HDD & Thanh khoan địa chất: Hướng dẫn thông số kỹ thuật, cấp độ & kích cỡ

Thanh khoan  là dây quay, chịu lực, truyền mô-men xoắn, lực đẩy và dung dịch khoan từ giàn khoan đến mũi khoan. Thuật ngữ này bao gồm hai dòng sản phẩm khá khác nhau mà người mua thường tìm kiếm cùng nhau:  ống khoan HDD (khoan định hướng ngang)  dùng để lắp đặt các tiện ích và đường ống bên dưới đường, sông và các công trình, và  cần khoan địa chất/thăm dò  dùng để khoan lõi khoáng sản và điều tra địa kỹ thuật. Chúng có chung mô tả công việc nhưng khác nhau về loại thép, độ dày thành, thiết kế kết nối và tiêu chuẩn kích thước — vì vậy, việc chỉ định cái này khi bạn cần cái kia là một sai lầm tốn kém.

ZC Steel Pipe (ZHENCHENG Steel Co., Ltd.) là nhà sản xuất ống thép liền mạch theo đơn đặt hàng của Trung Quốc, cung cấp thân thanh khoan và cụm hàn ma sát trên các loại giàn khoan HDD và kích thước địa chất tiêu chuẩn. Hướng dẫn này đưa ra các loại thép, bảng kích thước DCDMA và đường dây, các cân nhắc về mối nối dụng cụ và độ mỏi cũng như logic lựa chọn rõ ràng để các kỹ sư và nhóm mua sắm đặt mua thanh phù hợp ngay lần đầu tiên.

NỘI DUNG

1. HDD vs Thanh khoan địa chất: Hai gia đình

2. Ống khoan HDD: Thông số kỹ thuật & Lớp giàn khoan

3. Thanh khoan địa chất: DCDMA & Kích thước đường dây

4. Các loại thép & luyện kim

5. Mối nối dụng cụ, ren & độ mỏi

6. Hướng dẫn lựa chọn & Chiều dài / Phạm vi

7. Cách chỉ định thanh khoan (Danh sách kiểm tra PO)

8. Câu hỏi thường gặp

1. HDD vs Thanh khoan địa chất: Hai gia đình

Cả hai sản phẩm đều là dây khoan hình ống, nhưng mục đích thiết kế khác nhau. Ống khoan HDD là một dụng cụ chịu mỏi có độ bền cao được tối ưu hóa cho tải trọng uốn và kéo lùi của các lỗ khoan ngang được dẫn động. Thanh khoan địa chất là một ống lấy lõi chính xác được tối ưu hóa để cung cấp mẫu lõi nguyên vẹn ở đường kính xác định. Việc biết bạn đang mua dòng sản phẩm nào sẽ quyết định mọi thông số kỹ thuật tiếp theo.

2. Ống khoan HDD: Thông số kỹ thuật & Phân loại giàn khoan

Ống khoan HDD được lựa chọn theo hạng giàn khoan. Giàn khoan mini chạy các lỗ nhỏ dưới đường lái xe sử dụng cần nhẹ, ngắn; giàn maxi kéo các đường ống có đường kính lớn vượt sông cần có đường ống có thành dày, hiệu suất cao. Đường kính ngoài dao động từ khoảng 1,66' trên giàn mini cho đến 6-3/4' trên giàn maxi, với các nhà sản xuất thường cung cấp 3-1/2' đến 7-5/8' cho phạm vi từ trung bình đến lớn.

Thanh giàn khoan nhỏ

OD:  1.66' – 2-3/8'

Chiều dài:  5 ft / 6 ft

sử dụng:  Tiện ích / lỗ khoan sợi

Thanh cỡ trung

OD:  2-7/8' – 3-1/2'

Chiều dài:  10 ft / 15 ft

sử dụng:  Giao lộ đường bộ / đường sắt

Thanh Maxi-Rig

OD:  5' – 6-3/4'

Chiều dài:  20 ft / 30 ft

sử dụng:  Vượt sông / đường ống

Lưu ý hiện trường - Dây khoan là vật tư tiêu hao và sự mệt mỏi là kẻ giết người.  Thanh HDD hiếm khi bị hỏng do quá tải. Nó bị hỏng do uốn cong theo chu kỳ khi mỗi khớp quay qua lỗ cong hàng nghìn lần. Điểm yếu là sự chuyển tiếp khó chịu bên cạnh mối hàn công cụ, nơi mặt cắt ngang thay đổi. Khi bạn so sánh các nhà cung cấp, hãy hỏi về hình dạng đảo lệch và độ mài vùng hàn — không chỉ về năng suất thân máy. Một quá trình chuyển đổi suôn sẻ hơn sẽ mua được tuổi thọ dây thực sự.

