Шта ако би ?една компонента у вашем склопу на дну рупе могла да скрати време циклуса буше?а за двоцифрене проценте док истовремено побо?шава контролу правца и сма?у?е непродуктивно време? То ?е обе?а?е – и изазов – модерног мотора за нискокоп. Упркос децени?ама употребе, мотор за до?и бушотине настав?а да се изнова изналази са ве?им обртним моментом, бо?им еластомерима и паметни?ом телеметри?ом, што га чини централним за буше?е високих перформанси у уским прозорима, дугим бочним странама и абразивним формаци?ама.
Основна порука овог чланка ?е ?едноставна: мотор у бушотини оста?е примарни покретач брзине пенетраци?е (РОП) и контроле пута?е како у конвенционалним тако и у неконвенционалним бушотинама. Ме?утим, нису сви мотори створени ?еднаки, а вредност ко?у извучете зависи од разумева?а компромиса у диза?ну, квалитета компоненти и оперативних параметара.
У овом посту ?ете научити како ради мотор у бушотини, шта свака компонента доприноси перформансама, како да ускладите спецификаци?е мотора са вашом геологи?ом и ци?евима бушотине, и како да упоредите добав?аче помо?у поре?е?а заснованих на подацима.
Кеи Такеаваи
Мотор на нижо? бушотини трансформише хидрауличку енерги?у течности за буше?е у механичку ротаци?у, омогу?ава?у?и ве?и РОП и супериорну контролу смера, посебно код клизног буше?а и моторизованог РСС-а.
Оптимални избор зависи од геометри?е статора/ротора, криве обртног момента и брзине, хеми?е еластомера и интегритета склопова као што су склоп за истовар, карданско вратило и преносно вратило.
Прозори параметара во?ени подацима (проток, диференци?ални притисак, оптере?е?е битова, ВОБ, РПМ) и дигитална ди?агностика сма?у?у засто?е мотора, лом?е?е и кварове еластомера.
Нови матери?али и телеметри?а омогу?ава?у дуже стазе, ве?и просечан обртни момент и ма?е путова?а, сма?у?у?и цену по стопи и укупне дане буше?а.
Довнхоле Мотор
А довнхоле мотор ?е мотор са позитивним помера?ем (ПДМ) ко?и користи течност за буше?е за ротаци?у погонског вратила повезаног са сврдлом. Мотор се налази у склопу до?е рупе (БХА) и може се ори?ентисати са кривином за контролу смера. За разлику од само ротаци?е ротационог стола или гор?ег погона, до?и мотор производи ротаци?у сврдла независно од бро?а обрта?а буша?е жице. Ово раздва?а?е ?е велики разлог зашто модерно усмерено буше?е може да одржи висок РОП док се управ?а у строгим границама тежине.
У свом класичном облику, мотор за до?у бушотину садржи:
Снажни део (статор и ротор) ко?и претвара притисак течности у обртни момент и бро? обрта?а у минути.
Механичка веза (често карданска осовина или систем карданског зглоба) ко?а преноси ротаци?у преко сави?еног ку?ишта без превеликих напреза?а неускла?ености.
Склоп лежа?а и осовина преноса ко?и носе акси?ална и ради?ална оптере?е?а и испоручу?у обртни момент сврдлу.
Помо?не компоненте као што ?е склоп за безбедно испушта?е течности током повезива?а или када су пумпе иск?учене.
По диза?ну, нискокопски мотор успева у ситуаци?ама када:
Пут бушотине захтева често буше?е клизишта или прецизне стопе изград?е/окрета?а.
Тврдим формаци?ама ?е потребан ве?и обртни момент на нижем бро?у обрта?а да би се избегло хаба?е резача.
Дуге бочне осовине има?у користи од сма?е?а површинских обрта?а како би се ограничио замор буша?е жице.
К?учни индикатори учинка (КПИ) за мотор у дубини ук?учу?у:
Обртни момент на биту (зависан од разлике притиска у одсеку снаге).
Излазни бро? обрта?а мотора (функци?а брзине протока и геометри?е реж?а).
Обртни момент и понаша?е у засто?у (како се носи са преоптере?е?ем и како се опорав?а).
