Alt delik düzene?inizdeki tek bir bile?en, delme döngü sürenizi çift haneli yüzdelerle azalt?rken, yön kontrolünü geli?tirip verimsiz zaman? azaltabilseydi ne olurdu? Modern kuyu içi motorun vaadi ve zorlu?u budur. Onlarca y?ll?k kullan?ma ra?men kuyu içi motor, daha yüksek tork, daha iyi elastomerler ve daha ak?ll? telemetri ile kendini yeniden ke?fetmeye devam ediyor ve bu da onu dar pencerelerde, uzun yanallarda ve a??nd?r?c? olu?umlarda yüksek performansl? delmenin merkezi haline getiriyor.
Bu makalenin ana mesaj? basittir: Kuyu içi motor, hem geleneksel hem de geleneksel olmayan kuyularda penetrasyon h?z?n?n (ROP) ve yörünge kontrolünün birincil sürücüsü olmaya devam etmektedir. Ancak tüm motorlar e?it yarat?lmam??t?r ve elde etti?iniz de?er, tasar?mdaki ödünle?imlerin, bile?en kalitesinin ve operasyonel parametrelerin anla??lmas?na ba?l?d?r.
Bu yaz?da, bir kuyu içi motorun nas?l çal??t???n?, her bir bile?enin performansa ne gibi katk?larda bulundu?unu, motor özelliklerini jeolojinize ve kuyu hedeflerinize nas?l e?le?tirece?inizi ve sat?c?lar? veriye dayal? kar??la?t?rmalarla nas?l k?yaslayaca??n?z? ö?reneceksiniz.
Anahtar Paket Servisi
Kuyu içi motor, sondaj s?v?s?n?n hidrolik enerjisini mekanik dönü?e dönü?türerek, özellikle kayar delme ve motorlu RSS'de daha yüksek ROP ve üstün yön kontrolü sa?lar.
Optimum seçim, stator/rotor geometrisine, tork-h?z e?rilerine, elastomer kimyas?na ve bo?altma tertibat?, kardan mili ve transmisyon mili gibi düzeneklerin bütünlü?üne ba?l?d?r.
Veri odakl? parametre pencereleri (ak??, fark bas?nc?, bit yükü, WOB, RPM) ve dijital te?his, motor durmalar?n?, parçalanmalar? ve elastomer ar?zalar?n? azalt?r.
Yeni malzemeler ve telemetri, daha uzun çal??malara, daha yüksek ortalama torka ve daha az yolculuk yap?lmas?na olanak tan?yarak ad?m ba??na maliyeti ve genel sondaj günlerini azalt?r.
Kuyu Motoru
A kuyu içi motor , uca ba?l? bir tahrik milini döndürmek için sondaj s?v?s? kullanan bir pozitif deplasmanl? motordur (PDM). Motor, alt delik tertibat?nda (BHA) bulunur ve yön kontrolü için bir dirsekle yönlendirilebilir. Tek ba??na döner tabla veya üst tahrik dönü?ünün aksine, bir kuyu içi motor, matkap dizisi RPM'sinden ba??ms?z olarak uç dönü?ü üretir. Bu ay?rma, modern yönlü sondaj?n dar keskin keskinlik s?n?rlar? dahilinde yön verirken yüksek ROP'u koruyabilmesinin büyük bir nedenidir.
Klasik formunda kuyu içi motor a?a??dakilerden olu?ur:
S?v? bas?nc?n? tork ve devir say?s?na dönü?türen bir güç bölümü (stator ve rotor).
A??r? hizalama gerilimi olmadan bükülmü? bir mahfaza boyunca dönü?ü aktaran mekanik bir ba?lant? (genellikle bir kardan mili veya üniversal mafsal sistemi).
Eksenel ve radyal yükleri ta??yan ve uca tork ileten bir yatak tertibat? ve transmisyon mili.
