Стандартная конструкция/использование забойных двигателей

Генерал буровой двигатель конструкция включает верхний шарнир, соединяющий забойный двигатель с бурильной колонной;силовая часть, состоящая из ротора и статора;передаточная часть, в которой используется универсальный шарнир постоянной скорости для передачи эксцентричной мощности от ротора к буровому долоту в виде концентрической мощности;защита Подшипниковые узлы, защищающие инструмент от донного давления и донного давления;и нижние переводники, которые соединяют забойный двигатель с буровым долотом.

Когда буровое долото достигает дна и двигатель работает эффективно, давление в системе жидкости может значительно возрасти. Это вызвано ограничением внутри двигателя, называемым «выпадением».Если этот перепад давления слишком велик, двигатель может заглохнуть, что означает, что долото перестало вращаться, что может привести к серьезному повреждению внутренней поверхности статора.Забойные двигатели описываются количеством ступеней, соотношением лепестков и внешним диаметром. Количество ступеней — это количество полных оборотов статора от одного конца до другого, а соотношение лепестков — это отношение количества лепестков на статора к количеству лепестков на роторе (у статора всегда на один лепесток больше, чем у ротора). Чем больше ступеней, тем мощнее двигатель.Большее количество кулачков означает более высокий выходной крутящий момент (для данного перепада давления), а меньшее количество кулачков означает, что создается меньший крутящий момент, но долото вращается быстрее.

Рабочие параметры включают скорость потока, скорость долота и крутящий момент. Соотношение между геометрией ротора и статора определяет скорость и крутящий момент. Скорость прямо пропорциональна расходу, а крутящий момент прямо пропорционален падению давления при протекании жидкости через двигатель. Чем больше лепестков , тем выше крутящий момент и ниже обороты.Использование забойных двигателей во многом зависит от финансовой эффективности.В прямых вертикальных скважинах забойный двигатель можно использовать только для увеличения скорости проходки (МСП) или для сведения к минимуму эрозии и износа бурильной колонны, поскольку бурильной колонне не нужно вращаться с такой скоростью.Основное назначение забойного двигателя – бурение направленных скважин.Хотя для направления бурового долота в нужную целевую область можно использовать и другие методы, они требуют больше времени и увеличивают стоимость бурения.Забойные двигатели можно настроить на изгиб, используя различные настройки самого двигателя. Типичный забойный двигатель можно изменить от 0 до 4 градусов с примерно шестью приращениями отклонения на градус изгиба.Величина гибкости определяется скоростью подъема, необходимой для достижения целевой области.Используя инструменты измерения во время бурения (MWD), установки наклонно-направленного бурения могут направлять буровое долото в желаемую целевую область.Для бурения тройников используется управляемый двигатель.При бурении отклоненных точек важно избегать бурения мягких пород непосредственно под твердыми породами.В твердых абразивных породах высокие боковые силы при отклонении скважины могут вызвать сильный износ хвостовика долота. В идеале тройник следует выбирать в неабразивной однородной породе.

Преимущества

• Чрезвычайно твердые породы можно бурить с помощью двигателя с использованием алмазных или поликристаллических алмазных компактных (PDC) долот.

• Благодаря высокой скорости вращения достигается высокая скорость проходки.

• Циклы сверления будут разрешены независимо от мощности или крутящего момента двигателя.

Основные недостатки применения на нефтяных месторождениях

Статор PCPD является основной частью насоса и обычно покрыт эластомером.Большинство отказов насосов PCPD связано с этим эластомерным компонентом.Однако условия эксплуатации и окружающая среда не должны ухудшать или вызывать механические повреждения эластомерных компонентов в течение срока службы оборудования.К сожалению, в промышленности нет эластомеров, которые могли бы служить дольше, противостоять абразивным жидкостям и твердым веществам и выдерживать деформации при рабочих температурах. Наиболее распространенными сортами эластомеров, используемых для этого применения, являются марки NBR (нитрил-бутадиен-каучук или акрилонитрил-бутадиен-каучук), которые имеют посредственные свойства. Определенно существует потребность в улучшенных эластомерных смесях для достижения областей, в настоящее время недоступных для PCPD, и для увеличения срока службы существующих продуктов.

1. Битовые скорости могут быть очень высокими, потому что такой выбор битов имеет значение. Высокие скорости могут ограничивать использование определенных типов битов.

2. Могут потребоваться специальные требования к насосу, поскольку для поддержания правильной и эффективной работы двигателя могут потребоваться определенные значения давления и расхода.

3. При использовании для управления направлением скважинный узел может быть длинным, что может занять некоторое время для сборки на полу буровой.

4. Забойные двигатели могут быть чувствительны к загрязнениям. Это означает, что определенные типы буровых растворов или добавок могут повредить двигатель или снизить его производительность.Как упоминалось выше, одним конкретным примером является использование бурового раствора на нефтяной основе с забойным двигателем.Со временем масло может повредить эластомеры и уплотнения в двигателе.