3. Thanh khoan địa chất: DCDMA & Kích thước đường dây

Cần khoan địa chất được tiêu chuẩn hóa theo DCDMA, đó là lý do tại sao các kích thước có thể thay đổi giữa các nhà sản xuất trên toàn thế giới. Có hai họ: thanh thông thường (AW, BW, NW, HW) và thanh lấy lõi dây (AQ, BQ, NQ, HQ, PQ), trong đó nòng lõi được lấy ra trên dây dẫn qua lỗ thanh mà không làm vấp dây. Bảng dưới đây cung cấp kích thước thanh danh nghĩa cho các kích thước đường dây phổ biến.

Kích thước thanh danh nghĩa cho mỗi thực hành đường dây DCDMA (ví dụ: liền mạch 30CrMnSiA được kéo nguội). ID chính xác, đường kính ren và lõi/lỗ thay đổi theo chuỗi - xác nhận theo thứ tự và bit/vỏ khớp.

Các thanh DCDMA thông thường (AW, BW, NW, HW) được cung cấp với các khớp nối công cụ có ren côn hoặc song song (ví dụ: AWY, BWY, NWY) và các ống vỏ theo dòng BW, NW, HW, PW phù hợp. Chiều dài thanh thường là 1,5 m hoặc 3 m.

Thông tin chi tiết về kỹ thuật - Tăng quy mô từ cốt lõi chứ không phải giàn khoan.  Trong quá trình khoan thăm dò, kích thước kiểm soát là  đường kính lõi  mà nhà địa chất cần, mũi khoan cố định, cố định chuỗi thanh. Thu hẹp một lỗ (bắt đầu PQ, giảm xuống HQ, sau đó là NQ ở độ sâu) là cách làm thông thường để đạt được độ sâu mục tiêu khi lỗ ngày càng chặt hơn. Đặt hàng dây thanh theo lịch trình giảm theo kế hoạch, không chỉ kích thước cổ áo.

4. Các loại thép & Luyện kim

Luyện kim thanh khoan được chọn vì cường độ năng suất cộng với khả năng chống mỏi và mài mòn, bởi vì thanh được tải theo chu kỳ và bị mài mòn bởi các mảnh cắt và thành lỗ khoan. Các họ cấp khác nhau giữa hai loại sản phẩm.

Các khớp nối dụng cụ thường được rèn từ hợp kim Cr-Mo 41xx và hàn ma sát vào thân thanh. Các phương pháp xử lý bề mặt như mài mòn hoặc mạ crom cứng sẽ tăng thêm khả năng chống mài mòn.

Ống khoan ổ cứng và mỏ dầu chịu sự điều chỉnh của  Thông số kỹ thuật API 5DP  và  ISO 11961 , trong đó xác định hóa học, tính chất cơ học, kích thước, thử nghiệm (siêu âm, thủy tĩnh) và khả năng truy xuất nguồn gốc. Để biết chi tiết về kích thước và cấp độ ống khoan mỏ dầu, hãy xem Thông số kỹ thuật ống khoan API 5DP →

5. Mối nối dụng cụ, ren & độ mỏi

Khớp nối dụng cụ là đầu có thành dày, có ren, nối thanh này với thanh tiếp theo. Trên ổ cứng HDD và thanh dẫn dầu, nó thường được rèn từ hợp kim Cr-Mo và  được hàn ma sát  vào thân thanh mỏng hơn - một mối hàn ở trạng thái rắn được chế tạo không có kim loại phụ tạo ra liên kết chắc chắn, nhất quán.

