en PDC (à haut rendement);
- Formations rocheuses dures (granite, basalte) → Bits diamantés (spécialisés) ou Bits PDC (adaptés aux formations dures continues).
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Clarifier le but du forage:
- L'exploitation minière à grande échelle (extraction minérale, production de pétrole et de gaz) → Bits à cône à rouleaux (stables) ou Bits PDC (à haut rendement);
- Le noyau de l'exploration géologique → les morceaux de noyau (destination spéciale);
- Forage ultra-profond et de haute précision → Bits diamantés ou Bits PDC haut de gamme.
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Considérez le coût d'utilisation:
- Budget limité, conditions de travail complexes → Bits de cône à rouleaux (faible coût d'entretien, dents de carbure de tungstène remplaçables);
- Poursuite de l'efficacité, fonctionnement à long terme → bits PDC (longue durée de vie, faible coût global);
- Opérations spécialisées en roche dure → Bits de diamant (coûteux mais irremplaçables).
4Conclusion: il n'existe pas de "meilleur" exercice, seulement le choix "le plus approprié"
Le noyau de la sélection des forages miniers et pétroliers et gaziers est l'équilibre des "caractéristiques de formation + exigences de forage + budget des coûts": les cônes à rouleaux sont le "choix stable" pour les formations complexes,Les bits PDC sont la "force principale" des opérations à haut rendementLes diamants sont le "choix spécialisé" pour les formations rocheuses dures, et les drag bits sont le "choix économique" pour les formations molles.Le carbure de tungstène est le noyau pour améliorer la résistance à l'usure et la durée de vieEn tant que praticien de l'industrie du carbure de tungstène,il est recommandé de se concentrer sur la qualité du carbure de tungstène des composants de coupe (tels que la teneur en cobalt et la taille du grain) lors de la recommandation de perceuses, et les faire correspondre avec précision au rapport de formation du client et aux besoins opérationnels.
Si vous avez besoin de recommander des modèles de forage et des configurations de matériau en carbure de tungstène pour des scénarios spécifiques (tels que le forage de roches dures dans une mine ou le forage de gaz de schiste dans un gisement de pétrole et de gaz),S'il vous plaît contactez-nous pour des solutions personnalisées pour aider à améliorer l'efficacité de forage et de réduire les coûts d'exploitation et de maintenance.
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