Если успех вашей кампании по бурению может зависеть от одного решения, то это следующее: какому производителю забойных двигателей вы будете доверять, когда долото встретится с породой? Полевые данные показывают, что непроизводительное время (NPT), связанное с двигателем, может занимать 10–30% от общего NPT направленного бурения, однако большую часть этого времени можно предотвратить с помощью лучшего проектирования, более строгого контроля качества и более разумной поддержки. На рынке, где отказ инструмента на высоте 14 000 футов может привести к шестизначным последствиям за один день, ставки очень высоки, а различия между поставщиками напрямую отражаются на скорости проходки (ROP), управлении направлением и стоимости за фут.

В этой статье рассматриваются критерии высокого воздействия, которые отличают хорошего производителя забойных двигателей от рискованного. Проблема, с которой сталкиваются многие операторы, заключается не в отсутствии выбора; он устраняет претензии, чтобы определить, кто последовательно обеспечивает долговечность силовой секции, целостность пакета подшипников, крутящий момент на долоте в суровых условиях бурового раствора, а также анализ после запуска, который фактически улучшает следующий запуск.

В этом посте вы узнаете, как оценить технические возможности проектирования, надежность и эксплуатационные характеристики, методы производства и контроля качества, зрелость обслуживания и поддержки, устойчивость цепочки поставок и совместимость экосистемы.

Ключевой вывод

• Выбирайте производителя забойного двигателя, основываясь на поддающихся проверке эксплуатационных характеристиках (время безотказной работы, наработка до отказа, стабильность крутящего момента при долоте), надежном проектировании (конструкция силовой части, химический состав эластомера, конструкция пакета подшипников), сертифицированном качестве производства (API Q1/ISO 9001, отслеживаемость), высоком уровне обслуживания и аналитики (моделирование перед запуском, анализ отказов после запуска), стабильных поставках и сроках поставки, а также полной совместимости с вашей экосистемой MWD/LWD и BHA.

• Требуйте данные, а не только демонстрации: запрашивайте статистику производительности для конкретного бассейна, анализ видов и последствий отказов (FMEA), а также отчеты об испытаниях сторонних производителей.

• Оптимизируйте совокупную стоимость владения (TCO), а не дневную ставку: надежные двигатели с постоянным крутящим моментом и меньшим NPT обычно превосходят более низкие цены.

Технические и дизайнерские возможности

Хороший производитель забойных двигателей начинается с отличного проектирования. Сердцем производительности является силовая секция, за которой следуют пакет подшипников, трансмиссия и корпус регулируемого изгиба. Вот что стоит оценить:

• Конструкция силовой части:

• Геометрия ротора-статора: большее количество лепестков может обеспечить более высокий крутящий момент при более низких оборотах, что позволяет бурить более твердые породы, но также требует точной подгонки эластомера во избежание проскальзывания и остановки.

• Химический состав эластомеров: улучшенный HNBR или запатентованные высокотемпературные эластомеры продлевают срок службы бурового раствора на нефтяной основе (OBM) и бурового раствора на синтетической основе (SBM) с содержанием ароматических веществ и высоких забойных температур (BHT). Ищите поставщиков, которые проверяют кривые набухания эластомеров в зависимости от химического состава бурового раствора.

• Кривая падения давления в зависимости от крутящего момента: линейная и предсказуемая реакция крутящего момента во всем рабочем диапазоне расхода улучшает управление направлением и снижает вероятность остановок.

• Пакет подшипников и конструкция трансмиссии:

• Радиальная/осевая нагрузка: оцените динамическую нагрузку пакета подшипников и стратегию смазки. Подшипники с грязевой смазкой прочны и просты; Подшипники с масляным уплотнением могут обеспечить меньшее трение и более низкую температуру работы, но требуют герметичности уплотнения.

• Снижение ударов/вибраций: некоторые производители включают в себя демпферы крутильных колебаний или осевые амортизаторы, чтобы уменьшить передачу скачкообразных движений на долото и MWD.

• Регулируемый изгиб и металлургия корпуса:

• Повторяемость геометрии. Жесткие допуски на углы изгиба (например, 0,5°–3,0°) с использованием проверенных концевых мер или калиброванных настроек обеспечивают постоянную скорость сборки.

• Материалы: Металлургия, способная работать в кислых средах (соответствующая требованиям NACE MR0175/ISO 15156), и оптимизированная термическая обработка имеют решающее значение в средах с H2S/CO2.

• Инструменты моделирования производительности:

• Моделирование скважинной гидравлики/моментного момента: лучшие поставщики предоставляют модели перед запуском, которые оценивают крутящий момент на долоте, перепад давления и прогнозируемую скорость проходки в запланированном диапазоне расхода и нагрузки на рабочую массу.

