Öljy- ja kaasuteollisuudessa Alareikämoottoreilla on ratkaiseva rooli poraustoiminnassa muuttamalla hydraulinen energia mekaaniseen kiertoon, mikä mahdollistaa korkean suorituskyvyn porauksen haastavissa maanpinnan olosuhteissa. Nämä moottorit, ensisijaisesti positiiviset siirtymämoottorit (PDM) tai progressiiviset onteloottomat (PCM), luottavat elastomeerisiin statoreihin toimimaan tehokkaasti.
Elastomeerit ovat välttämättömiä alakereiän motorisissa sovelluksissa johtuen niiden kyvystä kestää äärimmäisiä lämpötiloja, aggressiivisia porausnesteitä ja mekaanisia rasituksia. Ilman elastomeerejä, alamäki moottorit kokeisivat nopeita epäonnistumisia, vähentämällä poraustehokkuutta ja lisäävät toimintakustannuksia. Tässä artikkelissa tutkitaan elastomeerien perusominaisuuksia, niiden roolia alareikä -moottorin vikojen lieventämisessä ja niiden levittämisessä porauksen suorituskyvyn optimoinnissa.
Elastomeerien perustavanlaatuiset ominaisuudet ja luokittelu
Elastomeerit ovat luokka polymeerejä, joilla on kumimainen joustavuus ja joustavuus. Heidän kykynsä muodonmuutos stressissä ja palata alkuperäiseen muotoonsa tekevät niistä ihanteellisia alakereiän moottorisovelluksiin. Joitakin elastomeerien keskeisiä ominaisuuksia ovat:
Korkea joustavuus ja joustavuus - välttämätöntä tiivistymisen eheyden ylläpitämiseksi.
Lämpötilan vaihteluiden kestävyys - ratkaisevan tärkeä stabiilisuudelle äärimmäisissä ympäristöissä.
Kemiallinen resistenssi - elintärkeä aggressiivisten porausnesteiden kestämiseksi.
Kestävyys mekaanisen stressin mukaisesti - välttämätöntä pitkittyneelle käytölle alareolimoottoreissa.
Alastomeerien luokittelu, jota käytetään alaosassa
Alkupolun motorisissa sovelluksissa käytetyt elastomeerit luokitellaan niiden kemiallisen koostumuksen ja suorituskykyominaisuuksien perusteella:
| Elastomeer -tyyppiset |
avainominaisuudet |
Tyypilliset sovellukset alakerrolotoreissa |
| Nitriilikumit (nbr) |
Hyvä öljyn ja polttoaineen kestävyys, kohtalainen lämpötila |
Tavalliset alareikämoottorin stattorit ja tiivisteet |
| Hydratettu nitriilikumit (HNBR) |
Parannettu lämpö- ja kemiallinen resistenssi verrattuna NBR: ään |
Suorituskykyiset alamäki moottorit ankarissa ympäristöissä |
| Fluoroelastomeerit (FKM/Viton) |
Erinomainen lämpö- ja kemiallinen kestävyys |
Käytetään korkean lämpötilan porausoperaatioissa |
| Etyleenipropeeni -dieenimonomeeri (EPDM) |
Hyvä vastus vedelle ja höyrylle, rajoitettu öljynkestävyys |
Erikois tiivistyssovellukset alareikämoottoreissa |
Elastomeerien valinta riippuu alamäkemoottorien erityisvaatimuksista, kuten lämpötila, paine ja nesteen yhteensopivuus.
Operatiivinen ympäristö ja alamäki moottorien haasteet
Äärimmäiset alareiän olosuhteet
Alasfriin moottorit toimivat joissakin maan ankarimmista ympäristöistä. Edellytyksiin kuuluu:
Korkeat lämpötilat, jotka ylittävät 200 ° C (392 ° F) syvissä kaivoissa.
Äärimmäiset paineet, jotka saavuttavat jopa 20 000 psi korkeapaineisessa porauksessa.
Altistuminen aggressiivisille porausnesteille, jotka sisältävät hiilivetyjä, vettä ja syövyttäviä kemikaaleja.
Mekaaninen kuluminen jatkuvasta pyörimisestä, vääntömomentista ja jännityksestä.
Nämä äärimmäiset olosuhteet edellyttävät kestävien ja joustavien materiaalien, kuten elastomeerien, käyttöä luotettavan moottorin suorituskyvyn varmistamiseksi.
Alamäkemoottorien vikatilat
Ilman asianmukaisia elastomeerisiä komponentteja alamäki moottorit ovat alttiita useille vikatiloille:
Staattorin hajoaminen - Elastomeer -statorit kuluvat korkean vääntömomentin ja lämpötilan pyöräilyn vuoksi.
Tiivistealue - tiivistymisen eheyden menetys johtaa nesteen sisäänpääsyyn ja moottorin toimintahäiriöihin.
Kemiallinen hyökkäys - Poranesteet hajottavat elastomeerimateriaaleja aiheuttaen turvotusta tai halkeilua.
Väsymyshäiriö - Toistuvat stressisyklit johtavat elastomeerien hajoamiseen vähentäen moottorin käyttöikää.
Elastomeerien rooli riskien lieventämisessä
Elastomeereilla on tärkeä rooli estämisessä reikämoottorin vikojen estämisessä:
Moottorin tehokkuuden parantaminen tehokkaan staattorin roottorin vuorovaikutuksen avulla.
Tarjoamalla erinomaisia tiivistysominaisuuksia nesteen saastumisen estämiseksi.
