Nafta- ja gaasitööstuses, Allaaugumootorid mängivad puurimisoperatsioonides üliolulist rolli, muutes hüdraulilise energia mehaaniliseks pöörlemiseks, võimaldades suure jõudlusega puurimist keerulistes maa-aluste tingimustes. Need mootorid, peamiselt positiivsed nihkemootorid (PDM -id) või progressiivsed õõnsusmootorid (PCMS), sõltuvad tõhusaks toimimiseks elastomeersetele staatoritele.
Elastomeerid on olulised augu motoorses rakenduses, kuna nende võime taluda ekstreemset temperatuuri, agressiivseid puurimisvedelikke ja mehaanilisi pingeid. Ilma elastomeerideta kogeksid allaavamootorid kiireid ebaõnnestumisi, vähendades puurimise tõhusust ja suurendades tegevuskulusid. Selles artiklis uuritakse elastomeeride põhilisi omadusi, nende rolli allaavade ebaõnnestumiste leevendamisel ja nende rakendamisel puurimisvõime optimeerimisel.
Põhilised omadused ja elastomeeride klassifikatsioon
Elastomeerid on kummilaadse paindlikkuse ja vastupidavusega polümeeride klass. Nende võime stressi all deformeeruda ja algse kuju juurde naasta muudab need ideaalseks augu motoorseteks rakendusteks. Mõned elastomeeride peamised omadused hõlmavad:
Kõrge elastsus ja paindlikkus - oluline tihendamise terviklikkuse säilitamiseks.
Vastupidavus temperatuuri variatsioonidele - ülioluline stabiilsuse jaoks ekstreemses keskkonnas.
Keemiline resistentsus - oluline agressiivsete puurimisvedelike talumiseks.
Vastupidavus mehaanilise stressi all - vajalik allaava mootorites pikaajaliseks kasutamiseks.
Alla augumootorites kasutatavate elastomeeride klassifikatsioon
Downhole motoorsetes rakendustes kasutatavad elastomeerid liigitatakse nende keemiliste koostiste ja jõudluse omaduste põhjal:
| Elastomeeri tüüpi | võtmeomadused | Tüüpilised rakendused allaava mootorites |
| Nitriilkumm (NBR) | Hea õli ja kütusekindlus, mõõdukas temperatuurivõime | Standardsed augumootori staatorid ja tihendid |
| Hüdrogeenitud nitriil kumm (HNBR) | Paranenud termiline ja keemiline resistentsus võrreldes NBR -iga | Suure jõudlusega allaava mootorid karmides keskkondades |
| Fluoroelastomeerid (FKM/Viton) | Suurepärane kuumus ja keemiline vastupidavus | Kasutatakse kõrgtemperatuuriliste puurimisoperatsioonide korral |
| Etüleenpropüleenieneenmonomeer (EPDM) | Hea vastupidavus veele ja aurule, piiratud õlikindlus | Spetsiaalsed tihendusrakendused allaava mootorites |
Elastomeeride valik sõltub allaavamootorite konkreetsetest töövajadustest, nagu temperatuur, rõhk ja vedeliku ühilduvus.
Operatiivne keskkond ja alla augumootorite väljakutsed
Äärmuslikud avaaugud
Allaaugumootorid tegutsevad mõnes Maa kõige karmimas keskkonnas. Tingimused hõlmavad:
Kõrge temperatuur, mis ületab 200 ° C (392 ° F) sügavates kaevudes.
Äärmuslikud rõhud ulatuvad kõrgsurvepuurimisel kuni 20 000 psi.
Kokkupuude agressiivsete puurimisvedelikega, mis sisaldavad süsivesinike, vett ja söövitavaid kemikaale.
Mehaaniline kulumine pideva pöörlemise, pöördemomendi ja stressi korral.
Need äärmuslikud tingimused nõuavad usaldusväärse mootori jõudluse tagamiseks vastupidavaid ja vastupidavaid materjale nagu elastomeerid.
Allaavade mootorite tõrkerežiimid
Ilma korralike elastomeersete komponentideta on allaava mootorid mitmele tõrkerežiimile:
Staatori halvenemine - elastomeeri staatotorite kulub kõrge pöördemomendi ja temperatuuri tsükli tõttu.
Kihise rike - tihendi terviklikkuse kaotamine põhjustab vedeliku sissetungi ja motoorse rikke.
Keemiline rünnak - puurimisvedelikud lagundavad elastomeeri materjale, põhjustades turset või pragunemist.
Väsimusrike - korduvad stressitsüklid põhjustavad elastomeeri lagunemist, vähendades mootori eluiga.
Elastomeeride roll riskide leevendamisel
Elastomeerid mängivad olulist rolli motoorsete ebaõnnestumiste ennetamisel:
Mootori efektiivsuse suurendamine efektiivse staatori rotoorse interaktsiooni kaudu.
Paremate tihendusvõimaluste pakkumine vedeliku saastumise vältimiseks.
mehaanilised löögid ja vibratsioonid . Mootori komponentide kaitsmiseks
Karmidele kemikaalidele vastupanu motoorse tööea pikendamiseks.
