Pehea e ʻike ai i ka loiloi ʻana o nā hiʻohiʻona ROP bit PDC a me ka hopena o ka ikaika o ka pōhaku ma nā coefficients hoʻohālike?

Pōkole

Ua hoʻohou hou nā kūlana kumukūʻai haʻahaʻa o kēia manawa i ka hoʻoikaika ʻana i ka hoʻonui ʻana i ka ʻeli ʻana i mea e mālama ai i ka manawa e ʻeli ai i nā lua wai aila a me ke kinoea a hōʻemi i nā kumukūʻai hana. ʻO ke kumu hoʻohālike o ka penetration (ROP) kahi mea hana koʻikoʻi i ka hoʻonui ʻana i nā palena ʻeli, ʻo ia hoʻi ke kaumaha bit a me ka wikiwiki rotary no nā kaʻina hana ʻeli wikiwiki. Me kahi mea hana hou, ʻikepili ʻakomi āpau a me ka mea hana hoʻohālike ROP i hoʻomohala ʻia ma Excel VBA, ROPPlotter, ke noiʻi nei kēia hana i ka hana hoʻohālike a me ka hopena o ka ikaika o ka pōhaku ma nā coefficients hoʻohālike o ʻelua mau hiʻohiʻona PDC Bit ROP like ʻole: Hareland lāua ʻo Rampersad (1994) a me Motahhari et al. (2010). ʻO kēia mau mea ʻelua ʻĀpana PDC Hoʻohālikelike ʻia nā hiʻohiʻona me kahi hihia kumu, ka pilina ROP maʻamau i hoʻomohala ʻia e Bingham (1964) ma ʻekolu mau ʻano one like ʻole ma ka ʻāpana kū pololei o kahi luawai shale Bakken. No ka manawa mua, ua hoʻāʻo ʻia e hoʻokaʻawale i ka hopena o ka ikaika pōhaku like ʻole ma nā coefficients ROP ma ka noiʻi ʻana i nā lithologies me nā palena ʻeli like ʻole. Eia kekahi, ua hana ʻia kahi kūkākūkā piha e pili ana i ke koʻikoʻi o ke koho ʻana i nā palena coefficients hoʻohālike kūpono. ʻO ka ikaika pōhaku, i helu ʻia ma nā hiʻohiʻona ʻo Hareland lāua ʻo Motahhari akā ʻaʻole ma Bingham, e hopena i nā waiwai kiʻekiʻe o nā coefficients hoʻohālike multiplier mau no nā hiʻohiʻona mua, me ka hoʻonui ʻia ʻana o ka exponent huaʻōlelo RPM no ke kumu hoʻohālike ʻo Motahhari. Ua hōʻike ʻia ke kumu hoʻohālike ʻo Hareland lāua ʻo Rampersad e hana maikaʻi loa mai nā hiʻohiʻona ʻekolu me kēia ʻikepili kikoʻī. Ua nīnau ʻia ka pono a me ka hoʻohana ʻana o ke kumu hoʻohālike ROP kuʻuna, no ka mea, hilinaʻi kēlā mau hiʻohiʻona i kahi hoʻonohonoho o nā coefficients empirical e hoʻokomo i ka hopena o nā mea ʻeli he nui i helu ʻole ʻia ma ka hoʻokumu ʻana o ke kumu hoʻohālike a he kū hoʻokahi i kahi lithology kikoʻī.

Hoʻolauna

ʻO nā ʻāpana PDC (Polycrystalline Diamond Compact) ke ʻano ʻāpana nui i hoʻohana ʻia i ka ʻeli ʻana i nā lua ʻaila a me ke kinoea i kēia lā. Hoʻohana pinepine ʻia ka hana ʻana o nā ʻāpana e ka wikiwiki o ka komo ʻana (ROP), kahi hōʻailona o ka wikiwiki o ka ʻeli ʻana o ka lua ma ke ʻano o ka lōʻihi o ka lua i ʻeli ʻia i kēlā me kēia manawa. ʻO ka hoʻonui ʻana i ka ʻeli ʻana ma ke alo o nā papahana o nā ʻoihana ikehu no nā makahiki he ʻumi i kēia manawa, a loaʻa iā ia ke koʻikoʻi hou aʻe i ka wā o ke kumukūʻai haʻahaʻa o ka ʻaila i kēia manawa (Hareland lāua ʻo Rampersad, 1994). ʻO ka hana mua i ka hoʻonui ʻana i nā palena ʻeli e hana i ka ROP maikaʻi loa ʻo ia ka hoʻomohala ʻana i kahi kumu hoʻohālike pololei e pili ana i nā ana i loaʻa ma ka ʻili i ka wikiwiki o ka ʻeli ʻana.