Животни век лежа?а и толеранци?а температуре (нарочито критично у бушотинама са високим БХТ).
Укупан снимак по вож?и и сати изме?у потеза?а.
Компоненте мотора за спушта?е
Да бисте изабрали или ефикасно управ?али мотором у дубини, помаже да се разуме шта свака главна компонента доприноси:
Оде?ак снаге (статор + ротор): одре?у?е капацитет обртног момента, опсег брзине и топлотни отпор.
Сави?а?е или подесиво ку?иште: подешава понаша?е чела алата и достижну оштрину.
Спо?нице кардана или погонског вратила: флексибилно преносе обртни момент кроз неускла?еност.
Трансмисионо вратило и пакет лежа?ева: носите акси?ално оптере?е?е (ВОБ) и ради?ално оптере?е?е током заптива?а мазива.
Склоп за истовар: контролише безбедан ба?пас течности када су пумпе заустав?ене.
Заптивке, еластомери и мазива: штите од температуре, контаминаци?е у?ем/киселином и чврстих матери?а.
Сваки комад има режиме неуспеха. На пример, лом?е?е еластомера статора наста?е услед термичког циклуса или хеми?ске некомпатибилности; хаба?е карданских клинова под осцилира?у?им оптере?е?има; и пакети лежа?ева отказу?у због инфилтраци?е крхотина или неодговара?у?ег акси?алног капацитета. Разумева?е ових режима омогу?ава паметни?е прозоре параметара и контроле ризика.
Секци?а за монтажу депони?е
Склоп одлагалишта ?е неопевани херо? поузданости мотора. ?егов задатак ?е да обезбеди пут за течност за буше?е када се изгуби притисак пумпе (нпр. током везе), спречава?у?и оште?е?е изазвано вакуумом и задржава?е притиска унутар мотора. Добро конструисан склоп одлагалишта помаже у избегава?у залеп?ива?а диференци?ала и штити заптивке из?едначава?ем унутраш?ег и спо?аш?ег притиска. Типичне карактеристике ук?учу?у:
Неповратни вентили или чепови са опругом ко?и се отвара?у у условима повратног тока.
Канали протока су димензионисани да спрече претеране скокове притиска при затвара?у.
Матери?али отпорни на ерози?у да преживе абразивне резове.
Оперативне предности:
Омогу?ава брзе, безбедне везе ублажава?ем ефеката бриса/пренапона у мотору.
Сма?у?е ризик од деламинаци?е статора спречава?ем обрнутих скокова притиска.
Продужава животни век лежа?ева и заптивки избегава?у?и зароб?ени притисак када пумпе раде.
Разматра?а при избору:
Компатибилност са течностима са високим садржа?ем чврстих матери?а.
Стопа ерози?е при очекивано? брзини протока.
Приступачност одржава?а и могу?ност сервисира?а на терену.
Тачка података: Студи?е на терену у басенима шкри?аца показу?у да мотори са оптимизованим склоповима за депонова?е показу?у 8–15% дужи просечни радни сати, во?ени нижим стопама квара заптивача и ма?им бро?ем дога?а?а везаних за притисак током спа?а?а.
Мотор
У срцу до?ег мотора налази се енергетски део, ко?и се састо?и од челичног спиралног ротора и статора обложеног еластомером. Пар ротор-статор формира прогресивне шуп?ине. Када течност за буше?е тече, разлика притиска се формира у овим шуп?инама, ствара?у?и ротаци?у. Геометри?а ?е изражена у реж?евима (нпр. 4:5, 5:6, 7:8). Више реж?ева генерално да?е ве?и обртни момент при нижем обртном моменту, док ма?е реж?ева обезбе?у?е ве?и бро? обрта?а при ма?ем обртном моменту.
К?учни параметри диза?на:
Конфигураци?а реж?а: Одре?у?е криву обртног момента и брзине. Мотори са високим реж?ем одговара?у тврдим формаци?ама и ПДЦ наставцима ко?и захтева?у обртни момент; мотори са ниским реж?ем се истичу у меким формаци?ама ко?има ?е потребан ве?и бро? обрта?а.
Дужина и корак статора: Дужи делови снаге обезбе?у?у ве?и обртни момент, али пове?ава?у пад притиска и дужину.
