Производитель буровых коронок с 3-лопастным крылом PDC

Когда слышишь про производитель буровых коронок с 3-лопастным крылом PDC, половина буровиков сразу представляет себе этакую универсальную панацею. А на деле-то три лопасти — это не просто 'три резца побольше'. Вот в ООО Чэнду Цзитао Машиностроительное оборудование с 2011 года как раз и занимаются тем, что разбираются в этих нюансах. Помню, как в 2015-м мы получили партию коронок от них — внешне вроде стандартные, но когда начали смотреть на калибровку лопастей, оказалось, что угол атаки каждой лопасти просчитан под разные типы пород. Это я к тому, что многие до сих пор считают трехлопастные модели просто вариацией двухлопастных, а там принципиально другая механика разрушения керна.

Почему три лопасти — не просто 'удобнее'

В 2018 году на месторождении в Западной Сибири мы как раз тестировали коронки от Чэнду Цзитао. Была задача пройти участок с прослойками аргиллитов и песчаников. Двухлопастные шли с вибрацией, а трехлопастные — ровно. Дело тут в распределении нагрузки: три лопасти создают постоянный момент контакта с породой, нет этих проскальзываний, которые бывают у парных аналогов. Хотя нет, вот что важно — не для всех пород это работает. Для мягких глин, например, разницы почти нет, а вот для абразивных известняков — уже критично.

Кстати, в тех же коронках от jitbit.ru обратил внимание на форму промывочных каналов — они не прямые, а спиралевидные, что снижает забивание шламом. Мелочь? На бумаге — да, а на глубине 2000 метров эта 'мелочь' давала +15% к скорости проходки. Хотя признаю, сначала скептически смотрел на такие изыски — мол, китайские инженеры перемудрили. Оказалось — нет, просто они дольше сидели над расчетами гидравлики.

Еще один момент, который часто упускают — балансировка. Трехлопастная коронка требует ювелирной балансировки, иначе биение погубит и её, и забойное оборудование. У Чэнду Цзитао для этого есть своя проектная команда, которая, к слову, держит несколько патентов по этой теме. Видел их стенды для динамических испытаний — там не просто грузики крутят, а моделируют реальные нагрузки с поправкой на геологию.

Где трехлопастные коронки действительно незаменимы

Вот пример с кустового бурения в ХМАО. Там были скважины с большим отклонением от вертикали — классические двухлопастные коронки 'уводили' ствол сильнее, чем хотелось бы. Перешли на трехлопастные от Чэнду Цзитао — не то чтобы совсем решили проблему, но стабильность повысилась. Объясняю почему: три лопасти создают более предсказуемую картину разрушения забоя, меньше случайных боковых нагрузок. Хотя если пласты резко меняют твердость — всё равно нужна корректировка режимов бурения.

А вот для бурения с отбором керна трёхлопастные решения — палка о двух концах. С одной стороны, лучше сохраняют структуру керна, с другой — требуют более тонкой настройки промывки. Как-то пришлось переделывать всю гидравлическую программу под их коронки, зато потом получили 98% выхода керна против обычных 85%. Это я к тому, что универсальных решений нет — нужно считать экономику каждого случая.

Кстати, про патенты Чэнду Цзитао — там есть интересное решение по креплению резцов. Не буду вдаваться в технические детали (коммерческая тайна всё-таки), но суть в том, что они отказались от классических пазов в пользу комбинированного крепления. Результат — на 30% меньше случаев выпадения резцов при реверсах. Проверяли лично на месторождениях с высокой вибрацией.

Ошибки, которые все повторяют с трехлопастными коронками

Самое распространенное — пытаться работать с ними как с обычными PDC. Типа, поставил и забыл. А они требуют постоянного контроля осевой нагрузки. Помню, в 2019-м одна буровая взяла наши коронки и начала долбить на максимальных оборотах — через 12 часов получили сломанные лопасти. А всё потому, что не учли — три лопасти создают другую тепловую нагрузку, нужен другой отвод тепла. Теперь всегда инструктирую: сначала посмотрите техкарту от производителя, там не просто так цифры стоят.

Еще забавный случай был — пытались использовать трехлопастные коронки в комбинации с винтовыми забойными двигателями. В теории — должно работать, на практике — возникли резонансные колебания. Пришлось совместно с инженерами Чэнду Цзитао пересчитывать всю кинематику. Выяснилось, что для таких случаев у них есть модификации с измененным шагом лопастей. Вот это я называется — сервис с пониманием технологии.

И да, про долговечность. Многие ждут, что трехлопастные коронки будут служить дольше просто потому, что 'их больше'. На самом деле их ресурс сильно зависит от правильного подбора твердосплавных вставок. У этих ребят в ассортименте есть варианты под разные абразивности — от G10 до G40. Для твердых доломитов, например, брали модификацию с вольфрамовым напылением — выходили в полтора раза дольше стандартных.

Практические наблюдения за 5 лет работы

С 2019-го по 2024-й через наши руки прошло около 200 коронок этого типа. Статистика показала интересную вещь: в среднем они дают прирост проходки на 18-22%, но при условии, что бурильщик не экономит на промывочной жидкости. Были случаи, когда из-за плохой очистки забоя коронка 'садилась' за 4 часа вместо положенных 12. Причем вина не производителя — просто технологию нарушили.

Отдельно отмечу работу с керном — трехлопастные коронки меньше 'перетирают' породу, особенно в переходных пластах. Для геологов это существенно — лучше видны контакты между слоями. Хотя в очень хрупких сланцах всё равно лучше использовать импрегнированные алмазные коронки, тут PDC любого типа проигрывает.

Последнее время стали чаще применять эти коронки при бурении с управляемым давлением. Тут их стабильность особенно ценна — меньше скачков давления на забое. Правда, пришлось дорабатывать систему мониторинга — стандартные датчики не всегда улавливают специфику работы трех лопастей. Сейчас в Чэнду Цзитао как раз тестируют новую версию с датчиками вибрации — жду результаты.

Что в итоге

Трехлопастные PDC-коронки — не волшебная палочка, а инструмент, который требует понимания. За 13 лет работы ООО Чэнду Цзитао Машиностроительное оборудование как раз и научились делать такие решения, которые работают в реальных условиях, а не только в испытательной лаборатории. Их подход — проектировать под конкретные задачи, а не штамповать 'универсальные' модели — это то, чего часто не хватает крупным производителям.

Из последнего: сейчас тестируем их новую разработку — коронки с изменяемым углом атаки лопастей. Пока рано говорить о результатах, но идея интересная — можно адаптировать коронку под меняющуюся геологию без подъема снаряда. Если получится — это будет прорыв. Хотя, знаете, в бурении всегда есть место для скепсиса — слишком много раз видел 'революционные' технологии, которые не выдерживали проверки практикой.

Так что мой совет: если рассматриваете производитель буровых коронок с 3-лопастным крылом PDC, смотрите не на красивые презентации, а на готовность инженеров под вашу задачу подстраиваться. Вот у Чэнду Цзитао это получается — могут и техкарту пересчитать, и конструкцию подкорректировать. В нашем деле это дорогого стоит.