Ba?lant?lar s?ras?nda veya pompalar kapal?yken s?v?y? güvenli bir ?ekilde bo?altmak için bo?altma tertibat? gibi yard?mc? bile?enler.
Tasar?m gere?i kuyu içi motor a?a??daki durumlarda ba?ar?l? olur:
Kuyu yolu, s?k s?k kayar delme veya hassas yap?m/dönü? h?zlar? gerektirir.
Sert olu?umlar, kesici a??nmay? önlemek için daha dü?ük RPM'de daha yüksek uç torkuna ihtiyaç duyar.
Uzun yanallar, sondaj dizisi yorgunlu?unu s?n?rlamak için yüzey RPM'sinin azalt?lmas?ndan yararlan?r.
Bir kuyu içi motor için temel performans göstergeleri (KPI'ler) ?unlar? içerir:
Uçtaki tork (güç bölümü boyunca bas?nç fark?na ba?l?d?r).
Motor ç?k?? devri (debi ve lob geometrisinin fonksiyonu).
Bay?lma torku ve durma davran??? (a??r? yükü nas?l kar??lad??? ve nas?l toparland???).
Rulman ömrü ve s?cakl?k tolerans? (özellikle yüksek BHT kuyular?nda kritik).
Çal??t?rma ba??na genel görüntü ve çekimler aras?ndaki saatler.
Kuyu Kuyu Motorlar?n?n Bile?enleri
Bir kuyu içi motoru etkili bir ?ekilde seçmek veya çal??t?rmak için her bir ana bile?enin neye katk?da bulundu?unun anla??lmas?na yard?mc? olur:
Güç bölümü (stator + rotor): tork kapasitesini, h?z aral???n? ve termal direnci belirler.
Bükülme veya ayarlanabilir muhafaza: tak?m yüzeyi davran???n? ve ula??labilir keskin bükülme ?iddetini ayarlar.
Kardan veya tahrik mili kaplinleri: Yanl?? hizalama yoluyla torku esnek bir ?ekilde iletir.
?anz?man mili ve yatak paketi: ya?lay?c?lar? s?zd?rmaz hale getirirken eksenel yükü (WOB) ve radyal yükleri ta??r.
Bo?altma düzene?i: pompalar durduruldu?unda güvenli s?v? bypass?n? kontrol eder.
Contalar, elastomerler ve ya?lay?c?lar: s?cakl??a, ya?/asit kirlili?ine ve kat? maddelere kar?? koruma sa?lar.
Her parçan?n ar?za modlar? vard?r. Örne?in, stator elastomer y???nlamas? termal döngüden veya kimyasal uyumsuzluktan kaynaklan?r; sal?n?ml? yükler alt?nda kardan pimleri a??n?r; ve yatak paketleri döküntü s?zmas? veya yetersiz eksenel kapasite nedeniyle ar?zalan?r. Bu modlar? anlamak, daha ak?ll? parametre pencerelerine ve risk kontrollerine olanak tan?r.
Damper Montaj Bölümü
Bo?altma tertibat?, motor güvenilirli?inin isimsiz kahraman?d?r. Görevi, pompa bas?nc? kayboldu?unda (örn. ba?lant? s?ras?nda) sondaj s?v?s? için bir yol sa?lamak, vakumdan kaynaklanan hasar? ve motor içinde bas?nç s?k??mas?n? önlemektir. ?yi tasarlanm?? bo?altma düzene?i, diferansiyel yap??may? önlemeye yard?mc? olur ve iç ve d?? bas?nc? e?itleyerek contalar? korur. Tipik özellikler ?unlar? içerir:
Geri ak?? ko?ullar? alt?nda aç?lan çek valfler veya yayl? popetler.
Ak?? kanallar?, kapatma s?ras?nda a??r? bas?nç art??lar?n? önleyecek ?ekilde boyutland?r?lm??t?r.
A??nd?r?c? kesimlere dayanmak için erozyona dayan?kl? malzemeler.