Тип еластомера: Високотемпературни хидрогенизовани нитрил (ХНБР) и перфлуороеластомери (ФФКМ) отпорни су на термичку деградаци?у и бубре?е у?а; стандардни НБР ради у хладни?им срединама на бази воде.
Превлака ротора: Превлаке од хрома или волфрам карбида сма?у?у хаба?е и одржава?у ефикасност заптива?а.
Типични опсези перформанси:
Излазни бро? обрта?а: 50–300 обрта?а у минути у зависности од бро?а реж?ева и брзине протока.
Обртни момент: 1.000–12.000 фт-лбф у зависности од величине (нпр. 4,75', 6,75', 8') и геометри?е реж?а.
Диференци?ални притисак у одсеку снаге: 200–900 пси за диза?не сред?ег опсега, ве?и за вари?анте са високим обртним моментом.
Режими неуспеха за гледа?е:
Деблокира?е или одва?а?е статора због топлоте/хеми?е.
Хаба?е ротора изазива губитак обртног момента и пове?ано клиза?е.
Термичка неускла?еност изме?у ротора и статора доводи до засто?а при високом БХТ.
Прозор параметара:
Одржава?те стопе протока унутар графикона добав?ача да бисте одржали равнотежу бро?а обрта?а/окретног момента.
Поставите максимални дП преко мотора на 80–90% номиналног притиска засто?а током буше?а у стабилном ста?у.
Монитор температуре; сма?ити криве обртног момента изнад 300°Ф (150°Ц) осим ако се не користе високотемпературни еластомери.
Карданско вратило
Карданско вратило, ко?е се понекад назива и универзални зглобни склоп, преводи крета?е ротора кроз сави?ено ку?иште до осовине преноса док компензу?е неускла?еност. У усмереном склопу, ку?иште може бити сави?ено за 1–3 степена, што доводи до одступа?а оси излаза мотора од осе буша?е колоне. Карданско вратило дозво?ава ову геометри?у без намета?а момената сави?а?а ко?и би иначе оштетили погонски део или лежа?еве.
Елементи диза?на:
Двоструки У-зглоб или парови зглобова са константном брзином да уравнотеже флуктуаци?е брзине.
Ку?ишта са маш?у, компензована притиском за заштиту клинова и чаура.
Игле од легуре високе чврсто?е са површинском обрадом (нпр. нитрира?ем) за отпорност на хаба?е.
Компромиси:
?едноставни?и У-спо?еви су робусни и лаки за сервисира?е, али представ?а?у таласа?е обртног момента.
Зглобови у стилу ЦВ се ротира?у глатко, али могу бити сложени?и и осет?иви?и на квалитет подмазива?а.
Уобича?ени проблеми:
Хаба?е осовинице/чахура узроку?е пове?ан зазор и нестабилност чела алата.
Недостаци заптивача ко?и доводе до губитка мазива и брзог пропада?а зглоба.
Умор при високо? тежини клиза?а у комбинаци?и са високим бро?ем обрта?а и ВОБ.
На?бо?е праксе:
Одржава?те скроман бро? обрта?а клизног буше?а; пустите мотору у отвору да ради док минимизира површински бро? обрта?а у минути.
Користите податке о удару/вибраци?и МВД у реалном времену да бисте открили услове резонанци?е зглоба.
Прегледа?те спо?еве изме?у стаза; заменити на измереним праговима хаба?а како би се спречио катастрофални квар.
Трансмиссион Схафт
Трансмисионо вратило, ко?е се понекад назива и погонско вратило, испоручу?е обртни момент и носи акси?ално и ради?ално оптере?е?е од мотора до сврдла. ?егов интегритет у велико? мери диктира колико тежине на биту (ВОБ) можете применити без угрожава?а лежа?ева или заптивки.
Основни елементи:
Пакет потисних лежа?ева: Састо?и се од наслаганих угаоно-контактних лежа?ева или ПДЦ потисних ?астучи?а за апсорпци?у акси?алног оптере?е?а од ВОБ-а и реакци?а битова.
Ради?ални лежа?еви: Стабилизира?те осовину да бисте сма?или вртлог и заштитили заптивке.