• Моделирование вибрации: инструменты прогнозирования поперечной и крутильной вибрации снижают риск перед сборкой КНБК.

Что спросить у потенциального производителя забойных двигателей:

• Предоставьте кривые крутящего момента, скорости и давления для каждой силовой секции при ожидаемом весе, вязкости и температуре бурового раствора.

• Какие варианты эластомеров доступны и какова их эффективность в вашей системе бурового раствора?

• Могут ли они поддерживать специальные посадки статора для высокотемпературного расширения или рассолов с низкой смазывающей способностью?

• Предлагают ли они высокоскоростные двигатели для долот PDC, требующих более высоких оборотов в минуту, а также варианты с низкой скоростью и высоким крутящим моментом для твердых пород?

Технические красные флажки:

• Общие заявления о производительности, не относящиеся к конкретному бассейну.

• Отсутствие документально подтвержденных характеристик по температуре и химическому составу бурового раствора.

• Невозможность отрегулировать посадку статора или рекомендовать оптимальные уставки расхода/перепада давления.

Надежность и производительность в полевых условиях

Производительность в полевых условиях – это серьезное испытание. Опытный производитель забойных двигателей будет публиковать (или, по крайней мере, публиковать в соответствии с соглашением о неразглашении) показатели производительности по бассейнам и приложениям.

Ключевые показатели для сравнения:

• Среднее время наработки на отказ (MTBF): выражается в часах или пробегах; лучшие в своем классе двигатели часто превышают 400–600 часов на сланцевых горизонталях с РУО. В горячих абразивных пластах реалистичным ориентиром может быть 200–350 часов.

• Наработка до отказа (RTF): Стабильность всех циклов указывает на последовательную практику производства и обслуживания.

• Средний перепад давления и стабильность крутящего момента на долоте. Двигатели, поддерживающие крутящий момент без чрезмерных остановок, снижают вероятность повреждения долота и удерживают КНБК на целевом уровне.

• Средняя скорость проходки и проходимость за проход: нормализуйте по формации, типу долота, типу бурового раствора и траектории (начальный отрыв, кривая, боковая часть).

• Распределение видов отказов: основные причины должны быть видимыми (например, деградация эластомера, вымывание подшипников, износ ротора, истирание соединений) и отслеживаться с течением времени.

• Процент NPT, связанный с проблемами двигателя: Лучшие поставщики могут продемонстрировать однозначный вклад NPT в аналогичных скважинах.

Производство и контроль качества

Производственная дисциплина глубоко влияет на надежность. Тщательно изучите систему качества производителя забойного двигателя, отслеживаемость компонентов и строгость испытаний.

Сертификаты и системы:

• API Q1 и ISO 9001: указывают на зрелость процесса. Запросите объем, даты аудита и любые серьезные несоответствия.

• Отслеживание материала: номера плавок отслеживаются от ковки до готовой сборки, с сохранением сертификатов проката и механических свойств.

• Аналитика СМК: Статистический контроль процесса (SPC) по критическим размерам (внутренний диаметр статора, внешний диаметр ротора, шлицевая посадка, канавки уплотнения).

Критические производственные проверки:

• Качество поверхности ротора и однородность покрытия: влияет на износ и совместимость эластомеров.

• Целостность соединения статора: испытание на адгезию и неразрушающий контроль (например, ультразвуковой) для обнаружения пустот.

• Крутящий момент, преднатяг и чистота узла подшипникового узла. Загрязнение частицами может быть фатальным; Идеально подходят сборочные помещения, подобные чистым помещениям.

• Измерение соединений: датчики соединений API и цифровые журналы проверок для предотвращения истирания и вымывания.

Тестирование и проверка:

• Стендовые испытания под давлением и крутящим моментом. Каждый двигатель должен быть испытан под давлением при номинальном перепаде давления или выше; образцы должны быть проверены на крутящий момент во всем рабочем диапазоне.

• Циклы высокотемпературного обжига для проверки эластомеров.

• Полная проверка цикла потока после серьезных изменений в конструкции.

Сервис и поддержка

Сервисная организация производителя забойного двигателя часто решает, будет ли хорошая конструкция успешно эксплуатироваться. Оценивать:

Предварительное проектирование:

• Обзор программы по буровому раствору: рекомендации по выбору эластомера, посадке статора, заданным значениям расхода и перепада давления, а также целевым показателям контроля твердых частиц.

• Оптимизация конструкции КНБК: Совместная работа над углом изгиба, размещением стабилизатора, совместимостью долот и размещением телеметрии.

