في صناعة النفط والغاز ، تلعب محركات الحفر في Downhole دورًا مهمًا في عمليات الحفر الاتجاهية والأفقية. توفر هذه المحركات عزم الدوران والدوران اللازمان إلى بت الحفر ، مما يتيح التنقل الدقيق لحفار البئر. مع زيادة التعقيد لعمليات الحفر ، نما الطلب على محركات حفر قاع البئر عالية الأداء بشكل كبير.
تستكشف هذه المقالة أساسيات حفر قاع البئر ، ومبادئ عمل محرك الحفر الصاخب ، ومكوناتها الرئيسية ، ومزاياه على أساليب الحفر الدوارة التقليدية. بحلول نهاية هذه المقالة ، سيكون لديك فهم شامل لكيفية عمل هذه المحركات وفوائدها ودورها في تقنيات الحفر الحديثة.
ما هو حفر قاع البئر؟
يشير الحفر الدنيوي إلى عملية حفر حفرة البئر في الأرض تحت سطح الأرض لاستخراج النفط أو الغاز أو غيرها من الموارد. على عكس الحفر العمودي التقليدي ، يتضمن الحفر الصاخب في كثير من الأحيان تقنيات متقدمة مثل الحفر الاتجاهي ، والحفر الأفقي ، والحفر الممتد (ERD) للوصول إلى الخزانات التي لا تقع مباشرة أسفل منصة الحفر.
أنواع حفر قاع البئر
الحفر الرأسي - أبسط أشكال ، حيث يتم حفر حفرة البئر مباشرة لأسفل.
الحفر الاتجاهي - يسمح لحفر البئر بالانحراف عن المسار العمودي للوصول إلى هدف محدد.
الحفر الأفقي - يتم تحويل حفرة البئر أفقياً داخل الخزان لزيادة الاتصال بتكوين الإنتاج إلى الحد الأقصى.
الحفر متعدد الأطراف - تتفرع العديد من الآبار من بئر رئيسية واحدة ، مما يزيد من وصول الخزان.
في عمليات الحفر الحديثة ، تعد محركات الحفر الصاخبة ضرورية لتحقيق وضع دقيق للحفر البئر ، وخاصة في تطبيقات الحفر الاتجاهية والأفقية.
ما هو محرك الحفر البئوري؟
يعد محرك الحفر الصاخب ، والمعروف أيضًا باسم محرك الطين ، محرك إزاحة إيجابي (PDM) يستخدم في عمليات الحفر لتوفير طاقة الدوران لبت. يتم وضع هذه الأداة في مجموعة الفتحة السفلية (BHA) ويتم تشغيلها بتدفق سائل الحفر (الطين).
مبدأ العمل لمحرك حفر قاعدي
مبدأ العمل الأساسي لمحرك حفر قاع البئر هو كما يلي:
يتدفق سائل الحفر (الطين) عبر المحرك ، مما يخلق الطاقة الهيدروليكية.
يتم تحويل هذه الطاقة إلى دوران ميكانيكي من خلال المكونات الداخلية للمحرك.
يولد الدوار والثابت داخل المحرك قوة دورانية.
تنتقل هذه القوة إلى بتات الحفر عبر عمود كاردان ورملة الإرسال.
يسمح هذا النظام بتدوير الحفر بالتدوير بشكل مستقل عن سلسلة الحفر ، مما يجعله فعالًا للغاية في الحفر الاتجاهي والحفر الأفقي.
مزايا استخدام محرك حفر قاع البئر
يعزز كفاءة الحفر -يوفر قوة دوارة إضافية ، مما يقلل من الحاجة إلى الدوران الذي يحركه السطح.
يتيح الحفر الاتجاهي - يتيح التنقل بشكل أفضل في الحفر مع التحكم الدقيق.
يقلل التآكل على سلسلة الحفر - يقلل من الإجهاد الالتوائي على أنبوب الحفر.
يحسن سرعة الحفر - يعزز معدل الاختراق (ROP) من خلال توفير دوران مستمر.
مكونات محرك قاعدي
يتكون محرك الحفر الصدري من عدة مكونات رئيسية ، يلعب كل منها دورًا مهمًا في تشغيله. فيما يلي الأجزاء الرئيسية لمحرك الحفر الصاخب ووظائفها.
قسم التجميع تفريغ
قسم تجميع التفريغ مسؤول عن إدارة تدفق سائل الحفر داخل المحرك. إنه يضمن الدورة الدموية الناعمة لطين الحفر ، وهو أمر ضروري للتبريد وتشحيم المحرك أثناء نقل الطاقة الهيدروليكية.
الوظائف الرئيسية:
يتحكم في دخول وخروج سائل الحفر.
يمنع تراكم الضغط المفرط.
يضمن أداء حركي فعال.