Điểm kỹ thuật quan trọng - Mô-men xoắn bổ sung không phải là tùy chọn.  Lực vặn quá mạnh có thể làm nứt khớp nối dụng cụ; mô-men xoắn quá thấp sẽ làm cho kết nối bị đứt và tháo lỗ khoan xuống, điều này có thể làm mất dây. Luôn tuân theo mô-men xoắn trang điểm được khuyến nghị của nhà sản xuất, giữ sạch ren và bôi hợp chất ren chính xác trước mỗi lần kết nối. Trên các lỗ ổ cứng HDD, một sợi dây bị chia thành một lỗ cong là một cơn ác mộng khi phục hồi.

Bởi vì hiện tượng mỏi tập trung ở điểm chuyển tiếp khó chịu gần mối hàn nên ống khoan cao cấp được rèn với góc lệch bên trong mở rộng và góc hết nông, sau đó mài mịn tại đường hàn trên cả ID và OD để loại bỏ các tác nhân gây ứng suất. Các khớp nối dụng cụ thường được cung cấp dài hơn chiều dài API tiêu chuẩn để cho phép cắt lại và kéo dài tuổi thọ sử dụng. Để biết các nguyên tắc cơ bản về kết nối theo luồng được chia sẻ với OCTG, hãy xem các loại kết nối cho vỏ và ống →

6. Hướng dẫn lựa chọn & Chiều dài / Phạm vi

Lựa chọn được điều khiển bởi lớp ứng dụng. Bản tóm tắt dưới đây trình bày đường dẫn quyết định chung; kích thước cuối cùng phải được xác nhận dựa trên giàn khoan, kế hoạch khoan và chương trình bit/vỏ.

Ghi chú Mua sắm - 'Phạm vi' là thuật ngữ mỏ dầu, không phải ổ cứng.  API Phạm vi 2 (~9–10 m) và Phạm vi 3 (~12–13,5 m) mô tả chiều dài ống khoan và vỏ ống khoan mỏ dầu. Thanh HDD được tính bằng feet theo loại giàn khoan (5/6/10/15/20/30 ft) và thanh địa chất tính bằng mét (1,5/3 m). Nếu kiểm đếm chỉ định 'Ống khoan Phạm vi 3', hãy xác nhận xem người mua muốn nói đến ống quay API 5DP thực sự hay chỉ đơn giản là một thanh HDD dài — loại thép và kết nối là khác nhau.

7. Cách chỉ định thanh khoan (Danh sách kiểm tra PO)

Thông tin chuyên sâu về kỹ thuật — Cần khoan PO cần phải có

• Nhóm sản phẩm:  Ống khoan HDD, thanh địa chất/đường dây hoặc ống khoan API 5DP.

• Kích thước:  OD (và chuỗi, ví dụ NQ / 3-1/2') cộng với ID tường hoặc thanh.

• Loại thép:  ví dụ AISI 4140/4145, S-135 hoặc 30CrMnSiA.

• Kết nối:  loại ren (API REG/IF, DCDMA thon/song song) và mô-men xoắn bổ sung.

• Khớp dụng cụ:  rèn + hàn ma sát; hình học khó chịu; cắt giảm lại trợ cấp.

• Chiều dài:  ft (HDD) / m (địa chất) / Phạm vi 2 hoặc 3 (mỏ dầu).

• Kiểm tra & chứng nhận:  UT/EMI, thủy tĩnh, EN 10204 3.1/3.2 MTR, truy xuất nguồn gốc.

Với tư cách là nhà sản xuất theo đơn đặt hàng, ZC cung cấp thân thanh liền mạch và các cụm hàn ma sát theo kích thước, cấp độ và lịch trình kết nối của bạn thay vì buộc công việc phải có kích thước sẵn có. Xem trang sản phẩm thanh khoan địa chất & HDD →  hoặc của chúng tôi phạm vi ống khoan →

8. Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa thanh khoan HDD và thanh khoan địa chất là gì?

