У нафтогазовій промисловості ефективність буріння відіграє вирішальну роль у зменшенні витрат та максимізації вилучення ресурсів. Одним з найважливіших інструментів, що використовуються в сучасних бурінняних операціях свердловина двигуна . Цей інструмент дозволяє спрямовувати та горизонтальне буріння, значно покращуючи ефективність. Але як саме працює двигун свердловини? Які його компоненти, і чому це настільки важливо для буріння?
Ця стаття буде поглиблений погляд на свердловині двигуни, пояснюючи їх компоненти, функціональність та значення в бурінні. Ми також проаналізуємо дані про їх ефективність порівняно з іншими технологіями буріння та обговоримо останні досягнення в галузі моторних технологій.
Що таке двигун свердловини?
Двигун свердловини, також відомий як грязьовий двигун, є позитивним двигуном переміщення (PDM), який використовується в операціях буріння для живлення свердловини незалежно від обертання свердловини. Він розміщується біля свердловини в нижній частині отвору (BHA) і в основному працює від циркуляції свердлової рідини (грязі), яка створює необхідний крутний момент і обертання.
Ключові функції двигуна свердловини:
Дозволяє на спрямоване буріння, що забезпечує точне розміщення свердловин.
Збільшує показники проникнення, скорочуючи час буріння.
Зменшує знос на свердловині, покращуючи довговічність.
Підвищує ефективність горизонтальних та розширених операцій буріння.
Типи свердловинних двигунів:
Існують різні типи двигунів свердловин, кожен з яких підходить для конкретних умов буріння:
| тип свердловини двигун | Опис | найкращого випадку |
| Двигун позитивного переміщення (PDM) | Використовує взаємодію ротор-статора для отримання механічної потужності. | Направляюче буріння, глибокі свердловини. |
| Турбінний двигун | Використовує високошвидкісні лопатки турбін для генерації крутного моменту. | Швидкошвидкісне буріння, тверді утворення. |
| Електричний свердловинний двигун | Використовує джерело електроенергії замість циркуляції грязі. | Віддалені програми для буріння, автоматизація. |
Серед них позитивні мотори переміщення (PDM) є найбільш часто використовуваними завдяки їх ефективності та адаптивності в різних середовищах буріння.
Які компоненти двигуна свердловини?
Суховий мотор складається з декількох критичних компонентів, кожен з яких відіграє певну роль у своїй функціональності. Нижче - розбиття його компонентів:
1. Розділ живлення
Розділ живлення - це серцевина двигуна свердловини і складається з ротора та статора. Ротор-це металевий вал спіральної форми, який обертається всередині статора, який виготовлений з еластомерного матеріалу. Коли свердління рідини перекачують через двигун, різниця тиску змушує ротор перетворюватися, генеруючи крутний момент.
2. Розділ передачі
Розділ трансмісії (також називається вузлом валу приводу) передає енергію обертання від секції живлення до підшипника і, зрештою, до свердловини. Це забезпечує плавну передачу потужності під час розміщення осьового та радіального руху.
3. Підшипник
Підшипник підшипника підтримує обертання свердла і поглинає осьові та радіальні навантаження. Він складається з підшипників та радіальних підшипників, які продовжують тривалість життя двигуна за рахунок зменшення зносу та забезпечення оптимальної продуктивності.
4. Корпус
Корпус пов'язаний з внутрішніми компонентами двигуна свердловини, забезпечуючи захист та структурну цілісність. Він виготовлений з високоміцної сталі, щоб витримати суворі умови буріння.
5. Обхідний клапан
Обхідний клапан дозволяє бурхливому рідині обходити двигун при необхідності, наприклад, під час операцій. Це запобігає надмірному зносу на двигуні, коли він не активно використовується.
6. Гнучкий вал або універсальний суглоб
Цей компонент дозволяє гнучкість у передачі крутного моменту, розміщуючи нерівність між секцією живлення та підшипником.
Як працює двигун свердловини?
