Буровое оборудование подземный мотор

Типы буровых инструментов с погружным двигателем

Погружной буровой двигатель является важным компонентом системы вертикального бурения. Его цель - преодолеть сопротивление горных пород и грунта для создания скважины и передачи мощности бурения вниз по скважине. Среди сильных и эффективных моделей буровых двигателей на рынке сегодня есть следующие.

• Грязевые двигатели прямого привода

  Грязевой двигатель прямого привода также известен как грязевой двигатель с положительным вытеснением. Он напрямую получает мощность от бурового раствора без необходимости трансмиссии. Буровой раствор создает давление, которое приводит в движение поршень внутри двигателя. Линейное движение поршня вращает коленчатый вал, который, в свою очередь, непосредственно вращает буровой инструмент. Этот двигатель имеет простую конструкцию с меньшим количеством движущихся частей, что повышает эффективность и надежность. Однако прямой двигатель имеет ограниченный контроль крутящего момента и часто может быть подвержен воздействию свойств бурового раствора.

• Геотермальные двигатели

  Геотермальный двигатель специально разработан для геотермальных буровых работ. Он обладает высокой эффективностью использования бурового раствора или воздуха для генерации вращательной мощности. Его конструкция обеспечивает высокий крутящий момент при низких оборотах в минуту (об/мин) и одновременно противостоит высоким температурам. Двигатель может поставляться с прямым приводом или с трансмиссией мощности, обычно для более глубоких геотермальных скважин. Другие уникальные особенности, которыми может обладать геотермальный двигатель, включают конструкцию из высокопрочной стали, двойные подшипниковые опоры, многоскоростную конструкцию или возможность настройки длины. Этот двигатель очень эффективен при бурении через слои горных пород для доступа к геотермальным резервуарам энергии.

• Очистка бурового раствора в чаше

  Назначение двигателя для очистки бурового раствора в чаше - передавать мощность сборочному узлу очистки во время его использования в скважине. Он в основном используется в вертикальных и горизонтальных скважинах и требует от двигателя выполнения высоконапорной промывки. Этот двигатель изготовлен из высокопрочной стали, чтобы выдерживать суровые условия скважины. Он также оснащен редуктором, который помогает снизить скорость вращения и увеличить крутящий момент для эффективного выполнения работ. Благодаря своей особой способности выполнять очистку скважины и высокоскоростные промывки, этот двигатель позволяет сократить время и затраты на процедуры технического обслуживания скважин.

• Бестраншейные горизонтально-направленные буровые (ГНБ) двигатели

  ГНБ двигатели являются основной движущей силой бурильной колонны в подземном методе горизонтально-направленного бурения. Эта бестраншейная технология помогает прокладывать трубопроводы, кабели и другие коммуникации, сводя к минимуму нарушения поверхности. Двигатели работают с буровым раствором для создания тяги для буровой головки. ГНБ двигатели обычно изготавливаются из высокопрочных материалов, таких как сплавы или нержавеющая сталь. Они устойчивы к воздействию погодных условий и имеют высокий класс защиты IP для предотвращения повреждений от воды и пыли. Некоторые ГНБ двигатели даже поставляются со встроенными телеметрическими системами для получения обратной связи о местоположении и отслеживании в реальном времени. Эти характеристики позволяют ГНБ двигателям работать лучше и дольше в сложных условиях.

• Двигатели обратной циркуляции

  Двигатель обратной циркуляции работает так же, как грязевой двигатель, с точки зрения принципов работы и конструкции. Его отличительной особенностью является направление потока бурового раствора. Буровой раствор движется вверх, а не вниз, что создает потенциал для более высоких оборотов в минуту и более эффективной очистки скважины. Эта особенность делает двигатели обратной циркуляции очень полезными в приложениях для взрывных скважин, агрегации и обратного вращательного бурения с воздухом. Они обеспечивают превосходную очистку скважин и превосходные характеристики бурения в этих конкретных условиях бурения.