Cần khoan HDD là ống khoan hạng nặng dùng để lắp đặt các tiện ích và đường ống dưới chướng ngại vật, được chế tạo từ thép hợp kim cường độ cao với các khớp nối dụng cụ được rèn hoặc hàn ma sát với kích thước từ khoảng 1,66' cho giàn mini đến 6-3/4' cho giàn maxi. Thanh khoan địa chất là thanh lõi có thành mỏng hơn dùng cho công việc thăm dò khoáng sản và địa kỹ thuật, được cung cấp ở các kích thước DCDMA tiêu chuẩn (AW, BW, NW, HW) và kích thước đường dây (AQ, BQ, NQ, HQ, PQ).

Loại thép nào được sử dụng cho thanh khoan HDD?

Thanh khoan HDD chủ yếu được làm từ thép hợp kim cường độ cao như AISI 4140, 4145 hoặc 4340. Thanh có độ bền cao hơn sử dụng các loại tương đương với S-135 với hiệu suất tối thiểu trên 135.000 psi để có khả năng chống mỏi cao hơn. Thanh lõi địa chất thường sử dụng 30CrMnSiA hoặc ống hợp kim liền mạch được kéo nguội tương đương.

Kích thước thanh khoan địa chất tiêu chuẩn là gì?

Các thanh khoan DCDMA thông thường là AW, BW, NW và HW với các khớp nối dụng cụ côn. Các thanh lõi dây dẫn chạy AQ, BQ, NQ, HQ và PQ. Đường kính ngoài của thanh dây điển hình là khoảng BQ 55,7 mm, NQ 70 mm, HQ 89 mm và PQ 114,5 mm, với chiều dài thanh là 1,5 m hoặc 3 m.

Tiêu chuẩn nào áp dụng cho ổ cứng HDD và thanh khoan địa chất?

Ống khoan ổ cứng và mỏ dầu tuân theo Thông số kỹ thuật API 5DP và ISO 11961, chi phối hóa học, tính chất cơ học, kích thước, thử nghiệm và truy xuất nguồn gốc. Các thanh lấy lõi địa chất tuân theo các tiêu chuẩn về kích thước DCDMA, đó là lý do tại sao kích thước AW–PQ có thể hoán đổi cho nhau giữa các nhà sản xuất.

Tại sao thanh khoan sử dụng khớp nối dụng cụ hàn ma sát?

Hàn ma sát nối mối nối dụng cụ dày, có ren với thân que mỏng hơn mà không cần kim loại phụ, tạo ra liên kết bền, chống mỏi. Độ mỏi của cần khoan tập trung ở điểm chuyển tiếp không ổn định bên cạnh mối hàn nối dụng cụ, do đó, hình học không đều, không đều là rất quan trọng đối với tuổi thọ sử dụng.

Ổ cứng và thanh khoan địa chất có chiều dài bao nhiêu?

Thanh HDD thường có kích thước 5 ft hoặc 6 ft đối với giàn mini, 10 ft hoặc 15 ft đối với giàn cỡ trung và 20 ft hoặc 30 ft đối với giàn maxi. Thanh lõi địa chất thường là 1,5 m hoặc 3 m. Ống khoan mỏ dầu được cung cấp trong Phạm vi API 2 (khoảng 9–10 m) và Phạm vi 3 (khoảng 12–13,5 m).

Nguồn HDD & Thanh khoan địa chất từ ​​Ống thép ZC

ZHENCHENG Steel Co., Ltd. (ZC Steel Pipe) sản xuất thân thanh khoan liền mạch theo đơn đặt hàng và cụm hàn ma sát - ống khoan HDD ở AISI 4140/4145/4340 và S-135, cùng với thanh địa chất và dây dẫn ở các kích cỡ DCDMA AW–HW và AQ–PQ. Các dự án được thực hiện trên khắp Châu Phi, Trung Đông và Nam Mỹ, với các bằng sáng chế độc lập về kết nối cao cấp và ống dẫn cấp đặc biệt.

E-mail: mandy. w@zcsteelpipe.com   | WhatsApp: +86-139-1579-1813

→ Yêu cầu báo giá

Có liên quan: Ống khoan API 5DP  · Thanh khoan địa chất / HDD  · Ống khoan  · Các kiểu kết nối  · Lớp OCTG