В нефтегазовой отрасли, Двигатели скважины играют решающую роль в направленных и горизонтальных буровых операциях. Эти двигатели обеспечивают необходимый крутящий момент и вращение для бита сверла, что позволяет получить точную навигацию из скважины. С растущей сложностью буровых операций спрос на высокопроизводительные буровые двигатели скважины значительно выросли.
В этой статье исследуются основы бурения скважины, принципы работы бурового двигателя в скважине, его ключевые компоненты и его преимущества по сравнению с обычными методами бурения роторного бурения. К концу этой статьи вы получите всеобъемлющее понимание того, как работают эти двигатели, их преимущества и их роль в современных методах бурения.
Что такое бурение в скважине?
Суденевое бурение относится к процессу бурения скважины в подповерхность Земли для извлечения нефти, газа или других ресурсов. В отличие от традиционного вертикального бурения, бурение в скважине часто включает в себя передовые методы, такие как направленное бурение, горизонтальное бурение и расширенное бурение (ERD) для доступа к резервуарам, которые не находятся прямо под буровой установкой.
Типы скважины
Вертикальное бурение - самая простая форма, где скважина просверлен прямо вниз.
Направленное бурение - позволяет скважине отклоняться от вертикального пути достичь определенной цели.
Горизонтальное бурение - Wellbore поворачивается горизонтально внутри резервуара, чтобы максимизировать контакт с образованием.
Многостороннее бурение - многосторонние полезные велосипеды из одной основной скважины, увеличивая доступ к водохранилищам.
В современных операциях на бурении двигатели для буровых отверстий необходимы для достижения точного размещения скважины, особенно в приложениях направленного и горизонтального бурения.
Что такое буровой мотор в скважине?
Скляный двигатель, также известный как мотор с грязи, представляет собой положительный двигатель смещения (PDM), используемый в операциях бурения для обеспечения вращательной мощности для бурового бита. Этот инструмент расположен в сборе нижнего отверстия (BHA) и питается потоком буровой жидкости (грязь).
Рабочий принцип бурового двигателя.
Основной принцип работы бурового двигателя в скважине заключается в следующем:
Бурная жидкость (грязь) течет через двигатель, создавая гидравлическую энергию.
Эта энергия преобразуется в механическое вращение через внутренние компоненты двигателя.
Ротор и статор внутри двигателя генерируют вращательную силу.
Эта сила передается на бурильный бит через вал кардана и вал трансмиссии.
Эта система позволяет буровому биту вращаться независимо от бурильной струны, что делает его высокоэффективным для направленного бурения и горизонтального бурения.
Преимущества использования бурового двигателя в скважине
Повышает эффективность бурения -обеспечивает дополнительную роторную мощность, уменьшая необходимость в вращении поверхностного управления.
Включает направленное бурение - обеспечивает лучшую навигацию для скважины с точным управлением.
Уменьшает износ на бурильной струне - сводит к минимуму упряное напряжение на бурильной трубе.
Улучшает скорость бурения - повышает скорость проникновения (ROP), обеспечивая непрерывное вращение.
Компоненты скважина
Двигатель бурового отверждения состоит из нескольких ключевых компонентов, каждый из которых играет решающую роль в своей работе. Ниже приведены основные части бурового двигателя в скважине и их функции.
Сборка сбрасывания
Секция сборки дампа отвечает за управление потоком буровой жидкости внутри двигателя. Он обеспечивает плавную циркуляцию буровой грязи, что необходимо для охлаждения и смазывания двигателя при передаче гидравлической мощности.
Ключевые функции:
Управляет входом и выходом буровой жидкости.
Предотвращает чрезмерное наращивание давления.
Обеспечивает эффективную моторную производительность.
Мотор
Мотор является сердцем бурового двигателя скважины и состоит из ротора и статора. Взаимодействие между этими компонентами генерирует вращательное движение, необходимое для управления буровым битом.
Ротор-металлический компонент спиральной формы, который вращается внутри статора.
Статор-корпус с резиновой подкладкой, который позволяет ротору генерировать крутящий момент.
Эта конструкция двигателя с положительным смещением (PDM) позволяет эффективно преобразовать энергию от гидравлической мощности в механическое вращение.
Кардан вал
Карданский вал является важным компонентом, который соединяет двигатель к валу трансмиссии. Это помогает в передаче вращательного движения, компенсируя смещение между ротором и выходным валом.
Ключевые функции:
Позволяет плавной передаче крутящего момента.
Уменьшает механическое напряжение на других моторных компонентах.
Улучшает общую долговечность двигателя.
Вал трансмиссии
Вал трансмиссии - это последняя связь, которая передает крутящий момент от вала кардана в бурильный бит. Этот вал гарантирует, что вращательная сила, генерируемая путем бурового двигателя, эффективно доставляется в нижнюю часть скважины.
Ключевые функции:
Непосредственно приводит к вращению бурового бита.
Обеспечивает стабильную передачу крутящего момента.
Повышает точность бурения.
Сравнение скважинных буровых двигателей
Различные типы буровых двигателей в скважине используются на основе условий бурения и требований к производительности. Ниже приведено сравнение роторного бурения с бурением с грязевым двигателем:
| Особенность |
вращательного бурения |
Судливого бурового двигателя |
| Источник питания |
Поверхностное вращение |
Гидравлическая энергия от буровой грязи |
| Направленное управление |
Ограничен |
Отличный |
| Выход крутящего момента |
Ниже |
Выше |
| Носить на бурильной струне |
Высокий |
Уменьшенный |
| Скорость проникновения (ROP) |
Умеренный |
Высокий |
| Пригодность для жестких формирования |
Менее эффективно |
Более эффективно |
Из приведенной выше таблицы становится ясно, что буровые двигатели обеспечивают значительные преимущества, особенно в направленном бурении и горизонтальном бурении.
Заключение
А Двигатель бурового отверждения является важным инструментом в современных операциях бурения, особенно для направленного и горизонтального бурения. Используя буровую жидкость (грязь) для генерации вращательного движения, эти двигатели повышают эффективность бурения, повышают точность скважины и уменьшают механическое напряжение на бурильной струне.
Благодаря достижениям в области технологий Mud Motor, бурильщики теперь могут достичь большей точности скважины, повышения скорости проникновения (ROP) и улучшения общей производительности бурения. Поскольку нефтегазовая отрасль продолжает развиваться, роль скважины буровых двигателей станет только более критичной.
Часто задаваемые вопросы
1. Какова основная функция бурового двигателя в скважине?
Склятый двигатель преобразует гидравлическую энергию из буровой жидкости в механическое вращение, чтобы управлять буровым битом, что позволяет эффективному направленному бурению и горизонтальному бурению.
2. Как скважинный буровой двигатель повышает эффективность бурения?
Обеспечивая дополнительную вращающуюся мощность, буровой двигатель в скважине увеличивает скорость проникновения (ROP), уменьшает износ на буровой струне и позволяет точно навигацию на скважине.
3. Каковы ключевые компоненты бурового двигателя в скважине?
Склеочный двигатель состоит из сборочной секции дампа, двигателя (ротор и статор), вала кардана и вала трансмиссии.
4. Каковы преимущества использования бурового двигателя в традиционном бурении с традиционным вращением?
Лучший направленный контроль
Более высокий крутящий момент
Снижение механического напряжения
Улучшенная скорость бурения
5. Можно ли использовать буровой двигатель в скважине во всех типах бурения?
В то время как буровые двигатели в скважине идеально подходят для направленного и горизонтального бурения, они могут не понадобиться для простых вертикальных буровых операций.
