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Drehverbindungen für Bohrflüssigkeit, auch bekannt als Bohrverbindungen, sind wichtige Bestandteile der Bohrvorrichtung, insbesondere bei Bohrvorhaben in der Seefahrt und im Erdöl- und Erdgasbereich. Sie sind mechanische Vorrichtungen, die eine Drehbewegung ermöglichen und gleichzeitig das Gewicht des Bohrgegenstands tragen. Diese Drehverbindungen sind speziell darauf ausgelegt, den freien Durchgang von Bohrflüssigkeiten (Flüssigkeiten, die zur Unterstützung verwendet werden, beispielsweise Wasser, Öl oder andere spezielle Bohrflüssigkeiten) vom Bohrgestänge zum Meeresboden oder zum Bohrgestänge in jedem Winkel zu ermöglichen, was sie für das vertikale, geneigte und horizontale Bohren unerlässlich macht. Es gibt jedoch zwei Haupttypen von Drehverbindungen für Bohrflüssigkeit:
SL-135 Drehverbindung
Die SL-135 Drehverbindung ist hauptsächlich für vertikale Bohrvorhaben ausgelegt. Sie wird häufig in Onshore-Öl- und Gasförderanlagen eingesetzt. Die SL-135 Drehverbindung trägt das Gewicht des Bohrgestänges und ermöglicht gleichzeitig dessen freie Drehung während des Bohrprozesses. Sie ist so konzipiert, dass sie den spezifischen Belastungen und den Anforderungen an den Durchgang der Bohrflüssigkeit bei vertikalen Bohranwendungen gerecht wird. Ein charakteristisches Merkmal dieser Drehverbindung ist ihre unmittelbare Befestigung an der Oberseite des Kellys, wodurch ein Anbindungspunkt für den Rotationskopf zum Bohren durch den Drehtisch entsteht. Diese Drehverbindung hat keine zusätzlichen Anbindungspunkte oder Schnittstellen darüber, was ihre Verwendung bei Drehtischen vereinfacht, die keine zusätzliche Ausrüstung zum Anschluss an den Kelly für vertikale Bohrvorhaben benötigen.
Rotations-Drehverbindung
Rotations-Drehverbindungen stellen eine komplexere Art von Drehverbindungen dar. Sie werden bei Rotationsbohrungen eingesetzt, die sowohl an Land als auch auf See häufiger vorkommen. Diese Rotations-Drehverbindungen ermöglichen nicht nur die Drehung des Bohrgestänges, sondern auch den Durchgang von Bohrflüssigkeiten unter hohem Druck durch eine spezielle Kammer innerhalb der Drehverbindung. Diese Funktion ist besonders wichtig in Hochdruck-Bohrumgebungen. Darüber hinaus tragen Rotations-Drehverbindungen das gesamte Gewicht des Bohrgestänges, eine Aufgabe, die durch die oft beträchtliche Höhe der bei Rotationsbohrungen verwendeten Bohrgestänge zusätzlich erschwert wird. Rotations-Drehverbindungen finden sich in verschiedenen Bohranlagen, wie z. B. in einwirkenden, doppelwirkenden S.A. und R.A.-Druckanlagen, und können direkt mit Rotationsköpfen verbunden oder über Schläuche oder andere Schnittstellen mit zusätzlicher Bohrausrüstung verbunden werden.
Drehverbindungen haben in der Regel einige Spezifikationen, die für Hersteller und Käufer wichtig sind. Dazu gehören die Gewichtsbelastung, das bei der Konstruktion verwendete Material, das Gewicht der Drehverbindung selbst, der Betriebsdruck, die Abmessungen, die Dichtungsarten und der Antriebstyp.
Die wichtigste Spezifikation für jede Drehverbindung ist die Gewichtsbelastung oder der Betriebsdruck. Wenn ein Drehgelenk einen höheren Betriebsdruck oder eine höhere Gewichtsbelastung aufweist als ein anderes, bedeutet dies, dass Benutzer ein höheres Drehmoment darauf anwenden können, ohne dass es bricht oder undicht wird. So hat beispielsweise die SL135 Drehverbindung einen Betriebsdruck von 15.000 psi und eine sichere Tragfähigkeit von 30.000 lbs. Das bedeutet, dass Benutzer ein höheres Gewicht und einen höheren Druck anwenden können, bevor es zu einem Leck oder Bruch kommt.
Neben dem Betriebsdruck ist die Größe eine weitere wichtige Spezifikation. Drehverbindungen werden nach Größen unterschieden, abhängig von der Dicke des Bohrgestänges, auf das sie passen. Die SL135 Drehverbindung hat beispielsweise einen Außendurchmesser von 6 Zoll und einen Innendurchmesser von 4 Zoll.
