V naftni in plinski industriji Vrtalni motorji za vrtine imajo ključno vlogo pri usmerjenih in horizontalnih vrtalnih operacijah. Ti motorji zagotavljajo potreben navor in vrtenje v vrtalni bit, kar omogoča natančno navigacijo po vrtini. Z naraščajočo zapletenostjo vrtalnih operacij je povpraševanje po visokozmogljivih vrtalnih motorjev v vratih znatno povečalo.
Ta članek raziskuje osnove vrtanja v vratih, delovna načela vrtalnega motorja, ključne sestavne dele in njegove prednosti pred običajnimi metodami vrtanja z vrtjem. Do konca tega članka boste imeli celovito razumevanje, kako delujejo ti motorji, njihove koristi in njihovo vlogo pri sodobnih tehnikah vrtanja.
Kaj je vrtanje v vrtlici?
Vrtanje v vrtinah se nanaša na postopek vrtanja vrtine v zemeljsko podzemno površino za pridobivanje nafte, plina ali drugih virov. Za razliko od tradicionalnega vertikalnega vrtanja, vrtanje v vrtinah pogosto vključuje napredne tehnike, kot so smerno vrtanje, vodoravno vrtanje in vrtanje s podaljšanim dosegom (ERD) za dostop do rezervoarjev, ki niso neposredno pod vrtalno ploščo.
Vrste vrtanja v vratih
Vertikalno vrtanje - najpreprostejša oblika, kjer se vrtina vrta naravnost navzdol.
Smerno vrtanje - omogoča, da vrtino odstopa od navpične poti, da doseže določeno tarčo.
Vodoravno vrtanje - vrtina je v rezervoarju obrnjena vodoravno, da se poveča stik s tvorbo proizvodnje.
Večstransko vrtanje - Več vrtin se odpravlja iz enega glavnega vodnjaka, kar povečuje dostop do rezervoarja.
Pri sodobnih vrtalnih operacijah so vrtalni motorji za vrtine bistveni za doseganje natančne namestitve vrtine, zlasti v usmerjenih in horizontalnih vrtalnih aplikacijah.
Kaj je vrtalni motor?
Vrtalni motor, ki je znan tudi kot blatni motor, je motor s pozitivnim premikom (PDM), ki se uporablja pri vrtalnih operacijah za zagotavljanje rotacijske energije za vrtalni bit. To orodje je nameščeno v sklopu spodnje luknje (BHA) in ga poganja pretok vrtalne tekočine (blato).
Delovno načelo vrtalnega motorja v vratih
Osnovno delovno načelo vrtalnega motorja je naslednje:
Vrtalna tekočina (blato) teče skozi motor in ustvarja hidravlično energijo.
Ta energija se pretvori v mehansko vrtenje skozi notranje komponente motorja.
Rotor in stator znotraj motorja ustvarjata rotacijsko silo.
Ta sila se prenaša na vrtalni bit prek gred Cardan in menjalnika.
Ta sistem omogoča, da se vrtalni bit vrti neodvisno od vrtalnega niza, zaradi česar je zelo učinkovit za usmerjeno vrtanje in vodoravno vrtanje.
Prednosti uporabe vrtalnega motorja v vratih
Izboljša učinkovitost vrtanja -zagotavlja dodatno rotacijsko energijo, kar zmanjšuje potrebo po površinskem rotaciji.
Omogoča smerno vrtanje - omogoča boljšo navigacijo po vrtini z natančnim nadzorom.
Zmanjša obraba na vrtalni vrvici - zmanjša torzijski stres na vrtalni cevi.
Izboljša hitrost vrtanja - poveča hitrost penetracije (ROP) z zagotavljanjem neprekinjenega vrtenja.
Sestavni deli motorja v vratih
Motor za vrtanje v dolžini je sestavljen iz več ključnih komponent, pri čemer ima vsaka ključno vlogo pri svojem delovanju. Spodaj so glavni deli vrtalnega motorja in njihove funkcije.
Oddelek za montažo
Oddelek za sestavljanje smeti je odgovoren za upravljanje pretoka vrtalne tekočine znotraj motorja. Zagotavlja gladko kroženje vrtalnega blata, ki je bistvenega pomena za hlajenje in mazanje motorja med prenašanjem hidravlične moči.
Ključne funkcije:
Nadzoruje vnos in izhod vrtalne tekočine.
Preprečuje prekomerno kopičenje tlaka.
Zagotavlja učinkovito zmogljivost motorja.