Operasyonel faydalar:
Motordaki çubukla/dalgalanma etkilerini azaltarak h?zl?, güvenli ba?lant?lara olanak tan?r.
Ters bas?nç art??lar?n? önleyerek statorun delaminasyonu riskini azalt?r.
Pompalar çal???rken s?k??an bas?nc? önleyerek rulman ve conta ömrünü uzat?r.
Seçim hususlar?:
Yüksek kat? madde yüklü s?v?larla uyumluluk.
Beklenen ak?? h?z?nda erozyon oran?.
Bak?m eri?ilebilirli?i ve sahada servis kolayl???.
Veri noktas?: ?eyl havzalar?ndaki saha çal??malar?, optimize edilmi? bo?altma düzeneklerine sahip motorlar?n, daha dü?ük conta ar?za oranlar? ve ba?lant?lar s?ras?nda daha az bas?nçla ilgili olay nedeniyle ortalama %8-15 daha uzun ortalama çal??ma süresi sergiledi?ini göstermektedir.
Motor
Kuyu içi motorun kalbinde, çelik sarmal bir rotor ve elastomer kapl? bir statordan olu?an güç bölümü bulunur. Rotor-stator çifti ilerleyen bo?luklar olu?turur. Sondaj s?v?s? ak??? s?ras?nda bu bo?luklar boyunca bas?nç fark? olu?ur ve dönü? meydana gelir. Geometri loblarla ifade edilir (örn. 4:5, 5:6, 7:8). Daha fazla lob genellikle daha dü?ük RPM'de daha yüksek tork sa?larken, daha az say?da lob daha dü?ük torkta daha yüksek RPM sa?lar.
Anahtar tasar?m parametreleri:
Lob konfigürasyonu: Tork-h?z e?risini belirler. Yüksek loblu motorlar, sert olu?umlara ve tork gerektiren PDC bitlerine uygundur; dü?ük loblu motorlar, daha yüksek RPM gerektiren yumu?ak olu?umlarda öne ç?kar.
Stator uzunlu?u ve e?imi: Daha uzun güç bölümleri daha fazla tork sa?lar ancak bas?nç dü?ü?ünü ve uzunlu?unu art?r?r.
Elastomer tipi: Yüksek s?cakl?kta hidrojenlenmi? nitril (HNBR) ve perfloroelastomerler (FFKM), termal bozulmaya ve ya??n ?i?mesine kar?? dayan?kl?d?r; standart NBR daha serin, su bazl? ortamlarda çal???r.
Rotor kaplamas?: Krom veya tungsten karbür kaplamalar a??nmay? azalt?r ve s?zd?rmazl?k verimlili?ini korur.
Tipik performans aral?klar?:
Ç?k?? RPM'si: Lob say?s?na ve ak?? h?zlar?na ba?l? olarak 50–300 RPM.
Tork: Boyuta (örn. 4,75', 6,75', 8') ve lob geometrisine ba?l? olarak 1.000–12.000 ft-lbf.
Güç bölümü boyunca fark bas?nc?: Orta seviye tasar?mlar için 200–900 psi, yüksek torklu modeller için daha yüksek.
?zlenecek ar?za modlar?:
Is?/kimya nedeniyle stator parçalanmas? veya ayr?lmas?.
Rotor a??nmas? tork kayb?na ve kayman?n artmas?na neden olur.
Rotor ve stator aras?ndaki termal uyumsuzluk, yüksek BHT'de durmalara yol aç?yor.
Parametre pencereleme:
RPM/tork dengesini korumak için sat?c? grafiklerindeki ak?? h?zlar?n? koruyun.
Kararl? durumda delme s?ras?nda motordaki maksimum dP'yi nominal durma bas?nc?n?n %80-90'?na ayarlay?n.
S?cakl??? izleyin; Yüksek s?cakl?ktaki elastomerler kullan?lmad??? sürece tork e?rilerini 300°F (150°C) üzerinde azalt?n.