Um eine leckfreie Verbindung zu gewährleisten und gleichzeitig ein hohes Drehmoment und einen hohen Druck standzuhalten, werden Drehverbindungen in der Regel aus robusten Stahlmaterialien wie Edelstahl und legiertem Stahl hergestellt, z. B. Chrom-Molybdän-Stahl. Einige haben auch eine Chrombeschichtung, um Rost, Korrosion und Kratzern zu widerstehen. Es gibt auch PTFE-Dichtungen innerhalb der Drehverbindung. Dieses Material hält Temperaturen zwischen -5 °C und 555 °C stand. Außerdem hält es Reibung sehr lange stand.
Die Wartung von Drehverbindungen ist für Langlebigkeit und Haltbarkeit unerlässlich. Hersteller schlagen einige Wartungstipps und -verfahren vor. Zunächst empfehlen sie regelmäßige Sichtprüfungen der Drehverbindung. So können Benutzer potenzielle Probleme wie Risse, Beschädigungen oder Lecks frühzeitig erkennen.
Benutzer können die Lebensdauer der Drehverbindung auch verlängern, indem sie die empfohlenen Schmierintervalle einhalten. Schmieren Sie die Schmiernippel gleichmäßig und regelmäßig, um die beweglichen Teile der Drehverbindung in Bewegung zu halten.
Ein weiterer Tipp für eine langlebigere Drehverbindung ist die regelmäßige Reinigung, insbesondere nach dem Einsatz unter schmutzigen oder schlammigen Bedingungen. Entfernen Sie stets Schmutz oder Ablagerungen, die im Schmutz stecken bleiben, bevor sie aushärten, um potenzielle Schäden zu vermeiden.
Sie empfehlen auch, sicherzustellen, dass die Drehverbindung immer richtig belastet und nicht überlastet ist. Die Befolgung der Wartungsverfahren und -tipps erhöht die Haltbarkeit und Lebensdauer der Drehverbindung.
Zu den wichtigsten Branchen oder Sektoren, die Drehverbindungen einsetzen, gehören die Öl- und Gasindustrie, der Bergbau und die Mineralerkundung, das Bohren von Brunnen, die geothermische Energiegewinnung, der Bau und die Gründung, die Herstellung und Vermietung von Bohranlagen, die Umweltüberwachung und -sanierung, das horizontale Richtbohren HDD, die Reparatur von engen Rohrleitungen, die Forschung in der Bohrtechnik, die Offshore-Bohrungen, die geothermische Bohrung, die Pfahlbohrung, der Tunnelbau und die Mikrotunnelung, das Landabsenken, die Fraktur und andere verwandte Sektoren, die verschiedene Arten von Bohrvorhaben umfassen.
Die SL 135 Drehverbindung funktioniert mit einer Bohranlage, die verwendet wird, um Öl oder Gas aus dem Untergrund zu fördern. Die Drehverbindung ermöglicht es dem rotierenden Bohrgestänge, die Flüssigkeit (meistens Bohrflüssigkeit) von der Onshore-/Landlagerstätte zum Bohrmeißel und wieder zurück durch den Ringraum zur Lagerstätte zu transportieren, um den Kreislaufprozess durchzuführen.
Geothermieunternehmen suchen nach Bohrwerkzeugen, um in eine Tiefe zu bohren, in der Wärme vorhanden ist, und eine geothermische Anlage eingerichtet werden kann. Normalerweise wird für ein Geothermieprojekt eine SL 135 oder eine ähnliche Drehverbindung in Betracht gezogen, abhängig von der Größe der verwendeten Bohrausrüstung.
Beim Bau eines Brunnens ist eine SL 135 Drehverbindung vorteilhaft, um eine präzise Steuerung und einen zuverlässigen Flüssigkeitskreislauf während des Bohrprozesses zu gewährleisten, insbesondere unter schwierigen geologischen Bedingungen in großer Tiefe. Das Wasser wird durch den Bohrmeißel zirkuliert, um ihn zu kühlen, und die Bohrkerne werden durch einen Prozess, der als Bohrflüssigkeit bezeichnet wird, an die Oberfläche transportiert.
Im Bereich der Fundamente und tragenden Bauteile kann eine SL 135 oder eine andere Art von Drehverbindung in Verbindung mit einem Betonmischbehälter oder einem Zementbewässerungssystem verwendet werden. In diesem Szenario wird ein Betonbehälter auf die Höhe des Bohrlochs abgesenkt und Beton (in Schlammform) in das Bohrloch gepumpt, um ein verstärktes Loch zu schaffen, das Lasten tragen oder Bauwerke abstützen kann.
