Je! Ni nini ikiwa sehemu moja katika mkutano wako wa shimo la chini inaweza kukata wakati wako wa kuchimba visima kwa asilimia mbili wakati wa kuboresha udhibiti wa mwelekeo na kupunguza wakati usio wa kuzaa? Hiyo ndiyo ahadi - na changamoto - ya gari la kisasa la chini. Licha ya utumiaji wa miongo kadhaa, gari la kushuka hujiweka yenyewe na torque ya juu, elastomers bora, na telemetry laini, na kuifanya iwe katikati ya kuchimba visima kwa hali ya juu katika madirisha madhubuti, miiko mirefu, na fomu za abrasive.
Ujumbe wa msingi wa kifungu hiki ni rahisi: motor ya chini inabaki kuwa dereva wa msingi wa kiwango cha kupenya (ROP) na udhibiti wa trajectory katika visima vya kawaida na visivyo vya kawaida. Walakini, sio motors zote zilizoundwa sawa, na thamani unayotoa inategemea uelewa wa biashara ya muundo, ubora wa sehemu, na vigezo vya kufanya kazi.
Katika chapisho hili, utajifunza jinsi motor ya chini inavyofanya kazi, nini kila sehemu inachangia utendaji, jinsi ya kufanana na maelezo ya gari na jiolojia yako na malengo mazuri, na jinsi ya kuweka alama kwa wachuuzi na kulinganisha kwa data.
Kuchukua muhimu
Gari la kushuka kwa umeme hubadilisha kuchimba visima vya majimaji ya maji ndani ya mzunguko wa mitambo, kuwezesha ROP ya juu na udhibiti bora wa mwelekeo, haswa katika kuchimba visima na RSS ya motor.
Uteuzi mzuri hutegemea jiometri ya stator/rotor, curves za kasi ya torque, kemia ya elastomer, na uadilifu wa makusanyiko kama mkutano wa dampo, shimoni ya Cardan, na shimoni la maambukizi.
Madirisha ya paramu inayoongozwa na data (mtiririko, shinikizo tofauti, mzigo kidogo, WOB, RPM) na utambuzi wa dijiti hupunguza maduka ya magari, chunking, na kushindwa kwa elastomer.
Vifaa vipya na telemetry huruhusu kukimbia kwa muda mrefu, torque ya wastani, na safari chache, kupungua kwa gharama kwa kila mguu na siku za kuchimba visima.
Dowhole motor
A Dowhole motor ni gari nzuri ya kuhamishwa (PDM) ambayo hutumia maji ya kuchimba kuchimba kuzungusha shimoni ya gari iliyounganishwa na kidogo. Gari inakaa kwenye mkutano wa shimo la chini (BHA) na inaweza kuelekezwa na bend ya udhibiti wa mwelekeo. Tofauti na meza ya mzunguko au mzunguko wa juu wa gari peke yako, motor ya chini inazalisha mzunguko kidogo wa RPM ya kuchimba visima. Kuporomoka hii ni sababu kubwa kwa nini kuchimba visima vya mwelekeo wa kisasa kunaweza kudumisha ROP ya juu wakati wa kusonga ndani ya mipaka ya ukali wa mbwa.
Katika fomu yake ya kawaida, motor ya chini inajumuisha:
Sehemu ya nguvu (stator na rotor) ambayo hubadilisha shinikizo la maji kuwa torque na rpm.
Uunganisho wa mitambo (mara nyingi shimoni ya Cardan au mfumo wa pamoja wa ulimwengu) ambayo huhamisha kuzunguka kwa nyumba iliyoinama bila mikazo mibaya.
Mkutano wa kuzaa na shimoni ya maambukizi ambayo hubeba mizigo ya axial na radial na kutoa torque kwa kidogo.
Vipengele vya kuongezea kama vile kusanyiko la kutupia taka kutekeleza maji wakati wa unganisho au wakati pampu zimezimwa.
Kwa kubuni, motor ya chini inakua katika hali ambapo:
Njia nzuri inahitaji kuchimba visima mara kwa mara au viwango sahihi vya kujenga/kugeuka.
Fomu ngumu zinahitaji torque ya juu kwa rpm ya chini ili kuzuia kuvaa.
Sehemu za muda mrefu zinafaidika na kupunguza rpm ya uso kupunguza uchovu wa kuchimba visima.
Viashiria muhimu vya utendaji (KPIs) kwa motor ya chini ni pamoja na:
Torque wakati kidogo (inategemea tofauti ya shinikizo katika sehemu ya nguvu).
Pato la motor RPM (kazi ya kiwango cha mtiririko na jiometri ya lobe).