Kardan Mili
Bazen evrensel mafsal tertibat? olarak da adland?r?lan kardan mili, rotor hareketini bükülmü? bir mahfaza arac?l???yla ?anz?man miline aktar?rken yanl?? hizalamay? da telafi eder. Yönlü bir montajda, mahfaza 1-3 derece bükülebilir, bu da motor ç?k?? ekseninin sondaj dizisi ekseninden sapmas?na neden olabilir. Kardan mili, aksi takdirde güç bölümüne veya yataklara zarar verecek bükülme momentleri uygulamadan bu geometriye izin verir.
Tasar?m ö?eleri:
H?z dalgalanmalar?n? dengelemek için ikili U-mafsal veya sabit h?zl? mafsal çiftleri.
Pimleri ve burçlar? korumak için gres dolgulu, bas?nç dengelemeli muhafazalar.
A??nmaya kar?? dayan?kl?l?k için yüzey i?lemlerine (örn. nitrürleme) sahip yüksek mukavemetli ala??m pimler.
Takaslar:
Yayg?n sorunlar:
Pim/burç a??nmas?, artan bo?luk ve tak?m yüzeyi dengesizli?ine neden olur.
Ya?lay?c? kayb?na ve h?zl? ba?lant? bozulmas?na yol açan conta ar?zalar?.
Yüksek RPM ve WOB ile birlikte yüksek keskin keskinlik ?iddetindeki yorgunluk.
En iyi uygulamalar:
Slayt delme RPM'sini makul düzeyde tutun; B?rak?n kuyu içi motor yüzey devrini en aza indirirken i?i yaps?n.
Eklem rezonans ko?ullar?n? tespit etmek için gerçek zamanl? MWD ?ok/titre?im verilerini kullan?n.
Çal??t?rmalar aras?ndaki ba?lant?lar? inceleyin; Y?k?c? ar?zalar? önlemek için ölçülen a??nma e?iklerinde de?i?tirin.
?anz?man Mili
Bazen tahrik mili olarak da adland?r?lan transmisyon mili, tork sa?lar ve eksenel ve radyal yükleri motordan uca ta??r. Bütünlü?ü büyük ölçüde, rulmanlardan veya contalardan ödün vermeden ne kadar bit a??rl??? (WOB) uygulayabilece?inizi belirler.
Temel unsurlar:
Bask? yata?? paketi: WOB ve uç reaksiyonlar?ndan kaynaklanan eksenel yükleri absorbe etmek için istiflenmi? aç?sal temasl? rulmanlardan veya PDC bask? yast?klar?ndan olu?ur.
Radyal rulmanlar: Girdab? en aza indirmek ve contalar? korumak için ?aft? sabitleyin.
Mekanik contalar: Ya?lay?c?y? içeride, sondaj s?v?s?n? d??ar?da tutun; iç ya?? çamur hidrostatik bas?nc?yla dengelemek için bas?nç dengeleme pistonlar? kullanabilir.
Esnek ?aft k?sm?: Baz? tasar?mlarda esnek bir k?s?m, bükülme gerilimlerinin ayr??t?r?lmas?na yard?mc? olur.
Yük yönetimi:
Eksenel yük de?erleri, durmalar s?ras?ndaki geçici ani art??lar? kar??lamak için planlanan WOB'u marj baz?nda (örne?in %20-30) a?mal?d?r.
Radyal yük kapasitesi, özellikle keskin keskin uçlu agresif PDC kesicilerde uç kaynakl? yan kuvvetleri kar??lamal?d?r.
Ya?lama:
Ya?la doldurulmu?, yal?t?lm?? modüller a??nmay? azalt?r; viskozite ve katk? paketleri s?cakl??a uygun olmal?d?r.
Labirent contalar ve manyetik toplay?c?lar arac?l???yla döküntülerin uzakla?t?r?lmas?, yüksek kat? maddeli çamurdaki ömrü art?r?r.