Технические характеристики и техническое обслуживание погружного бурового двигателя

Технические характеристики погружных двигателей значительно различаются в зависимости от конкретного применения, используемого бурового инструмента и геологии буримой зоны. Вот некоторые из основных характеристик, связанных с погружным двигателем:

• Выходной крутящий момент: Выходной крутящий момент погружного двигателя - это вращающая сила, которую двигатель может приложить при вращении. Обычно он измеряется в ньютон-метрах (Нм) или футо-фунтах (фут-фунт).
• Рабочая температура: Погружные двигатели должны работать в экстремальных температурных условиях. Диапазон рабочих температур указывает на минимальную и максимальную температуру, при которой двигатель может нормально функционировать без повреждений.
• Вес: Вес погружного двигателя может влиять на его производительность и эффективность бурения. Более легкие двигатели предпочтительнее для глубокого и дальнего бурения, в то время как более тяжелые двигатели могут использоваться для конкретных применений, которые требуют большего крутящего момента и мощности.
• Соединение: Тип и размер соединения для погружных двигателей важны для обеспечения правильного соединения с бурильной колонной и буровым инструментом. К распространенным типам соединений относятся квадратные, шлицевые и резьбовые.
• Гидравлическая мощность: Погружные двигатели приводятся в движение гидравлической жидкостью (обычно называемой буровым раствором), которая протекает через двигатель, чтобы генерировать крутящий момент. Гидравлическая мощность двигателя зависит от скорости потока бурового раствора и эффективности двигателя.
• Материал статора / ротора: Материалы, используемые для статора и ротора погружного двигателя, могут влиять на его долговечность и производительность. Высокопроизводительные двигатели могут использовать специальные полимеры и сплавы для оптимальной стойкости к истиранию и коррозии.

Техническое обслуживание

Хотя особенности технического обслуживания двигателя могут варьироваться в зависимости от типа, модели и производителя, некоторые общие правила обеспечивают оптимальную производительность и эффективное использование погружных буровых инструментов:

• Регулярная проверка: Регулярно проводите тщательную проверку погружного двигателя, чтобы заметить любые изменения в его работе или наличие необычных звуков, которые могут потребовать более быстрого осмотра двигателя.
• Смазка: Обеспечьте правильную смазку движущихся частей погружного двигателя, чтобы снизить износ, которому они подвергаются, и обеспечить долговечность инструмента.
• Замена изношенных деталей: Быстро заменяйте любые изношенные или поврежденные детали погружного двигателя, такие как подшипники, уплотнения или статоры, чтобы обеспечить правильную работу инструмента и предотвратить более серьезные повреждения.
• Очистка: Удаляйте любые остатки, буровой раствор или осадок, которые могли скопиться в погружном двигателе, чтобы предотвратить засорение и обеспечить оптимальную циркуляцию жидкости.
• Анализ жидкости: Если применимо, регулярно анализируйте состояние гидравлической жидкости, чтобы своевременно обнаружить загрязнения или аномальный износ и вовремя принять меры для продления срока службы погружного двигателя.
• Правильное хранение: При хранении в нерабочем состоянии храните погружной двигатель должным образом, защищая его от влаги, пыли и экстремальных температур, чтобы сохранить его характеристики и рабочие качества.

Применение погружных буровых двигателей

Несомненно, погружные буровые двигатели являются важными компонентами современных погружных буровых инструментов и имеют множество применений.

• Нефтегазовая промышленность - это первая и самая очевидная отрасль применения погружных буровых двигателей. Тем не менее, они в основном используются при бурении нефтяных и газовых скважин.
• Погружные буровые двигатели также полезны в горнодобывающей промышленности. Они в основном используются при вертикальном бурении минеральных ресурсов, таких как золото, медь, алмазы и железо, среди прочего.
• Геотермальная энергетика также использует погружные буровые двигатели для облегчения бурения геотермальных скважин.
• Кроме того, погружные буровые двигатели можно найти в сфере подземного строительства. То есть они часто используются при прокладке туннелей и в бестраншейных горизонтально-направленных буровых технологиях.
• Погружные буровые двигатели, особенно двигатели обратной циркуляции, широко распространены в водозаборной промышленности. И так же, как их используют для бурения воды, то же самое относится и к участкам подземной очистки почвы.
• Погружные буровые двигатели также имеют приложения в строительной отрасли фундаментов. Здесь они в основном используются для бурения свай большого диаметра, залитых на месте.
• Погружные буровые двигатели также можно найти в сфере горизонтально-направленного бурения (ГНБ). ГНБ предполагает бестраншейный метод прокладки трубопроводов, кабелей и других коммуникаций, и погружные буровые двигатели используются для бурения.
• Кроме того, погружной буровой двигатель может использоваться для анализа зазоров и разведки в нефтегазовой промышленности, например, в морской нефтегазовой промышленности.