Motor
Motor je srce vrtalnega motorja za vrtino in je sestavljen iz rotorja in statorja. Interakcija med temi komponentami ustvarja rotacijsko gibanje, potrebno za pogon vrtalnika.
Rotor-kovinska komponenta s vijačno obliko, ki se vrti znotraj statorja.
Stator-ohišje z gumijastim oblogo, ki rotorju omogoča ustvarjanje navora.
Ta zasnova pozitivnega premika motorja (PDM) omogoča učinkovito pretvorbo energije iz hidravlične moči v mehansko vrtenje.
Kardanska gred
Kardanska gred je bistvena komponenta, ki povezuje motor s prenosno gredjo. Pomaga pri prenosu rotacijskega gibanja, hkrati pa kompenzira neskladje med rotorjem in izhodno gredjo.
Ključne značilnosti:
Omogoča nemoten prenos navora.
Zmanjšuje mehanski stres na drugih motoričnih komponentah.
Izboljša skupno trajnost motorja.
Menjalna gred
Prenosna gred je zadnja povezava, ki prenaša navora iz gred Cardan v vrtalnico. Ta gred zagotavlja, da se rotacijska sila, ki jo ustvari vrtalni motor v vrtinah, učinkovito dostavljena na dno vrtine.
Ključne funkcije:
Neposredno poganja vrtenje vrtanja.
Zagotavlja stabilen prenos navora.
Poveča natančnost vrtanja.
Primerjava vrtalnih motornih motorjev
Na podlagi pogojev vrtanja in zahtev glede zmogljivosti se uporabljajo različne vrste vrtalnih motorjev v vrtinah. Spodaj je primerjava vrtanja vrtljivega vrtanja in motorja z blatom:
| Vrtalno |
vrtalno vrtalno |
vrtalno vrtalno vrtanje. |
| Vir napajanja |
Površinsko usmerjeno vrtenje |
Hidravlična energija iz vrtanja blata |
| Usmerjen nadzor |
Omejena |
Odlično |
| Izhod navora |
Nižje |
Višje |
| Obraba na vrtalni vrvici |
Visok |
Zmanjšano |
| Hitrost penetracije (ROP) |
Zmerno |
Visok |
| Primernost za trde formacije |
Manj učinkovit |
Učinkovitejši |
Iz zgornje tabele je razvidno, da mototorji za vrtanje v vrtinah ponujajo velike prednosti, zlasti pri usmerjenih vrtalnih in horizontalnih vrtalnih aplikacijah.
Zaključek
A Vrtalni motor v navzdol je bistveno orodje pri sodobnih vrtalnih operacijah, zlasti za usmerjeno in vodoravno vrtanje. Z uporabo vrtalne tekočine (blata) za ustvarjanje rotacijskega gibanja ti motorji povečajo učinkovitost vrtanja, izboljšajo natančnost vrtine in zmanjšajo mehanski stres na vrtalni niz.
Z napredkom v motorični tehnologiji blata lahko vrtalniki zdaj dosežejo večjo natančnost vrtine, povečano stopnjo penetracije (ROP) in izboljšajo splošno učinkovitost vrtanja. Ko se naftna in plinska industrija še naprej razvija, bo vloga vrtalnih motorjev v vratih postala le bolj kritična.
Pogosta vprašanja
1. Kakšna je glavna funkcija vrtalnega motorja za vrtino?
Vrtalni motor spuščanja pretvori hidravlično energijo iz vrtalne tekočine v mehansko vrtenje za pogon vrtalnega bita, kar omogoča učinkovito usmerjeno vrtanje in vodoravno vrtanje.
2. Kako motorja vrtanja v dolžini izboljšuje učinkovitost vrtanja?
Z zagotavljanjem dodatne rotacijske moči, vrtalni motor spuščanja poveča hitrost penetracije (ROP), zmanjša obrabo na vrtalni vrvici in omogoča natančno navigacijo po vrtini.
3. Katere so ključne sestavine vrtalnega motorja za vdore?
Motor za vrtanje v luknji je sestavljen iz oddelka za smeti, motorja (rotor in stator), kardanske gredi in menjalniške gredi.
4. Kakšne so prednosti uporabe vrtalnega motorja za vrtino nad tradicionalnim vrtljivim vrtanjem?
5. Ali se lahko v vseh vrstah vrtanja uporabi vrtalni motor za vrtino?
Medtem ko so mototorji za vrtanje v luknji idealni za usmerjeno in vodoravno vrtanje, morda niso potrebni za preproste vertikalne vrtalne operacije.