• Реестр рисков: Определите опасности (зоны HTHP, потери циркуляции, абразивные пески) с помощью планов действий в чрезвычайных ситуациях.

Выездное обслуживание:

• Специалисты по вызову: круглосуточная техническая поддержка во время критических поворотов или при резком повышении вибрации.

• Готовность инструмента: двигатели поставляются с сертификатами испытаний под давлением, крутящими моментами свинчивания, размерами и проверкой угла изгиба.

• Запасные части и возможность замены: быстрое решение непредвиденных проблем без задержки операций по закапыванию скважины или КНБК.

Пост-аналитика:

• Графики производительности при протягивании: перепад давления в зависимости от времени, случаи остановки, температурное воздействие, показатели управления торцом инструмента.

• Анализ отказов: анализ первопричин (RCA) с доказательствами (металлургические фотографии, поперечные сечения эластомеров) и предупреждающими действиями.

• Постоянное совершенствование: отслеживание тенденций во всем вашем автопарке; ежеквартальные технические обзоры с практическими изменениями.

Поставка и время выполнения

Доступность – это стратегия. Даже самый лучший мотор не поможет, если он прибудет с опозданием на неделю.

Стратегия инвентаризации:

• Местный склад: региональные сервисные центры с используемыми вами размерами (например, 4,75 дюйма, 6,75 дюйма, 8 дюймов, 9,625 дюйма).

• Варианты силовой части: высокотемпературные эластомеры, варианты с высоким крутящим моментом/низкой скоростью и высокой скоростью доступны в короткие сроки.

• Варианты аренды или покупки: гибкие модели в зависимости от продолжительности кампании.

Показатели времени выполнения:

• Среднее время выполнения стандартных моторов: часто 2–10 дней в зависимости от бассейна и индивидуальной настройки.

• Ускоренные варианты: может ли производитель забойных двигателей осуществить доставку в течение 24–72 часов в экстренных случаях?

• Запасные мощности: свидетельство наличия резервных запасов в пиковые сезоны.

Логистика и соблюдение требований:

• Экспортный контроль и таможня: опыт международных перевозок с правильной классификацией и оформлением документов.

• Соответствие требованиям HSE: правильное обращение с подшипниковыми узлами с масляным уплотнением и испытания под давлением в пункте назначения.

Совместимость и экосистема

Ваш двигатель настолько хорош, насколько хороша КНБК, в которой он установлен. Оцените, как производитель забойного двигателя интегрируется с вашим более широким набором инструментов.

Механическая и эксплуатационная совместимость:

• Муфты MWD/LWD: проверьте типы соединений, диапазоны крутящих моментов свинчивания и расчетные длины в соответствии с вашими телеметрическими данными.

• Совместимость долот: убедитесь, что кривая мощности двигателя соответствует агрессивности долота и желаемой частоте вращения долота. Для PDC, добываемых в сланцах, высокоскоростные двигатели могут обеспечить наилучшую скорость проходки; в случае карбонатов двигатели с высоким крутящим моментом предотвращают остановку.

• Автоматизация бурения. Качество сигнала, совместимое с телеметрией, и предсказуемость крутящего момента имеют решающее значение для автоматического управления нагрузкой на долото и частотой вращения.

Заключение

Выбор Производство забойных двигателей — это инженерное и коммерческое решение, требующее высоких ставок. Сосредоточьтесь на проверяемой производительности вашего бассейна, надежной силовой части и разработке эластомеров, дисциплинированном производстве и обеспечении контроля качества, упреждающем обслуживании и аналитике, устойчивых цепочках поставок и безупречной совместимости с вашей КНБК и системами обработки данных. Используйте структурированное сравнение на основе данных и пилотную программу для проверки утверждений. Правильный партнер не только уменьшит NPT, связанный с двигателем, но и обеспечит более высокую скорость проходки, лучшее управление направлением и более низкую стоимость за фут в рамках вашей программы бурения.

Часто задаваемые вопросы

Всегда ли двигатели с более высокими лепестками лучше?

Не всегда. Большее количество лепестков может обеспечить больший крутящий момент при более низких оборотах, что полезно при работе с твердыми пластами, но может быть более чувствительным к посадке эластомера, температуре и химическому составу бурового раствора.

Насколько важна сертификация качества?

Управление и отслеживание процесса обработки сигналов API Q1 и ISO 9001. Их самих по себе недостаточно, но их отсутствие — это красный флаг.

Может ли неправильный двигатель увеличить стоимость долота?

Да. Непостоянный крутящий момент и частые остановки повреждают резцы PDC и сокращают срок службы долота. Правый двигатель увеличивает проход долота и стабилизирует поверхность инструмента.