محرك
المحرك هو قلب محرك الحفر البئوري ويتألف من دوار وجد. يولد التفاعل بين هذه المكونات الحركة الدورانية اللازمة لدفع بتات الحفر.
الدوار-مكون معدني على شكل حلزوني يدور داخل الجزء الثابت.
الجزء الثابت-سكن تصطف على المطاط يسمح للدوار بتوليد عزم الدوران.
يسمح تصميم محرك الإزاحة الإيجابي (PDM) بتحويل الطاقة الفعال من الطاقة الهيدروليكية إلى الدوران الميكانيكي.
رمح كاردان
يعد رمح Cardan مكونًا أساسيًا يربط المحرك برملة الإرسال. يساعد في نقل الحركة الدورانية مع التعويض عن اختلال بين الدوار ورمح الإخراج.
الميزات الرئيسية:
يسمح بنقل عزم الدوران السلس.
يقلل من الإجهاد الميكانيكي على مكونات المحرك الأخرى.
يحسن المتانة الحركية بشكل عام.
عمود الإرسال
عمود الإرسال هو الرابط النهائي الذي ينقل عزم الدوران من رمح Cardan إلى بتات الحفر. يضمن هذا العمود أن يتم تسليم القوة الدورانية التي تم إنشاؤها بواسطة محرك الحفر الدنيوي بشكل فعال إلى أسفل حفرة البئر.
الوظائف الرئيسية:
يقود مباشرة دوران بتات الحفر.
يضمن نقل عزم الدوران مستقر.
يعزز دقة الحفر.
مقارنة محركات حفر قاع البئر
يتم استخدام أنواع مختلفة من محركات الحفر قاعدي بناءً على ظروف الحفر ومتطلبات الأداء. فيما يلي مقارنة بين الحفر الروتاري مقابل الحفر المحرك الطيني:
ميزة
حفر الحفر الدوارة
محرك قاعدي قاعدي
مصدر الطاقة
دوران يحركه السطح
الطاقة الهيدروليكية من حفر الطين
التحكم الاتجاهي
محدود
ممتاز
إخراج عزم الدوران
أدنى
أعلى
ارتداء على سلسلة الحفر
عالي
مخفض
معدل الاختراق (ROP)
معتدل
عالي
مدى ملاءمة التكوينات الصعبة
أقل فعالية
أكثر فعالية
من الجدول أعلاه ، من الواضح أن محركات الحفر الصاخبة توفر مزايا كبيرة ، لا سيما في تطبيقات الحفر الاتجاهية والتطبيقات الأفقية.
خاتمة
أ يعد محرك الحفر في Downhole أداة أساسية في عمليات الحفر الحديثة ، وخاصة للحفر الاتجاهي والأفقي. من خلال استخدام سائل الحفر (الطين) لتوليد حركة الدوران ، تعزز هذه المحركات كفاءة الحفر ، وتحسين دقة حفرة البئر ، وتقليل الإجهاد الميكانيكي على سلسلة الحفر.
مع التقدم في تكنولوجيا المحركات الطينية ، يمكن الآن لتحقيق دقة أكبر في حفرة البئر ، وزيادة معدل الاختراق (ROP) ، وتحسين أداء الحفر بشكل عام. مع استمرار تطور صناعة النفط والغاز ، سيصبح دور محركات الحفر الصاخبة أكثر أهمية.
الأسئلة الشائعة
1. ما هي الوظيفة الأساسية لمحرك الحفر الصاخب؟
يحول محرك الحفر الصاخب الطاقة الهيدروليكية من سائل الحفر إلى دوران ميكانيكي لدفع بتات الحفر ، مما يتيح الحفر الاتجاهي الفعال والحفر الأفقي.
2. كيف يحسن محرك الحفر الصاخب كفاءة الحفر؟
من خلال توفير طاقة دوارة إضافية ، يزيد محرك الحفر الصاخب من معدل الاختراق (ROP) ، ويقلل من التآكل على سلسلة الحفر ، ويسمح بالتنقل الدقيق لحفار البئر.
3. ما هي المكونات الرئيسية لمحرك الحفر الصاخب؟
يتكون محرك الحفر الصاخب من قسم تجميع تفريغ ، ومحرك (الدوار والثابت) ، وعمود كاردان ، ورملة الإرسال.
4. ما هي فوائد استخدام محرك الحفر الصاخب على الحفر الدوارة التقليدية؟
تحكم اتجاهي أفضل
ناتج عزم الدوران الأعلى
انخفاض الإجهاد الميكانيكي
تحسين سرعة الحفر
5. هل يمكن استخدام محرك الحفر الصاخب في جميع أنواع الحفر؟
على الرغم من أن محركات الحفر الصاخبة مثالية للحفر الاتجاهية والأفقية ، إلا أنها قد لا تكون ضرورية لعمليات الحفر الرأسية البسيطة.
