Kosteneindämmung

Die Eindämmung des Verschleißes am Bohrgestänge sorgt für niedrige Stahlkosten beim Bohren.

Vergleich der Bohrgestänge

Verordnungen vor zwei Jahren verursachten Änderungen an den Sprengrastern, durch die sich die Lebensdauer der Bohrgestänge aus gewalztem Stahl von 400 Stunden auf nur 130 reduzierte. Betriebe, wie diese im östlichen Kentucky haben Ihre Sprenglochdurchmesser auf 6 3/4 Zoll begrenzt und ihre Sprengraster in 18 mal 18 auf 16 mal 16 Fuß verringert. Durch die Reduzierung der Kronen-Größe wurde jedoch eine hoch produktive Bohrformel, die im Laufe der Jahre durch sorgfältige technische und praktische Erfahrung beim Bohren in diesen geologischen Bedingungen entwickelt wurde, völlig neu konfiguriert. Tatsächlich haben sich bei Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften die Kosten pro Bohrstunde für Bohrstahl verdoppelt und in einigen Fällen sogar verdreifacht.


Verordnungen vor zwei Jahren verursachten Änderungen an den Sprengrastern, durch die sich die Lebensdauer der Bohrgestänge aus gewalztem Stahl von 400 Stunden auf nur 130 reduzierte. Betriebe, wie diese im östlichen Kentucky haben Ihre Sprenglochdurchmesser auf 6 3/4 Zoll begrenzt und ihre Sprengraster in 18 mal 18 auf 16 mal 16 Fuß verringert. Durch die Reduzierung der Kronen-Größe wurde jedoch eine hoch produktive Bohrformel, die im Laufe der Jahre durch sorgfältige technische und praktische Erfahrung beim Bohren in diesen geologischen Bedingungen entwickelt wurde, völlig neu konfiguriert. Tatsächlich haben sich bei Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften die Kosten pro Bohrstunde für Bohrstahl verdoppelt und in einigen Fällen sogar verdreifacht.


Atlas Copco wurde gebeten, gemeinsam mit dem Kunden, eine Lösung zu erarbeiten, um die Kosten pro Bohrmeter wieder auf ein vernünftiges Niveau zu bringen. Da das Bohrgestänge recht lange zwischen einem Wechsel läuft, es war es das Beste, die „Bohrstahlkosten pro Stunde“ zu berechnen, indem sie die Gesamtkosten für das Bohrgestänge durch die Gesamtzahl der „Kompressor-Stunden“, die zwischen dem Einbau des Gestänges und dem Ausbau protokolliert wurden, zu dividieren. Diese Berechnung bot eine zuverlässige und einfache Grundlage für einen Vergleich.


Weniger kostet mehr

Wenn die großen Sprengloch-Raupenbohrgeräte mit den 7 7/8-Zoll-Drehbohrkronen auf einem 5 1/2 Zoll-Bohrgestänge bohrten, war die Austragsleistung (Bailing Velocity – BV) fast ideal bei 6.000 Fuß pro Minute (fpm).

Wenn 6 3/4-Zoll-Kronen auf dasselbe 5 1/2-Zoll-Rohr gesetzt wurden, verringerte sich der Ringraum so sehr, dass sich die BV auf 12.000 fpm verdoppelte. Durch die erhöhte Geschwindigkeit wurde der Sandstein in Kies zerschmettert, der das Bohrgestänge aus gewalztem Stahl so aggressiv angreift, dass sich die Lebensdauer auf nur ein Drittel ihrer normalen Lebensdauer beim Bohren von 7 7/8-Zoll Löchern reduziert. Die Dreirollenkronen litten auch in diesen Löchern. Ihre Einsätze wurden in den verschiedenen Sandsteinarten halbiert. Die Geschwindigkeit, mit der der Bohrstahl abgenutzt wurde, stellte ein neues Problem dar. Die Lücke, die sich schnell zwischen dem Stahl und der Deckbuchse bildete, machte es möglich, dass Staub eindringen konnte. Es bestand das Risiko, dass das Vakuum-Staubvermeidungssystem des Bohrgeräts den Staub nicht effektiv entfernen könnte. Würde die Anlage mit unkontrolliertem Staub betrieben, besteht die Gefahr, dass die Grenzwerte für Staub verletzt würden. So musste der Bohrstahl häufig gewechselt werden, um die Lücke zu schließen. Das Ergebnis war, dass auf den Anlagen der Stahl drei Mal schneller als zuvor ausgewechselt werden musste. Die alleinige Ursache waren die physikalischen Vorgänge durch die Änderung der Kronen-Größe.

 


Die Lösung

Zusammen mit dem erfahrenen Bohrer Ron Johnson führte der Atlas Copco Regional Sales Manager für die 11 östlichen Bundestaaten der US-amerikanischen Kohleregion eine komplette Bohrprüfung durch, die eine Kompressorkapazitätsprüfung umfasste. Diese Prüfung ergab, dass es aufgrund der geringeren Ringfläche viel mehr Druckluft gab als für ausreichende Löffeln erforderlich war. Eine Lösung bestand aus der Verringerung des Bohrstahldurchmessers. Also ersetzte man das 5 1/2-Zoll-Stahlgestänge durch ein 5-Zoll-Gestänge. Aber dadurch ergaben sich eigene Probleme. Der 5-Zoll-Bohrstahl war nicht so starr. Aufgrund von Durchbiegungen kam es zu Vibrationen und Rattern des Bohrgestänges. Ineffiziente Bohrungen verkürzen in der Regel auch die Lebensdauer des Werkzeugs. Als Lösung für das Druckluftproblem wurde der Kompressoreinlass nicht gedrosselt, um das Volumen zu reduzieren, sondern das Volumen wurde heruntergeregelt und zusätzlich wurde die überschüssige Luft über den Mast entlüftet, um das Luftvolumen in der Bohrung zu vermindern. Trotz einer guten Feinabstimmung wurde der Bohrstahl weiterhin vom Sandstein erodiert.

TEAMALLOY

TEAMALLOY drill pipe

TEAMALLOY-Bohrgestänge

An diesem Punkt schlug Johnson TEAMALLOY-Bohrstahl vor. Wenn dieser Test erfolgreich wäre, würde fast jeder Kohlekonzern im Osten der USA sehr interessiert an TEAMALLOY sein. Bisher ist das so. Während gewalzter Stahl nur 130 Stunden hielt, war der TEAMALLOY-Bohrstahl bei 300 Stunden nicht von neuem Bohrstahl zu unterscheiden. Bei 400 Stunden wies der Stahl nur minimale Abnutzungserscheinungen auf. Der Verschleiß war kontrolliert und vorhersehbar und zeigte die in die Legierung eingelassenen Verschleißstreifen ein wenig deutlicher als bei neuen Gestängen. Johnson prognostizierte, sie würden wahrscheinlich 500 Stunden halten, bevor sie einen Wechsel vornehmen würden. Beim Bohren zeichnete sich das TEAMALLOY-Gestänge durch mehr Stabilisierung und eine perfekte Rotation aus. Anscheinend hatte Atlas Copco eine erfolgreiche Formel gefunden. Das Staubproblem wurde eliminiert. Die Bohrstahlkosten pro Stunde sind niedrig. Die Produktion ist hoch. Atlas Copco Secorocs TEAMALLOY-Bohrstahl ist seinen Preis wert. In puncto Kosten pro Stunde würde dieser Stahl weichen Stahl in jeder beliebigen Anwendung, überall und jedes Mal schlagen.