Suurema jõudlusega elastomeeride kaasamisel saavutavad allaavamootorid suurema usaldusväärsuse, vähenenud seisakuid ja paremat puurimise tõhusust.
Elastomeeride rakendused alla augumootorid
Elastomeeri staatorid progressiivses õõnsusmootoris (PCMS)
Elastomeeride üks kriitilisemaid rakendusi allaavade mootorites on progressiivsed õõnsuste mootorid (PCMS). Need mootorid koosnevad metallilisest rootorist ja elastomeersest staatorist, kus elastomeer moodustab õõnsusi, mis võimaldavad vedeliku liikumist, tekitades pöörlemismomenti.
Elastomeeri staatotorite eelised PCMS -is hõlmavad järgmist:
Suure pöördemomendi väljund tõhusaks puurimiseks.
Paindlikkus rootori valesti paigutamiseks ja kulumise vähendamiseks.
Täiustatud tihendus jõudlus motoorse püsiva töö jaoks.
Kriitilised tihenduskomponendid
Pitserid on veel üks ülioluline elastomeeride rakendamine allaavade mootorites. Need komponendid tagavad vedeliku sisalduse ja takistavad sisemiste mootoriosade saastumist.
Tavalised elastomeersed pitserid allapoole augumootorid hõlmavad järgmist:
O-rõngad -vältida vedeliku leket mootoriliidetes.
Huuletihendid - kaitske laagreid ja pöörlevaid võllisid prahi eest.
Pakkijad ja tihendid -säilitage surve terviklikkus kõrgsurvekeskkonnas.
Vibratsiooni summutamine ja löögi imendumine
Puurimisoperatsioonide ajal kogevad allaavamootorid olulisi vibratsioone ja mehaanilisi šokke. Elastomeerid toimivad materjalide summutamise, nende jõudude neelamise ja enneaegse komponendi rikke vältimisel.
Elastomeeril põhinevate summutussüsteemide peamised eelised:
Vähendatud kulumine mootorikomponentidele pikema kasutuselevõtu jaoks.
Täiustatud suunapuurimise täpsus, minimeerides mootori läbipaindeid.
Madalamad hoolduskulud paranenud vastupidavuse tõttu.
Keemia- ja õliresistentsus
Alla augumootorites kasutatavad elastomeerid peavad taluma agressiivseid puurimisvedelikke, sealhulgas:
Süsivesinikud , mis võivad põhjustada turset või lagunemist.
Veepõhised ja sünteetilised puurimu linnad, mis võivad reageerida elastomeeridega.
Kõrge soolsusega soolveed , mis võivad kiirendada materjali lagunemist.
Nende väljakutsete lahendamiseks kasutatakse parema keemilise takistuse ja pikema operatiivse eluea jaoks täiustatud elastomeeri preparaate nagu HNBR ja FKM.
Järeldus
Elastomeerid on hädavajalikud Allaaugumootorid , pakkudes olulisi omadusi nagu paindlikkus, vastupidavus ja keemiline vastupidavus. Nende rakendused Progressiivse õõnsuse mootori (PCM) staatotorite, tihenduskomponentide, vibratsiooni summutamise ja keemilise vastupidavusega tagavad mootori usaldusväärse jõudluse ekstreemses puurimiskeskkonnas.
Õige elastomeeri materjali valimine on kriitilise tähtsusega mootori pikaealisuse optimeerimiseks, rikke kiiruse vähendamiseks ja puurimise tõhususe parandamiseks. Kuna nafta- ja gaasitööstus jätkab puurimistehnoloogia piire, mängivad elastomeeri preparaatide edusammud võtmerolli motoorse motoorse jõudluse suurendamisel.
KKK -d
1. Miks kasutatakse elastomeerid allaava mootorites?
Elastomeerid pakuvad mootori komponentide paindlikkust, keemilist vastupidavust ja vastupidavust, tagades tõhusa töö karmides puurimiskeskkondades.
2. Mis on kõige tavalisem elastomeeri, mida kasutatakse motoorse motoorse staatori korral?
Nitriilkummi (NBR) ja hüdrogeenitud nitriilkummi (HNBR) kasutatakse tavaliselt nende suurepäraste õliresistentsuse ja mehaaniliste omaduste tõttu.
3. Kuidas parandavad elastomeerid allaavade eluea eluiga?
Elastomeerid suurendavad tihendus jõudlust, neelavad vibratsiooni ja takistavad keemilist lagunemist, vähendades kulumist ja pikendades motoorset eluiga.
4. Millised väljakutsed seisavad elastomeerid alla augumootoritega?
Äärmuslikud temperatuurid, kõrge rõhk, agressiivsed puurimisvedelikud ja mehaanilised pinged võivad aja jooksul lagundada elastomeeri.
5. Kas on alternatiive elastomeeridele allaavade mootorites?
Kuigi uuritakse mõnda suure jõudlusega polümeeri või komposiiti, on elastomeerid nende ainulaadsete omaduste tõttu kõige tõhusamaks materjaliks staatori- ja plokkide jaoks.
