Ved hårdklods borening repræsenterer høj temperatur en af de store udfordringer og påvirker primært bitternes ausdøring. Hvis der opstår store varmebølger, kan disse bortagere forvarme bitsne, hvilket i sin tur forårsager hurtigere ausdøring. Dette er vigtigt, fordi når bitsne bløder op, bliver de mindre effektive til at skære i hårde materialer, og boreningen bliver mindre effektiv. Derudover kan pludselige varmestrømninger føre til termisk spændingsfattigdom, hvilket fører til svækning af bitsne. Forskning viser, at høj temperatur kan reducere en bits levetid med 30 % eller endda mere. Den tabte bitlevetid øger ikke kun driftsomkostningerne, men fører også til tidsfor tab ved bitbytning. For at opretholde produktiviteten under borening er det derfor vigtigt at overvåge og kontrollere termiske vilkår under boreningen.
Termisk udvidelse er endnu et problem, der påvirker effektiviteten og brugbart livstid for borehoved til hårdsteen. Når materialer opvarmes, udvider de sig, hvilket skaber spændinger, der kan føre til mikrofracturer og fejl i boreelementerne. Viden om termiske udvidelses-koefficienter for materialerne, hvormed borehovederne er lavet, er afgørende. Denne information hjælper ingeniører med at designe hoveder, der kan klare termiske spændinger under boring blandt andre krav. Det anbefales, at en balance mellem termisk stabilitet og mekanisk styrke af materialerne skal vælges, ifølge eksperternes mening. På denne måde kan designerne sikre, at borehovedet forbliver stærkt i ekstreme termiske miljøer og holdbart nok til at udføre deres job. Disse resultater er af stor betydning for optimeringen af DTH borehoveder i højtemperatur-boring i hårdsteen, og viser behovet for innovationer, der kan håndtere både termiske og mekaniske problemer samtidig.
Tungstencarbide har en ekstrem høj smeltepunkt og er en god valgmulighed for at kunne klare højtemperaturboreapplikationer. Nye formuleringer af tungstencarbide kan endda prale med varmebestandighed, hvilket resulterer i et materiale, der beholder styrke under de mest strenge forhold." Det er imidlertid blevet rapporteret, at tungstencarbide produceret i en særlig form er varmebestandig op til over 800°C og har en grad af holdbarhed, der er meget højere end den af et standardmateriale. Denne udvikling er afgørende for at forlænge værktøjets levetid og boreeffektivitet i hårde geologiske formationer.
Udviklingen af nye legeringskombinationer er stadig vigtigere for at opnå hårdere og mere varmebestandige borehoveder. Tilfælde viser, at bestemte avancerede legeringer kan forlænge livet på borehoveder med op til 50% i strenge miljøer. Denne holdbarhed er resultatet af en symbiotisk relation mellem metallurgere og borehovedsprodcenter, der arbejder på at skabe et materiale, der har balance mellem termisk stabilitet og mekanisk styrke. Indføjelsen af sådanne avancerede legeringer forlænger livet på borehovedet og forbedrer også trængningseffektiviteten under ekstremt strenge miljøforhold.
Omhyggeligt designet spülningskanallayouts er vigtige for at øge køleffekten ved en bedre væskestrømning omkring borehovedet. Varmen, der genereres ved boring på høj temperatur, kan dermed godt kontrolleres gennem en optimeret form af disse kanaler. Computer simulationer er blevet udført, og de understøtter, at korrekt designede spülningkanaler kan forbedre køleffektiviteten markant. Sådanne ordninger giver forbedret væskefordeling, hvilket dermed hjælper med at forhindre varmeudvikling indenfor borehovedet. Disse resultater understøttes yderligere af felttests, der viser en betydelig fald i temperatur og meget højere holdbarhed med moderne spülningsdesign af borehoveder. Disse teknikker giver udvidet levetid og ydelse af borehoveder.
Kendskab til strømningseffekten er afgørende for kontrollen af varmeafgivelse under boring i strenge miljøer. At optimere bitdesignet for at opnå forbedrede luftstrømsmønstre skal være en væsentlig faktor, når det gælder bedre termisk letning. Disse ændringer gør det muligt at få en mere effektiv varmeafgivelse – noget, der er afgørende for den levetid af bittene. Felttester har vist, at vellykkede luftstrømsdesign kan reducere termisk stress på bitte betydeligt og forlænge bitlivetiden. Sådanne optimeringer vedligeholder integriteten af borbiten og understøtter effektive og pålidelige nedhullorboreoperationer ved højere temperature. Det kan ses, at brugen af luftstrømdynamik er afgørende for optimeringen af borbits geometri og for at sikre dets effektivitet under hårde boreforhold.