Механичке заптивке: Држите мазиво унутра и течност за буше?е; може користити клипове за компензаци?у притиска за балансира?е унутраш?ег у?а са хидростатичким притиском блата.
Флексибилни део осовине: У неким диза?нима, флексибилни део помаже да се одво?е напреза?а сави?а?а.
Управ?а?е оптере?е?ем:
Оцене акси?алног оптере?е?а би требало да премаше планирани ВОБ за маргину (нпр. 20–30%) да би се прилагодили пролазним скоковима током засто?а.
Капацитет ради?алног оптере?е?а мора да се носи са бочним силама изазваним битовима, посебно са агресивним ПДЦ резачима на високим нагибима.
подмазива?е:
Запеча?ени модули пу?ени у?ем сма?у?у хаба?е; пакети вискозитета и адитива мора?у одговарати температури.
Иск?учива?е крхотина преко лавиринтских заптивки и магнетних колектора побо?шава живот у блату са високим садржа?ем чврстих матери?а.
Надгледа?е:
Зак?учак
Мотор за дубинску бушотину ни?е роба – то ?е подешен систем чи?е перформансе произилазе из геометри?е погонског дела, хеми?е еластомера, спо?ница вратила, лежа?ева и паметног управ?а?а флуидима. Са правом комбинаци?ом, оператери могу отк?учати ве?и РОП, фини?у контролу правца и ма?е путова?а, сма?у?у?и цену по стопи и дане буше?а.
На?ефикасни?и програми третира?у мотор у дубини као производ података. Калибришите криву?е обртног момента и брзине, пратите разлику притиска, засто?е и ударе и поновите избор еластомера према хеми?и исплаке и температури у дну рупе. Комбину?те ове праксе са робусним склоповима за одлага?е, издрж?ивим карданским вратилима и правилно оце?еним преносним вратилима, и матери?ално ?ете побо?шати снимак по вож?и и НПТ.
ФАКс
П: Шта ?е нискокопски мотор?
О: До?и мотор ?е мотор са позитивним помера?ем ко?и се користи у склопу до?е рупе за претвара?е енерги?е течности за буше?е у механичку ротаци?у на сврдлу. Омогу?ава ве?и РОП и контролу правца.
П: Како бро? реж?а утиче на перформансе?
О: Ве?и бро? реж?ева генерално обезбе?у?е ве?и обртни момент при нижим обрта?има, што ?е корисно у тврдим формаци?ама. Нижи бро? реж?ева обезбе?у?е ве?и бро? обрта?а при ма?ем обртном моменту, бо?и у мекшим формаци?ама.
П: Зашто ?е склоп депони?е важан?
О: Спречава задржава?е притиска и оште?е?е вакуума када се пумпе заустав?а?у, штите?и заптивке и еластомере и сма?у?у?и НПТ током спа?а?а.
П: Шта узроку?е засто? мотора?
О: Прекомерни ВОБ или изненадни захвати могу да премаше обртни момент. Рад превише близу максималног диференци?алног притиска пове?ава ризик од засто?а.
П: Како могу продужити живот мотора?
О: Пратите прозоре параметара, изаберите одговара?у?и еластомер за температуру и хеми?у исплаке, пратите дП и обртни момент и сервисира?те лежа?еве и спо?еве према распореду.
П: Ко?и су уобича?ени начини квара?
О: Прекида?е статора, хаба?е ротора, хаба?е карданског клина/чахура, кварови заптивки и деградаци?а лежа?а услед крхотина или термичког напреза?а.
П: Када треба да изаберем високотемпературни еластомер?
О: Када статичне или циркулишу?е температуре у дну рупе прелазе око 300°Ф (150°Ц) или када му?а на бази у?а ризику?у да набубре стандардни нитрилни еластомери.
П: Да ли се мотори за до?у бушотину могу користити са ротационим управ?ивим системима (РСС)?
О: Да. Моторизовани РСС упару?е мотор са РСС алатом да комбину?е висок РОП са одличном контролом пута?е, посебно у дугим бочним смеровима.
П: Како да ускладим мотор са сво?ом битом?
О: Користите табеле обртног момента-брзине и агресивност битова да бисте ци?али радни прозор где ?е обртни момент дово?ан без честих засто?а, а бро? обрта?а одговара издрж?ивости резача.
