Në industrinë e naftës dhe gazit, Motorët e poshtëm luajnë një rol vendimtar në operacionet e shpimit duke shndërruar energjinë hidraulike në rotacion mekanik, duke bërë të mundur shpimin me performancë të lartë në kushte sfiduese nën sipërfaqe. Këta motorë, kryesisht motorët e zhvendosjes pozitive (PDM) ose motorët progresiv të zgavrës (PCMS), mbështeten në statistët elastomerikë për të funksionuar në mënyrë efikase.
Elastomerët janë thelbësorë në aplikimet e motorit të poshtëm për shkak të aftësisë së tyre për t'i bërë ballë temperaturave ekstreme, lëngjeve agresive të shpimit dhe streseve mekanike. Pa elastomerë, motorët e ulët do të pësonin dështime të shpejta, duke zvogëluar efikasitetin e shpimit dhe duke rritur kostot operacionale. Ky artikull eksploron vetitë themelore të elastomerëve, rolin e tyre në zbutjen e dështimeve të motorit të ulët dhe aplikimin e tyre në optimizimin e performancës së shpimit.
Karakteristikat themelore dhe klasifikimi i elastomerëve
Elastomerët janë një klasë e polimereve me fleksibilitet dhe rezistencë të ngjashme me gomën. Aftësia e tyre për të deformuar nën stres dhe për t'u rikthyer në formën e tyre origjinale i bën ata ideal për aplikimet e motorit të ulët. Disa veti kryesore të elastomerëve përfshijnë:
Elasticitet dhe fleksibilitet i lartë - thelbësor për ruajtjen e integritetit të vulosjes.
Rezistenca ndaj ndryshimeve të temperaturës - thelbësore për stabilitetin në mjedise ekstreme.
Rezistenca kimike - jetike për të duruar lëngjet agresive të shpimit.
Qëndrueshmëria nën stresin mekanik - e nevojshme për përdorimin e zgjatur në motorët e poshtme.
Klasifikimi i elastomerëve të përdorur në motorët e poshtme
Elastomerët e përdorur në aplikimet e motorit Downhole janë kategorizuar bazuar në përbërjen e tyre kimike dhe karakteristikat e performancës:
| të tipit elastomer |
Karakteristikat kryesore |
Aplikimet tipike në motorët e poshtme |
| Gome nitrile (NBR) |
Rezistenca e mirë e naftës dhe karburantit, aftësia e moderuar e temperaturës |
Statorët dhe vulat standarde të motorit të poshtëm |
| Gome nitrile e hidrogjenizuar (HNBR) |
Rezistencë e përmirësuar termike dhe kimike në krahasim me NBR |
Motorët me performancë të lartë në mjedise të ashpra |
| Fluoroelastomers (FKM/VITON) |
Nxehtësi e shkëlqyeshme dhe rezistencë kimike |
Përdoret në operacionet e shpimit me temperaturë të lartë |
| Etilen Propilen Monomer Dien (EPDM) |
Rezistencë e mirë ndaj ujit dhe avullit, rezistencë e kufizuar e vajit |
Aplikime specialiteti për nënshkrimin në motorët e poshtme |
Përzgjedhja e elastomerëve varet nga kërkesat specifike operacionale të motorëve të ulët, siç janë temperatura, presioni dhe pajtueshmëria e lëngjeve.
Mjedisi operacional dhe sfidat e motorëve të ulët
Kushte ekstreme të zbritjes
Motorët e Dowhhole veprojnë në disa nga mjediset më të ashpra në Tokë. Kushtet përfshijnë:
Temperaturat e larta që tejkalojnë 200 ° C (392 ° F) në puse të thella.
Presione ekstreme që arrijnë deri në 20,000 psi në shpime me presion të lartë.
Ekspozimi ndaj lëngjeve agresive të shpimit që përmbajnë hidrokarbure, ujë dhe kimikate gërryese.
Veshja mekanike dhe lot nga rrotullimi i vazhdueshëm, çift rrotullues dhe stresi.
Këto kushte ekstreme kërkojnë përdorimin e materialeve të qëndrueshme dhe elastike si elastomerët për të siguruar performancë të besueshme motorike.
Mënyrat e dështimit të motorëve të poshtme
Pa përbërës të duhur elastomerikë, motorët e poshtme janë të prirur për disa mënyra të dështimit:
Degradimi i statorit - Statorët e elastomerit veshin për shkak të çift rrotullues të lartë dhe çiklizmit të temperaturës.
Dështimi i vulës - Humbja e integritetit të vulosjes çon në hyrje të lëngjeve dhe mosfunksionim motorik.
Sulmi kimik - Lëngjet e shpimit degradojnë materialet elastomer, duke shkaktuar ënjtje ose plasaritje.
Dështimi i lodhjes - Ciklet e përsëritura të stresit çojnë në prishjen e elastomerit, duke zvogëluar jetëgjatësinë e motorit.
Roli i elastomerëve në zbutjen e rreziqeve
Elastomerët luajnë një rol jetësor në parandalimin e dështimeve të motorit në zbritje nga:
Përmirësimi i efikasitetit motorik përmes ndërveprimit efektiv të rotorit të statorit.
Sigurimi i aftësive superiore të vulosjes për të parandaluar ndotjen e lëngjeve.
Thithjet e goditjeve mekanike dhe dridhjeve për të mbrojtur përbërësit motorikë.