Ua paʻi ʻia kekahi mau hiʻohiʻona ROP, me nā hiʻohiʻona i hoʻomohala kūikawā ʻia no kekahi ʻano bit, ma nā palapala. ʻO kēia mau hiʻohiʻona ROP maʻamau he nui nā coefficients empirical e pili ana i ka lithology a hiki ke hoʻopilikia i ka hoʻomaopopo ʻana i ka pilina ma waena o nā palena wili a me ka wikiwiki o ke komo ʻana. ʻO ke kumu o kēia haʻawina, ʻo ia ke kālailai i ka hana o ka hiʻohiʻona a pehea e pane ai nā coefficients hiʻohiʻona i ka ʻikepili kahua me nā ʻano wili like ʻole, ʻoiai ka ikaika pōhaku, no ʻelua.ʻĀpana PDC nā kumu hoʻohālike (Hareland lāua ʻo Rampersad, 1994, Motahhari et al., 2010). Hoʻohālikelike ʻia nā coefficients a me ka hana o ke kumu hoʻohālike me kahi kumu hoʻohālike ROP kumu (Bingham, 1964), kahi pilina maʻalahi i lawelawe ʻia ma ke ʻano he kumu hoʻohālike ROP mua i hoʻohana nui ʻia ma ka ʻoihana a ke hoʻohana mau nei. Ua noiʻi ʻia ka ʻikepili kahua ʻeli ma nā ʻano one ʻekolu me nā ikaika pōhaku like ʻole, a ua helu ʻia nā coefficients kumu hoʻohālike no kēia mau kumu hoʻohālike ʻekolu a hoʻohālikelike ʻia kekahi i kekahi. Ua kuhi ʻia e uhi nā coefficients no nā kumu hoʻohālike ʻo Hareland lāua ʻo Motahhari i kēlā me kēia ʻano pōhaku i kahi ākea ma mua o nā coefficients kumu hoʻohālike ʻo Bingham, ʻoiai ʻaʻole i helu pololei ʻia ka ikaika pōhaku like ʻole i ka hoʻolālā hope. Ua loiloi ʻia ka hana o ke kumu hoʻohālike, e alakaʻi ana i ke koho ʻana o ke kumu hoʻohālike ROP maikaʻi loa no ka ʻāina shale Bakken ma North Dakota.

ʻO nā kumu hoʻohālike ROP i hoʻokomo ʻia i loko o kēia hana he mau kaulike paʻa ʻole e pili ana i kekahi mau palena wili i ka wikiwiki wili a loaʻa i kahi hoʻonohonoho o nā coefficients empirical e hoʻohui i ka mana o nā mīkini wili paʻakikī e hoʻohālike, e like me ka hydraulics, ka pilina ʻoki-pōhaku, ka hoʻolālā bit, nā ʻano hōʻuluʻulu lua lalo, ke ʻano lepo, a me ka hoʻomaʻemaʻe lua. ʻOiai ʻaʻole hana maikaʻi kēia mau kumu hoʻohālike ROP kuʻuna i ka hoʻohālikelike ʻia me ka ʻikepili kahua, hāʻawi lākou i kahi pōhaku koʻikoʻi i nā ʻenehana hoʻohālike hou. ʻO nā kumu hoʻohālike hou, ʻoi aku ka ikaika, e pili ana i nā helu helu me ka hoʻonui ʻia o ka maʻalahi hiki ke hoʻomaikaʻi i ka pololei o ke kumu hoʻohālike ROP. Ua hōʻike ʻo Gandelman (2012) i ka hoʻonui nui ʻana i ke kumu hoʻohālike ROP ma ka hoʻohana ʻana i nā pūnaewele neural artificial ma kahi o nā kumu hoʻohālike ROP kuʻuna i nā lua waiʻaila ma nā kīʻaha pre-salt ma waho o Brazil. Hoʻohana pono ʻia nā pūnaewele neural artificial no ka wānana ROP ma nā hana a Bilgesu et al. (1997), Moran et al. (2010) a me Esmaeili et al. (2012). Eia naʻe, ʻo ia hoʻomaikaʻi ʻana i ke kumu hoʻohālike ROP e hele mai ma ke kumukūʻai o ka wehewehe ʻana i ke kumu hoʻohālike. No laila, pili mau nā hiʻohiʻona ROP kuʻuna a hāʻawi i kahi ala kūpono e kālailai ai pehea e pili ai kahi palena wili kikoʻī i ka wikiwiki o ke komo ʻana.

ʻO ROPPlotter, kahi polokalamu hōʻikeʻike ʻikepili kahua a me ke kumu hoʻohālike ROP i hoʻomohala ʻia ma Microsoft Excel VBA (Soares, 2015), ua hoʻohana ʻia i ka helu ʻana i nā coefficients kumu hoʻohālike a me ka hoʻohālikelike ʻana i ka hana kumu hoʻohālike.