?zleme:
Çözüm
Kuyu içi motor ticari bir ürün de?ildir; performans? güç bölümü geometrisinden, elastomer kimyas?ndan, ?aft ba?lant?lar?ndan, yataklardan ve ak?ll? s?v? yönetiminden elde edilen, ayarlanm?? bir sistemdir. Do?ru kombinasyonla operatörler daha yüksek ROP, daha hassas yön kontrolü ve daha az yolculuk elde ederek ad?m ba??na maliyeti ve sondaj günlerini azaltabilir.
En etkili programlar kuyu içi motoru bir veri ürünü olarak ele al?r. Tork-h?z e?rilerini kalibre edin, bas?nç fark?n? izleyin, durmalar? ve ?ok olaylar?n? kaydedin ve çamur kimyas? ve delik taban? s?cakl???na göre elastomer seçimini yineleyin. Bu uygulamalar? sa?lam bo?altma düzenekleri, dayan?kl? kardan milleri ve uygun ?ekilde derecelendirilmi? transmisyon milleriyle birle?tirirseniz, çal??ma ba??na çekimi ve NPT'yi önemli ölçüde iyile?tireceksiniz.
SSS
S: Kuyu içi motor nedir?
C: Kuyu içi motor, sondaj s?v?s? enerjisini uçta mekanik dönü?e dönü?türmek için alt delik düzene?inde kullan?lan pozitif deplasmanl? bir motordur. Daha yüksek ROP ve yön kontrolü sa?lar.
S: Lob say?lar? performans? nas?l etkiler?
C: Daha yüksek lob say?lar? genellikle daha dü?ük RPM'de daha fazla tork sa?lar, bu da sert olu?umlarda faydal?d?r. Dü?ük lob say?lar?, daha dü?ük torkta daha yüksek devir/dakika sa?lar, bu da daha yumu?ak olu?umlarda daha iyidir.
S: Bo?altma düzene?i neden önemlidir?
C: Pompalar durdu?unda bas?nç s?k??mas?n? ve vakum hasar?n? önler, contalar? ve elastomerleri korur ve ba?lant?lar s?ras?nda NPT'yi azalt?r.
S: Motorun durmas?na ne sebep olur?
C: A??r? WOB veya ani uç etkile?imi, durma torkunu a?abilir. Maksimum fark bas?nc?na çok yak?n çal??mak durma riskini art?r?r.
S: Motorun ömrünü nas?l uzatabilirim?
C: Parametre pencerelerini takip edin, s?cakl?k ve çamur kimyas? için do?ru elastomeri seçin, dP ve torku izleyin ve rulmanlara ve ba?lant? noktalar?na zaman?nda bak?m yap?n.
S: Yayg?n ar?za modlar? nelerdir?
C: Stator parçalanmas?, rotor a??nmas?, kardan pimi/burç a??nmas?, conta ar?zalar? ve döküntü veya termal gerilim nedeniyle yata??n bozulmas?.
S: Yüksek s?cakl?k elastomerini ne zaman seçmeliyim?
C: Statik veya dola??mdaki alt delik s?cakl?klar? yakla??k 300°F'yi (150°C) a?t???nda veya ya? bazl? çamurlar standart nitril elastomerleri ?i?me riski ta??d???nda.
S: Kuyu içi motorlar döner yönlendirilebilir sistemlerle (RSS) kullan?labilir mi?
C: Evet. Motorlu RSS, yüksek ROP'u özellikle uzun yanallarda mükemmel yörünge kontrolüyle birle?tirmek için bir motoru bir RSS arac?yla e?le?tirir.
S: Bir motoru bitimle nas?l e?le?tiririm?
C: Torkun s?k s?k durma olmadan yeterli oldu?u ve RPM'nin kesici dayan?kl?l???na uygun oldu?u bir çal??ma penceresini hedeflemek için sat?c?n?n tork-h?z çizelgelerini ve bit agresifli?ini kullan?n.