Duke i rezistuar kimikateve të ashpra për të zgjatur jetën operacionale motorike.
Duke përfshirë elastomerët me performancë të lartë, motorët e ulët arrijnë besueshmëri më të madhe, zvogëluar kohën e humbjes dhe përmirësimin e efikasitetit të shpimit.
Aplikimet e elastomerëve në motorët e poshtme
Statorët e Elastomerit në Motorët Progresivë të Mjetit (PCMS)
Një nga aplikimet më kritike të elastomerëve në motorët e Downhole është në Motors Progressive Cavity (PCMS). Këto motorë përbëhen nga një rotor metalik dhe një stator elastomerik, ku elastomeri formon zgavra që lejojnë lëvizjen e lëngjeve, duke gjeneruar çift rrotullues rrotullues.
Përparësitë e stafesorëve të elastomerit në PCMS përfshijnë:
Prodhimi i lartë i çift rrotullues për shpime efikase.
Fleksibiliteti për të akomoduar keqpërdorimin e rotorit dhe për të zvogëluar veshin.
Performanca e përmirësuar e vulosjes për funksionimin e qëndrueshëm të motorit.
Komponentët kritikë të nënshkrimit
Vulat janë një tjetër aplikim thelbësor i elastomerëve në motorët e poshtme. Këto përbërës sigurojnë kontrollimin e lëngjeve dhe parandalojnë ndotjen e pjesëve të brendshme të motorit.
Vulat e zakonshme elastomerike në motorët e poshtëm përfshijnë:
Unaza O- Parandaloni rrjedhjen e lëngjeve në nyjet motorike.
Vulat e buzëve - Mbroni kushinetat dhe boshtet rrotulluese nga mbeturinat.
Paketuesit dhe Gaskets -Mbani integritetin e presionit në mjediset me presion të lartë.
Lundrimi i dridhjeve dhe thithja e shokut
Gjatë operacioneve të shpimit, motorët e ulët pësojnë dridhje të konsiderueshme dhe goditje mekanike. Elastomerët veprojnë si materiale të ndotjes, duke thithur këto forca dhe duke parandaluar dështimin e parakohshëm të përbërësit.
Përfitimet kryesore të sistemeve të lagështimit të bazuara në elastomer:
Veshja e zvogëluar në përbërësit motorikë për jetën më të gjatë të shërbimit.
Saktësi e zgjeruar e shpimit të drejtimit duke minimizuar devijimet e motorit.
Kostot më të ulëta të mirëmbajtjes për shkak të qëndrueshmërisë së përmirësuar.
Rezistencë kimike dhe vaji
Elastomerët e përdorur në motorët e poshtme duhet t'i rezistojnë lëngjeve agresive të shpimit, duke përfshirë:
Hidrokarbure që mund të shkaktojnë ënjtje ose degradim.
Baltë shpimi me bazë uji dhe sintetik që mund të reagojnë me elastomerë.
Brines me kalalitet të lartë që mund të përshpejtojnë prishjen e materialit.
Për të adresuar këto sfida, formulimet e përparuara të elastomerit si HNBR dhe FKM përdoren për rezistencë kimike superiore dhe jetëgjatësi më të gjatë operacionale.
Përfundim
Elastomerët janë të domosdoshëm në Motorët poshtë , duke siguruar veti thelbësore siç janë fleksibiliteti, qëndrueshmëria dhe rezistenca kimike. Aplikimet e tyre në Statorët Progresive të Motorit të Zgavra (PCM), përbërësit e vulosjes, lagështimin e dridhjeve dhe rezistencën kimike sigurojnë performancë të besueshme motorike në mjediset ekstreme të shpimit.
Përzgjedhja e materialit të duhur elastomer është thelbësore për optimizimin e jetëgjatësisë së motorit, uljen e niveleve të dështimit dhe përmirësimin e efikasitetit të shpimit. Ndërsa industria e naftës dhe gazit vazhdon të shtyjë kufijtë e teknologjisë së shpimit, përparimet në formulimet e elastomerit do të luajnë një rol kryesor në përmirësimin e performancës motorike të poshtëm.
FAQS
1. Pse përdoren elastomerët në motorët poshtë?
Elastomerët ofrojnë fleksibilitet, rezistencë kimike dhe qëndrueshmëri ndaj përbërësve të motorëve në zbritje, duke siguruar funksionimin efikas në mjedise të ashpra shpimi.
2. Cili është elastomeri më i zakonshëm që përdoret në statistët e motorëve të ulët?
Gome nitrile (NBR) dhe gome nitrile e hidrogjenizuar (HNBR) zakonisht përdoren për shkak të rezistencës së tyre të shkëlqyeshme të vajit dhe vetive mekanike.
3. Si e përmirësojnë elastomerët jetëgjatësinë e motorëve downhole?
Elastomerët rrisin performancën e vulosjes, thithin dridhjet dhe rezistojnë ndaj degradimit kimik, zvogëlimin e konsumit dhe shtrirjen e jetës motorike.
4. Cilat sfida përballen elastomerët në motorët e poshtëm?
Temperaturat ekstreme, presionet e larta, lëngjet agresive të shpimit dhe streset mekanike mund të degradojnë elastomerët me kalimin e kohës.
5 A ka alternativa për elastomerët në motorët e ulët?
Ndërsa disa polimere ose kompozita me performancë të lartë janë eksploruar, elastomerët mbeten materiali më efektiv për statistët dhe vulat për shkak të vetive të tyre unike.