Stall torque na tabia ya duka (jinsi inashughulikia kupakia na jinsi inavyopona).
Kuzaa maisha na uvumilivu wa joto (haswa muhimu katika visima vya juu-BHT).
Footage ya jumla kwa kukimbia na masaa kati ya kuvuta.
Vipengele vya motors za chini
Kuchagua au kuendesha gari la chini kwa ufanisi, inasaidia kuelewa ni nini kila sehemu kuu inachangia:
Sehemu ya nguvu (stator + rotor): huamua uwezo wa torque, anuwai ya kasi, na upinzani wa mafuta.
Bend au nyumba inayoweza kubadilishwa: Inaweka tabia ya kuhudumia na ukali unaoweza kufikiwa wa Dogleg.
Kadi ya Kadi au Hifadhi ya Shimoni: Kusambaza torque kwa urahisi kupitia upotofu.
Shimoni ya maambukizi na pakiti ya kuzaa: kubeba mzigo wa axial (WOB) na mizigo ya radial wakati wa kuziba mafuta.
Mkutano wa Dump: Inadhibiti njia ya maji salama wakati pampu zinasimamishwa.
Mihuri, elastomers, na mafuta: kulinda dhidi ya joto, uchafu wa mafuta/asidi, na vimiminika.
Kila kipande kina njia za kutofaulu. Kwa mfano, stator elastomer chunking inatokana na baiskeli ya mafuta au kutokubaliana kwa kemikali; Pini za Cardan huvaa chini ya mizigo ya oscillating; na pakiti za kuzaa zinashindwa kutoka kwa uingiliaji wa uchafu au uwezo wa kutosha wa axial. Kuelewa njia hizi huruhusu windows nadhifu za windows na udhibiti wa hatari.
Sehemu ya mkutano wa utupaji
Mkutano wa utupaji ni shujaa usiojulikana wa kuegemea kwa gari. Kazi yake ni kutoa njia ya kuchimba visima wakati shinikizo la pampu linapotea (kwa mfano, wakati wa unganisho), kuzuia uharibifu uliosababishwa na utupu na mtego wa shinikizo ndani ya gari. Mkutano wa utupaji ulioandaliwa vizuri husaidia kuzuia kushikamana tofauti na kulinda mihuri kwa kusawazisha shinikizo la ndani na nje. Vipengele vya kawaida ni pamoja na:
Angalia valves au poppets zilizo na spring ambazo hufunguliwa chini ya hali ya kurudi nyuma.
Njia za mtiririko wa ukubwa ili kuzuia spikes nyingi za shinikizo kwenye kufunga.
Vifaa vyenye sugu ili kuishi vipandikizi vya abrasive.
Faida za Uendeshaji:
Inaruhusu miunganisho ya haraka, salama kwa kupunguza athari za SWAB/upasuaji kwenye motor.
Hupunguza hatari ya uboreshaji wa stator kwa kuzuia spikes za shinikizo.
Hupanua kuzaa na muhuri maisha kwa kuzuia shinikizo lililowekwa wakati wa pampu.
Mawazo ya uteuzi:
Utangamano na maji ya juu yenye maji mengi.
Kiwango cha mmomonyoko kwa kasi inayotarajiwa ya mtiririko.
Ufikiaji wa matengenezo na huduma ya uwanja.
Uhakika wa data: Masomo ya shamba kwenye mabonde ya shale yanaonyesha motors zilizo na makusanyiko ya taka yaliyowekwa wazi yanaonyesha masaa ya wastani ya wastani, inayoendeshwa na viwango vya chini vya kushindwa kwa muhuri na matukio machache yanayohusiana na shinikizo wakati wa viunganisho.
Gari
Katika moyo wa motor ya chini ni sehemu ya nguvu, inayojumuisha rotor ya chuma na stator ya elastomer. Jozi ya rotor -stator huunda miiba inayoendelea. Wakati wa kuchimba visima hutiririka, aina tofauti za shinikizo kwenye vifaru hivi, na kutoa mzunguko. Jiometri imeonyeshwa kwa lobes (kwa mfano, 4: 5, 5: 6, 7: 8). Lobes zaidi kwa ujumla hutoa torque ya juu kwa rpm ya chini, wakati lobes chache hutoa rpm ya juu kwa torque ya chini.
Vigezo muhimu vya kubuni:
Usanidi wa Lobe: huamua Curve ya kasi ya torque. Motors za juu-lobe zinafaa fomu ngumu na biti za PDC zinazohitaji torque; Motors za chini-lobe bora katika fomu laini zinazohitaji rpm ya juu.