Absorboivat mekaaniset iskut ja värähtelyt motoristen komponenttien suojaamiseksi.
Vastustavat ankaria kemikaaleja moottorin käyttöiän pidentämiseksi.
Sisällyttämällä korkean suorituskyvyn elastomeerit, alakereiän moottorit saavuttavat suuremman luotettavuuden, vähentyneen seisokkeja ja parannettua poraustehokkuutta.
Elastomeerien sovellukset alareikämoottoreissa
Elastomeer -statorit progressiivisissa onkalomoottoreissa (PCM)
Yksi elastomeerien kriittisimmistä sovelluksista alareikämoottoreissa on progressiivisissa onkalomoottoreissa (PCM). Nämä moottorit koostuvat metallisesta roottorista ja elastomeerisesta staattorista, jossa elastomeeri muodostaa onteloita, jotka sallivat nesteen liikkumisen, aiheuttaen pyörimismomentin.
Elastomeer -statorien etuja PCMS: ssä ovat:
Korkea vääntömomentti tehokkaan porauksen saavuttamiseksi.
Joustavuus roottorin väärinkäytön sijoittamiseen ja kulumisen vähentämiseen.
Parannettu tiivistymisteho jatkuvan moottorin käytön kannalta.
Kriittiset tiivistyskomponentit
Tiivisteet ovat elastomeerien toinen ratkaiseva levitys alareikämoottoreissa. Nämä komponentit varmistavat nesteen suojelemisen ja estävät sisäisten osien saastumisen.
Yleisiä elastomeerisiä hylkeitä alareikämoottoreissa ovat:
O-renkaat -Estä nestevuoto moottorivelissä.
Huulitiivisteet - Suojaa laakerit ja pyörivät akselit roskilta.
Pakkaajat ja tiivisteet -Pidä paineen eheys korkeapaineympäristöissä.
Tärinän vaimennus ja iskun imeytyminen
Porausoperaatioiden aikana alamäki moottorit kokevat merkittäviä värähtelyjä ja mekaanisia iskuja. Elastomeerit toimivat vaimennusmateriaaleina, absorboimalla nämä voimat ja estävät ennenaikaisen komponenttien vian.
Elastomeeripohjaisten vaimennusjärjestelmien tärkeimmät edut:
Vähentynyt moottorikomponenttien kuluminen pidemmän käyttöiän ajan.
Parannettu suuntaporaustarkkuus minimoimalla moottorin taipumat.
Alhaisemmat ylläpitokustannukset paranevan kestävyyden vuoksi.
Kemiallinen ja öljynkestävyys
Alkumoottoreissa käytettyjen elastomeerien on kestettävä aggressiivisia porausnesteitä, mukaan lukien:
Hiilivedyt , jotka voivat aiheuttaa turvotusta tai hajoamista.
Vesipohjaiset ja synteettiset porausmutat, jotka voivat reagoida elastomeerien kanssa.
Korkeasti suolaiset suolat , jotka voivat nopeuttaa materiaalin hajoamista.
Näiden haasteiden ratkaisemiseksi edistyneitä elastomeerimuotoja, kuten HNBR ja FKM
Johtopäätös
Elastomeerit ovat välttämättömiä Alareikämoottorit , jotka tarjoavat välttämättömiä ominaisuuksia, kuten joustavuus, kestävyys ja kemiallinen vastus. Niiden sovellukset progressiivisen ontelomoottorin (PCM) statorit, tiivistyskomponentit, tärinänvaimennus ja kemiallinen vastus varmistavat luotettavan moottorin suorituskyvyn äärimmäisissä porausympäristöissä.
Oikean elastomeerimateriaalin valitseminen on kriittistä moottorin pitkäikäisyyden optimoimiseksi, epäonnistumisasteiden vähentämiseksi ja poraustehokkuuden parantamiseksi. Kun öljy- ja kaasuteollisuus jatkaa poraustekniikan rajoja, elastomeerien formulaatioiden edistymisellä on avainasemassa alan reikämoottorin suorituskyvyn parantamisessa.
Faqit
1. Miksi elastomeerejä käytetään alareikämoottoreissa?
Elastomeerit tarjoavat joustavuutta, kemiallista kestävyyttä ja kestävyyttä alakereiän moottorikomponentteihin, mikä varmistaa tehokkaan käytön ankarissa porausympäristöissä.
2. Mikä on yleisin elastomeeri, jota käytetään reikämoottorikouluissa?
Nitriilikumia (NBR) ja hydrattuja nitriilikumia (HNBR) käytetään yleisesti niiden erinomaisen öljynkestävyyden ja mekaanisten ominaisuuksien vuoksi.
3. Kuinka elastomeerit parantavat alakerretusmoottorien käyttöikää?
Elastomeerit parantavat tiivistyskykyä, absorboivat värähtelyjä ja kestävät kemiallista hajoamista, vähentämällä kulumisia ja pidentäen moottorin käyttöikää.
4. Mitä haasteita elastomeereihin kohdistuu alakerreimattomissa?
Äärimmäiset lämpötilat, korkeat paineet, aggressiiviset porausnesteet ja mekaaniset jännitykset voivat heikentää elastomeerejä ajan myötä.
5. Onko olemassa vaihtoehtoja elastomeereille alareikämoottoreissa?
Vaikka tutkitaan joitain korkean suorituskyvyn polymeerejä tai kompositteja, elastomeerit ovat edelleen tehokkain materiaali stallersit ja tiivisteet niiden ainutlaatuisten ominaisuuksien vuoksi.