Die SL 135 Drehverbindung eignet sich für Tiefseeölbohrungen und stand vor vielen technischen Herausforderungen, wie z. B. extremen Offshore-Umgebungen, hohen Betriebsbelastungen und dem Bedarf an effizienter Steuerung und Verwaltung der Bohrflüssigkeit. Zu den Merkmalen der Drehverbindung, die sie für diese anspruchsvollen Umgebungen geeignet machen, gehört ihre entscheidende Rolle, die kontinuierliche Drehung des Bohrgestänges zu ermöglichen und gleichzeitig die Vermischung der Bohrflüssigkeit mit anderen umliegenden Stoffen zu verhindern.
Bei der Auswahl einer Drehverbindung sollten mehrere Faktoren berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass sie die spezifischen Anforderungen des Bohrvorhabens erfüllt.
Bohrmethode:
Drehverbindungen gibt es in verschiedenen Ausführungen, die für unterschiedliche Bohrmethoden geeignet sind. So ist beispielsweise die Doppel-Drehverbindung Sl, die das Bohren mit zwei rotierenden Komponenten ermöglicht, ideal für das Rotationsbohrverfahren. Wählen Sie eine Drehverbindung, die mit der angewendeten Bohrtechnik übereinstimmt.
Tragfähigkeit:
Die Tragfähigkeiten von Drehverbindungen sind nicht alle gleich. Wählen Sie eine Drehverbindung, die das Gewicht der Bohrausrüstung und der zugehörigen Nutzlasten tragen kann. Dies gewährleistet Sicherheit und betriebliche Effizienz während des Bohrprozesses.
Hakenfreies Design:
Die Wahl einer Drehverbindung mit einem hakenfreien Design kann die betriebliche Effizienz verbessern, da das Risiko des Hängens während des Bohrens verringert wird. Eine solche Konstruktion zeichnet sich durch stromlinienförmige und glatte Komponenten aus. Dies kann auch die Bohrlochintegrität verbessern, indem potenzielle Bohrrisiken minimiert werden.
Haltbarkeit:
Drehverbindungen sind während des Bohrbetriebs hohen Belastungen und abrasiven Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Daher ist es wichtig, eine Drehverbindung aus robusten Materialien zu wählen, die auf Langlebigkeit ausgelegt ist. So wird sichergestellt, dass sie den anspruchsvollen Bohrbedingungen standhält und über einen langen Zeitraum hinweg zuverlässig arbeitet.
Dichtungsart:
Da unterschiedliche Bohrsituationen unterschiedliche Arten von Dichtungen erfordern, ist die Wahl der Dichtungsart für die Leistung und Zuverlässigkeit der Drehverbindung entscheidend. Die Wahl der richtigen Dichtungsart für die jeweilige Anwendung kann dazu beitragen, Flüssigkeitslecks zu vermeiden, die inneren Komponenten vor Verunreinigungen zu schützen und eine optimale Dichtungsfunktionalität zu gewährleisten.
Kosten:
Die Kosten sind ein wichtiger Faktor, der bei der Auswahl einer Drehverbindung berücksichtigt werden muss. Es ist wichtig, die Kosten und die Leistung auszubalancieren, um eine Drehverbindung zu wählen, die eine optimale Leistung, Haltbarkeit und Tragfähigkeit innerhalb eines sinnvollen Budgets bietet. Dies kann die Kosteneffizienz des Bohrbetriebs maximieren.
F1: Welchen Zweck hat eine Drehverbindung?
A1: Die Drehverbindung hat die Hauptfunktion, die freie Drehung des Bohrgestänges während des Abstiegs in den Brunnen zu ermöglichen, ohne dass es sich mit anderen Oberflächengeräten oder Schläuchen verheddert.
F2: Wie funktioniert eine Drehverbindung?
A2: Drehverbindungen sind so konzipiert, dass sie nur in einer Achse drehen können. Ihre grundlegenden, aber wichtigen anatomischen Teile sind ein äußeres Gehäuse, eine innere Spule und Lager. Das äußere Gehäuse ist auf dem Bohrplatz befestigt. Die innere Spule kann dann frei und unabhängig drehen, an der das Bohrgestänge befestigt ist. Zwischen dem äußeren Gehäuse und der inneren Spule befinden sich Lager. Sie dienen als Schmiermittel, das es den beiden Bauteilen ermöglicht, unabhängig voneinander zu rotieren.
F3: Welche Arten von Drehverbindungen gibt es?
A3: Es gibt fünf gängige Arten von Drehverbindungen, die in der Bohrindustrie weit verbreitet sind. Dazu gehören: automatische Drehverbindungen, hydraulische Drehverbindungen, konventionelle Drehverbindungen, Kugellager-Drehverbindungen und Rotations-Drehverbindungen.