Робота двигуна свердловини включає ряд механічних та гідравлічних процесів, які перетворюють енергію з свердлової рідини в обертальну силу для свердління.
Покроковий робочий механізм:
Кровообіга
Свердельна грязь накачується вниз по свердловині, входячи в двигун свердловини.
Рідина надходить у ділянку живлення, де вона взаємодіє з ротором і статором.
Генерація живлення
Ротор всередині статора починає обертатися через тиск і потік буріння.
Це обертання генерує механічний крутний момент, який переноситься на секцію передачі.
Передача крутного моменту
Обертання бітового свердловини
Нарешті обертальна енергія переноситься на свердло, що дозволяє йому прорізати утворення.
Біт свердла обертається незалежно від свердловини, що особливо корисно для спрямованого буріння.
Спрямовані можливості буріння
Відрегулюючи кут вигину двигуна свердловини, оператори можуть керувати свердловиною у потрібному напрямку.
Ця здатність має важливе значення для досягнення цільових резервуарів та оптимізації свердловини.
Порівняння продуктивності: Двигун свердловини проти поворотного буріння
Щоб виділити ефективність свердловинних двигунів, порівнюємо їх із звичайним поворотним бурінням у таблиці нижче
| параметр | свердловини | : |
| Швидкість проникнення | Вища через локалізовану потужність | Нижня через повне обертання рядків |
| Керування спрямованим | Відмінний | Обмежений |
| Носіть на свердловому струні | Зменшений | Вищий |
| Енергоефективність | Більш ефективний | Менш ефективний |
| Найкраще для горизонтального буріння? | Так | Ні |
З цього порівняння очевидно, що двигуни свердловин забезпечують значні переваги, особливо в напрямках та горизонтальній бурінні.
Висновок
З Двигун свердловини є важливим інструментом сучасних нафтогазових операцій. Його здатність забезпечити незалежне обертання бітового свердла в поєднанні з його спрямованим контролем робить його незамінним для горизонтального, розширеного просвердлення та спрямованого буріння.
Використовуючи бурову рідину в якості джерела живлення, двигун свердловини підвищує швидкість проникнення, зменшує зношування струн та підвищує загальну ефективність буріння. З постійним технологічним прогресом нові мотори свердловин стають більш ефективними, довговічними та пристосованими до надзвичайних умов буріння.
По мірі того, як галузь продовжує розвиватися, такі інновації, такі як розумні свердловики, моніторинг даних у режимі реального часу та електричні свердловини, ще більше підвищують продуктивність буріння. Компанії, які інвестують у ці технології, отримають користь від підвищення ефективності буріння, зменшення витрат та оптимізованого розміщення свердловин.
Поширені запитання
1. Яка основна мета двигуна свердловини?
Двигун свердловини використовується для забезпечення незалежного обертання бітового свердла, що дозволяє спрямовувати та горизонтальне свердління без обертання всієї струни свердла.
2. Як двигун свердловини відрізняється від обертової системи буріння?
На відміну від обертової системи буріння, яка потребує повного обертання струн свердла, свердловинний двигун генерує локалізоване обертання при свердловому біті, покращуючи контроль на напрямку та швидкість проникнення.
3. Які переваги використання двигуна свердловини?
Покращені ставки проникнення
Кращий керований контроль
Знижений знос на свердловині
Ефективне горизонтальне буріння
4. Які типи свердловин доступні?
Основні типи включають:
5. Як довго триває двигун свердловини?
Тривалість життя двигуна свердловини залежить від таких факторів, як умови буріння, технічне обслуговування та робочі параметри. В оптимальних умовах вони можуть тривати кілька сотень буріння годин, перш ніж вимагати обслуговування.
6. Які останні досягнення в галузі моторних технологій?
Останні інновації включають:
Розумні двигуни свердловин із датчиками даних у режимі реального часу
Високопродуктивні еластомери для підвищення міцності
Електричні свердловині двигуни для віддалених операцій