Urefu wa stator na lami: Sehemu ndefu za nguvu hutoa torque zaidi lakini kuongeza kushuka kwa shinikizo na urefu.
Aina ya Elastomer: nitrile ya joto-juu ya joto (HNBR) na perfluoroelastomers (FFKM) kupinga uharibifu wa mafuta na uvimbe wa mafuta; NBR ya kawaida inafanya kazi katika mazingira baridi, ya msingi wa maji.
Mipako ya Rotor: mipako ya chrome au tungsten carbide hupunguza kuvaa na kudumisha ufanisi wa kuziba.
Safu za utendaji wa kawaida:
Pato RPM: 50-300 rpm kulingana na hesabu za lobe na viwango vya mtiririko.
Torque: 1,000-12,000 ft-lbf kulingana na saizi (kwa mfano, 4.75 ', 6.75 ', 8 ') na jiometri ya lobe.
Shinikiza tofauti katika sehemu ya nguvu: 200-900 psi kwa miundo ya midrange, juu kwa anuwai ya torque.
Njia za kutofaulu kutazama:
Stator chunking au dening kwa sababu ya joto/kemia.
Rotor kuvaa na kusababisha upotezaji wa torque na kuongezeka kwa mteremko.
Mismatch ya mafuta kati ya rotor na stator inayoongoza kwenye duka kwenye BHT ya juu.
Window ya parameta:
Kudumisha viwango vya mtiririko ndani ya chati za muuzaji ili kuweka usawa wa RPM/torque.
Weka kiwango cha juu cha DP kwenye motor hadi 80-90% ya shinikizo lililokadiriwa wakati wa kuchimba visima vya hali.
Kufuatilia joto; Derate torque curves zaidi ya 300 ° F (150 ° C) isipokuwa kutumia elastomers ya juu-temp.
Shaft ya Cardan
Shimoni ya Cardan, wakati mwingine huitwa Mkutano wa Pamoja wa Universal, hutafsiri mwendo wa rotor kupitia nyumba iliyoinama kwa shimoni la maambukizi wakati wa kulipia upotovu. Katika mkutano wa mwelekeo, nyumba inaweza kuwa digrii 1-3, na kusababisha mhimili wa pato la gari kutengana kutoka kwa mhimili wa kuchimba visima. Shaft ya Cardan inaruhusu jiometri hii bila kuweka wakati wa kuinama ambao ungeharibu sehemu ya nguvu au fani.
Mambo ya kubuni:
Jozi mbili za pamoja za U-pamoja au kasi ya pamoja ili kusawazisha kushuka kwa kasi kwa kasi.
Nyumba zilizojaa grisi, zilizo na shinikizo kulinda pini na bushings.
Pini zenye nguvu ya aloi na matibabu ya uso (kwa mfano, nitriding) kwa upinzani wa kuvaa.
Biashara-mbali:
Maswala ya kawaida:
Pini/bushing kuvaa na kusababisha kuongezeka kwa utulivu wa nyuma na kutokuwa na utulivu.
Kushindwa kwa muhuri kusababisha upotezaji wa lubricant na uharibifu wa pamoja wa pamoja.
Uchovu kwa ukali wa juu wa mbwa pamoja na rpm ya juu na WOB.
Mazoea Bora:
Endelea kuchimba visima rpm; Acha motor ya chini ifanye kazi wakati unapunguza RPM ya uso.
Tumia data halisi ya MWD ya mshtuko/vibration ili kugundua hali za pamoja za resonance.
Kukagua viungo kati ya kukimbia; Badilisha nafasi ya vizingiti vya kuvaa ili kuzuia kutofaulu kwa janga.
Shimoni la maambukizi
Shimoni ya maambukizi, wakati mwingine huitwa shimoni ya kuendesha, hutoa torque na hubeba mizigo ya axial na radial kutoka kwa motor hadi kidogo. Uadilifu wake kwa kiasi kikubwa unaamuru ni kiasi gani cha uzito-bit (WOB) unaweza kuomba bila kuathiri fani au mihuri.
Vitu vya msingi:
Kifurushi cha kuzaa cha kuzaa: Inayo fani ya mawasiliano ya angular iliyowekwa au pedi za PDC ili kunyonya mizigo ya axial kutoka kwa athari za WOB na kidogo.
Bei za Radial: Tuliza shimoni ili kupunguza whirl na kulinda mihuri.
Mihuri ya mitambo: Weka lubricant ndani na kuchimba visima nje; Inaweza kutumia bastola zinazolipa shinikizo kusawazisha mafuta ya ndani na shinikizo la hydrostatic ya matope.
