مته های حفاری، انواع و کاربرد آنها
مته به انتهای پایینی رشته حفاری متصل شده و باعث حفر زمین می گردد. مته ها که در سرعت و چگونگی عملیات حفاری تاثیر بسزایی دارند، با توجه به عملکرد بر اساس اصول زیر طراحی می‌شوند.
۱)مته هایی که باعث خراشیدگی و خردشدن سنگ (Crushing the rock) می شوند.
۲)مته هایی که با ایجاد بریدگی و خراش اندازی (Scraping the rock) موجب نفوذ در سنگ می شوند.
۳) مته هایی که همزمان باعث خراش اندازی و خرد شدن سنگ می شوند.
۴) مته هایی که در اثر اعمال ضربه و کوبیدن به سنگ Hammering(pounding)the rock عمل می‌کنند.
مته هایی که در حفاری چرخشی استفاده می شوند، از جنس فولاد، الماس و کاربید تنگستن می باشند.
برای حفاری از دو نوع مته اصلی استفاده می گردد. نوع کاج غلتان و نوع تیغه ثابت; که نوع تیغه ثابت، گران تر ولی سریع تر از نوع کاج غلتان است.
قطر مته
اندازه قطر هر مته از ۷/۸ ‘۲ اینچ تا ۳۶ اینچ می باشد.
در هر مرحله که عملیات حفاری انجام می شود، از مته ای که قطر آن حداقل نیم اینچ کوچکتر از قطر لوله جداری نصب شده قبلی است، استفاده می شود.
طبقه بندی مته های حفاری
برای حفاری از سه نوع مته استفاده می گردد؛
۱) مته های مخروطی چرخشی یا کاج غلتان “Roller cutter bit”Or”Roller cone bit “
۲) مته های با تیغه ثابت Fixed cutter bits
۳) مته با کاربرد های ویژه
مته مخروطی چرخشی یا کاج غلتان Roller Cutter Bit / Roller Cone Bit
دارای اجزای برنده ای (تیغه متحرک) می باشند که روی کاج ها یا مخروط هایی چیده شده اند و این مخروط ها هنگام چرخش بدنه مته، حول محور خود می چرخند. تعداد مخروط های مته می تواند یک، دو، سه، چهار، پنج یا حتی به شش عدد برسد، اما رایج ترین و بیش ترین مته های مخروطی چرخشی، مته های سه مخروطی یا سه کاجه است که به آن ها Tri cone bit گویند.
مته یک مخروطی یا یک کاجه، در سیستم حفاری چرخشی برای سنگ های شکاف دار، سنگ هایی با خاصیت خراش اندازی، سنگ هایی با سختی متوسط و نیز برای طبقات شیب دار کاربرد دارد. این مته امکان انحراف چاه را به حداقل می‌رساند.
مته دو مخروطی یا دو کاجه، در حفاری طبقات نرم و طبقات شیب دار کاربرد دارد. این مته نیز در کنترل انحراف چاه موثر است. برای حفاری های کج و کج کردن چاه ها به خاطر ۲ کاجه بودن نسبت به ۳ کاجه مناسب تر هستند.
حسن این مته این است که چون دو کاج دارد، می توان طول جت را بلندتر انتخاب کرد تا ته چاه را بهتر بشوید و سرعت حفاری افزایش یابد. در این مته ها، نازل هایی برای خارج شدن گل حفاری وجود دارد.
دندانه ها روی مخروط ها تراشیده شده یا دندانه هایی از جنس کاربید تنگستن به مخروط ها متصل می شوند. مته های کاربید تنگستن گران تر از فولاد می باشند ولی به علت کارایی بیش ترشان، قیمت بالا را جبران می نمایند.
بعضی از این مته ها دارای نازل هایی هستند که جریان سریع سیال را به اطراف می فرستند، به این نوع مته ها، Jet Bit گویند.
مته های دندانه فولادی Mixed Tooth Bit (MT) / Rock Bit
مته های اولیه دارای دو مخروط بودند و زمانی که مته روی زمین می چرخید هیچ گونه درگیری بین دندانه های یک مخروط و شیارهای مخروط دیگر وجود نداشت و محور هر مخروط منطبق بر شعاع مته بود. این همان اصلی است که جهت طراحی مته های حفاری سنگ چرت (Chert) به کار برده می‌شود و مته فقط جهت خرد کردن سنگ استفاده می‌شود. در این مته ها، دندانه های فولادی روی کاج ها توسط تراشکاری روی قسمتی از کاج ایجاد شده اند.
امروزه محور مخروط های مته های مناسب طبقات نرم از مرکز مته نمی گذرد بلکه، بر دایره فرضی کوچک تری حول محور مته مماس می گردند. درگیری دندانه های یک ردیف یک مخروط داخل شیار بین دو ردیف دندانه مخروط مجاور باعث تمیز شدن اتوماتیک مته گشته و تقاطع محورهای مخروط در خارج از محور مته نیز به آن خاصیت کندن زمین را می دهد و مانند بیلچه ای عمل می کند که در زمین فرو رفته و با واردکردن انرژی، قسمت کنده شده را از زمین جدا می کند.
مته های دندانه فولادی برای سازندهای نرم تا نیمه سخت کاربرد دارند. دندانه های روی مخروط ها به وسیله ماشین کاری مخروط ایجاد شده یا مستقیما به همراه مخروط فورج می شوند.
مته های دندانه فولادی دارای تیغه های بلند یا کوتاه می باشند که نوع تیغه ها با توجه به سازند حفاری طراحی می‌شوند. معمولا دندانه های بلند و نازک برای سازندهای نرم و دندانه های کوتاه و قوی برای سازندهای سخت طراحی می‌شوند.
گردآوری: مهندس سعید محمدی