Knaphistorikken påvirker kraftigt varmeforvaltnings effektivitet under borening. Kugleformede knapformationer har vist bedre termisk regulering end konventionelle ballistiske former. Forskningsresultater har vist, at runde knapper kan mindske punktbelastningen, hvilket resulterer i en reduktion af termiske kilder under borening. Dette er afgørende for højtemperaturhårdstenborening, da fjernelse af varme er nødvendig for at være effektiv og opretholde operationen. Ydelsesindikatorer for forskellige design viser en stigende tendens for kugleformede konfigurationer i de aktuelle bits med målet om at forbedre termisk kontrol og forøge holdbarheden.
Placeringen af knapper på borer er afgørende for at reducere lokalt varmeopbygning under boring. Med de bedst organiserede knapper forbedres borers ydelse og arbejds-effektivitet endnu mere, og muligheden for at forårsage slitage på knapperne mindskes også, hvilket forlænger borers livstid. Ingeniør-forskning har også vist, at korrekt placerede knapper kan give betydelige forbedringer inden for varmestyring, ved at reducere risikoen for termiske krækker gennem fremme af en ensartet trykfordeling over boren. Denne strategi vil mindske varmeakkumulering og give øget holdbarhed og stabilitet af boringværktøjerne, hvilket gør det til en vigtig faktor at overveje ved design og anvendelse af DTH-boredele.
Ydelsen af designede DTH-spids er demonstreret i nogle case history-studier, og disse studier beviser, at optimerede DTH-spids fungerer meget bedre under svære boreforhold. Alle disse studier understreger, at ændrede spids er overlegne i forhold til uretterede, især under ekstreme forhold, hvor konventionelle spids normalt ikke virker. For eksempel har det blevet testet og bevist, at korrekt forbedrede spids kan levere forlænget levetid og forbedret ROP for at sikre succesfuld boring i projekter, hvor andre har mislykkedes. Brancherapporter understøtter også disse konklusioner ved at dokumentere, hvordan disse udviklinger har forandret måden boring udføres på og åbnet nye formationer, der engang blev anset for for svære til at håndtere med konventionel hardware. Ydelsesmålene mellem de to scenarier kan sammenlignes, og projektsucceshandlerne og bygningseffektiviteten forbedres klart på grund af optimeringen af DTH-spids.
Kendskab til forbedringsfaktorer for trængningshastighed er vigtig for at vurdere muligheden for DTH-spids under højtemperaturforhold. Nogle KPI'er såsom ROP er blevet betydeligt forbedret (højst 20% forbedring i nogle specifikke anvendelser), når optimerede spids bruges. Denne forbedring skete ikke ved en tilfældighed – vi styrer det gennem meget detaljeret dataanalyse og fortsat forskning i værktøjerne med henblik på at forbedre dem endnu mere. Så længe vi holder øje med ydelsesindikatorerne, vil DTH-boringspids naturligvis kunne justeres gradvist og fra tid til anden set fra et perspektiv af konstant vækst og stadig mere raffinerede design. Effektiviteten og effekten af klipning og boring af klip af DHT-boringspids kan dermed blive optimeret. Denne retning er i overensstemmelse med det endelige mål for optimering af DTH-boringspidsdesign til højtemperatur- og hårdklipboring, hvor bæredygtige anvendelses- og handelsgevinster opnås på lang sigt.
Højere temperaturer kan forøge materialerne i borer, hvilket fører til forstærket slitage, reduceret skærende evne og kompromitteret strukturel integritet. Desuden kan termisk udmattelse yderligere forringe borrene.
Termisk udvidelse kan forårsage, at materialer udvider sig under varme, hvilket resulterer i stress, der fører til mikrofrakturer og endelig skade på borekomponenter.
Tungstenkarbid og avancerede legeringsblandinger er egnet til højtemperatursboring på grund af deres termiske stabilitet, mekaniske styrke og modstand mod slitage.
Luftstrømning er afgørende for at håndtere varmeopbygning, lette bedre varmeafledning og forlænge levetiden for borehoveder under højtemperaturforhold.
EN