Sehemu ya shimoni ya Flex: Katika miundo mingine, sehemu inayobadilika husaidia kupunguka kwa mikazo.
Usimamizi wa Mzigo:
Vipimo vya mzigo wa axial vinapaswa kuzidi WOB iliyopangwa kwa pembe (kwa mfano, 20-30%) ili kubeba spikes za muda mfupi wakati wa maduka.
Uwezo wa mzigo wa radial lazima ushughulikie vikosi vya upande uliochochewa kidogo, haswa na vipunguzi wenye nguvu wa PDC kwenye mbwa mwitu wa juu.
Mafuta:
Moduli zilizojazwa na mafuta, zilizotiwa muhuri hupunguza kuvaa; Vifurushi na vifurushi vya kuongeza lazima iwe sawa na joto.
Kutengwa kwa uchafu kupitia mihuri ya labyrinth na watoza sumaku huboresha maisha katika matope yenye nguvu.
UONGOZI:
Hitimisho
Gari la kushuka sio bidhaa - ni mfumo wa tuned ambao utendaji wake unatokana na jiometri ya sehemu ya nguvu, kemia ya elastomer, couplings za shimoni, fani, na usimamizi mzuri wa maji. Pamoja na mchanganyiko sahihi, waendeshaji wanaweza kufungua ROP ya juu, udhibiti mzuri wa mwelekeo, na safari chache, kupunguza gharama kwa kila mguu na siku za kuchimba visima.
Programu bora zaidi huchukua motor ya chini kama bidhaa ya data. Calibrate curves za kasi ya torque, angalia tofauti ya shinikizo, maduka ya logi na matukio ya mshtuko, na iterate juu ya uteuzi wa elastomer na kemia ya matope na joto la shimo la chini. Kuchanganya mazoea haya na makusanyiko ya dampo kali, viboreshaji vya kardan vya kudumu, na viboko vilivyopimwa vizuri, na utaboresha picha kwa kila kukimbia na NPT.
Maswali
Swali: Je! Gari la kushuka ni nini?
J: Gari la kushuka ni gari nzuri ya kuhamishwa inayotumika kwenye mkutano wa shimo la chini ili kubadilisha nishati ya maji ya kuchimba kuwa mzunguko wa mitambo kidogo. Inawezesha ROP ya juu na udhibiti wa mwelekeo.
Swali: Hesabu za lobe zinaathirije utendaji?
J: Hesabu za juu za lobe kwa ujumla hutoa torque zaidi kwa rpm ya chini, yenye faida katika fomu ngumu. Hesabu za chini za lobe hutoa rpm ya juu kwa torque ya chini, bora katika fomu laini.
Swali: Kwa nini mkutano wa utupaji ni muhimu?
Jibu: Inazuia shinikizo la mtego na uharibifu wa utupu wakati pampu zinasimama, kulinda mihuri na elastomers, na kupunguza NPT wakati wa unganisho.
Swali: Ni nini husababisha maduka ya gari?
Jibu: Ushirikiano wa kupita kiasi au ushiriki wa ghafla unaweza kuzidi torque. Kufanya kazi karibu sana na shinikizo kubwa la kutofautisha huongeza hatari ya duka.
Swali: Ninawezaje kupanua maisha ya gari?
J: Fuata madirisha ya parameta, chagua elastomer sahihi ya joto na kemia ya matope, angalia DP na torque, na fani za huduma na viungo kwenye ratiba.
Swali: Je! Ni aina gani za kawaida za kutofaulu?
J: Stator chunking, kuvaa rotor, cardan pin/bushing kuvaa, kushindwa kwa muhuri, na kuzaa uharibifu kwa sababu ya uchafu au mafadhaiko ya mafuta.
Swali: Je! Ni lini napaswa kuchagua elastomer ya joto la juu?
J: Wakati joto la chini au linalozunguka chini ya shimo la chini linazidi 300 ° F (150 ° C) au wakati matope ya msingi wa mafuta yana hatari ya uvimbe wa kiwango cha nitrile.
Swali: Je! Motors za chini zinaweza kutumiwa na Mifumo ya Rotary inayoweza kusongesha (RSS)?
Jibu: Ndio. RSS iliyo na motor jozi ya gari na zana ya RSS ya kuchanganya ROP ya juu na udhibiti bora wa trajectory, haswa katika sehemu ndefu.
Swali: Je! Ninalinganaje na motor na kidogo?
Jibu: Tumia chati za kasi ya muuzaji na uchokozi kidogo kulenga dirisha la kufanya kazi ambapo torque inatosha bila maduka ya mara kwa mara, na rpm inafaa kwa muda wa cutter.