Как выбрать погружной буровой инструмент

Выбор правильного погружного бурового инструмента требует тщательного учета нескольких факторов.

• Соответствие требованиям к мощности:

  Убедитесь, что мощность, генерируемая на поверхности, необходимая для работы бурового инструмента, соответствует мощности погружного двигателя. Учитывайте такие факторы, как желаемая скорость проходки (ROP), размер скважины, типы горных пород и параметры бурения. Правильно подобранный погружной двигатель максимизирует эффективность бурения.

• Совместимость системы охлаждения:

  Проверьте, соответствует ли метод охлаждения погружного двигателя температуре и свойствам бурового раствора. Убедитесь, что конструкция двигателя обеспечивает эффективный теплообмен от его компонентов к буровому раствору для регулирования температуры.

• Требования к крутящему моменту и скорости вращения:

  Сопоставьте крутящий момент и скорость вращения (об/мин) погружного двигателя с требованиями бурового инструмента. Учитывайте горные породы, выбор бурового инструмента и желаемую производительность бурения. Правильная согласованность мощности двигателя с требованиями бурового инструмента оптимизирует производительность бурения и предотвращает проблемы с оборудованием.

• Конструкционный материал:

  Выберите погружной двигатель, изготовленный из материалов, подходящих для условий бурения. Например, высокопрочные сплавы могут выдерживать нагрузки при глубоком бурении, а коррозионно-стойкие покрытия защищают от деградации жидкости. Выбор подходящих конструкционных материалов повышает долговечность и надежность двигателя.

• Стандартные соединения:

  Убедитесь, что система сцепления и соединения погружного двигателя соответствует отраслевым стандартам. Стандартные соединения обеспечивают совместимость и упрощают сборку, разборку и техническое обслуживание оборудования. Использование стандартных систем соединения обеспечивает эффективную работу и поддержку бурения.

Часто задаваемые вопросы о погружных буровых двигателях

В1: Как проходит процесс бурения с погружным двигателем?

О1: Бурение с погружным двигателем начинается с того, что верхний привод или ротор на поверхности приводит буровой инструмент в движение через бурильную колонну. При включении грязевого насоса буровой раствор поступает вниз по бурильной колонне, в двигатель, а затем в затрубное пространство вокруг скважины. Набор элементов статора с фиксированным вытеснением создает вихрь, который вращает ротор внутри двигателя. Вращение ротора приводит к вращению бурового инструмента и проникновению в пласт. Чистые шламы удерживаются буровым раствором и поднимаются на поверхность через затрубное пространство.

В2: В чем разница между ПВД и грязевым двигателем?

О2: Грязевые двигатели и двигатели с прогрессивным винтовым насосом различаются по конструкции и принципу работы. Грязевой двигатель использует буровой раствор для вращения бурового инструмента, а погружной буровой двигатель имеет независимый механизм для создания крутящего момента.

В3: Какие два основных типа двигателей используются при погружном бурении?

О3: Два основных типа двигателей, используемых для погружного бурения, - это двигатель с положительным вытеснением (ПВД) и турбинный двигатель. ПВД - это наиболее часто используемые двигатели при погружном бурении. Они используют давление бурового раствора для создания вращательной мощности. Турбинные двигатели полагаются на всю буровую мощность или могут использоваться в качестве замены ПВД в высокотемпературных или высокоскоростных приложениях.

В4: Какой погружной двигатель наиболее эффективен?

О4: Эффективность погружных буровых двигателей варьируется в зависимости от конкретных факторов, таких как конструкция, условия эксплуатации и применение. Однако в целом грязевые двигатели (двигатели с положительным вытеснением) обычно более эффективны, чем системы с поворотным бурением в традиционном бурении.