Бұрғылау және өндіріс технологиясы | Бұрғылау жылдамдығы дегеніміз не – құралдарды арттыру? Бұрғылау тиімділігін қалай тиімді арттыруға және шығындарды азайтуға болады?

1Жоғары температураға төзімді, қабырға қалыңдығының тең бұрандалы бұрғылау жылдамдығын арттыру технологиясы

Жоғары температураға төзімді тең қабырға қалыңдығы бұрандасы - бұрғылау өнеркәсібінде жоғары өнімділік пен жоғары сенімділік қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін арнайы жасалған жылдамдықты арттыратын құрал. Дәстүрлі бұрғылау бұрандаларын пайдалану кезінде жоғары температуралы орта мен күрделі жұмыс жағдайларына байланысты қатты тозу және шаршау зақымдары жиі кездеседі, бұл бұрғылау тиімділігінің төмендеуіне әкеледі. Дегенмен, жоғары температураға төзімді тең қабырға қалыңдығы бұрандасы жоғары температураға төзімділікке ие, ол жоғары температуралы ортада тұрақты механикалық қасиеттерді сақтай алады, жоғары температурадан туындаған жабдықтың істен шығуын азайтады және осылайша бұрғылау жылдамдығын жақсартады.

1.1 Техникалық қағида

Ұңғыма қозғалтқышы бұрғы ұшын тасты жарып, бұрғылау үшін тікелей басқарады, бұл бұрғы ұшына қуатты тиімдірек бере алады, энергия шығынын азайтады және ұңғыма құралдарының жұмыс өнімділігін оңтайландырады. Себебі қозғалтқыш бұрғы ұшын тікелей басқарады, бұл беріліс жүйесінің жоғалуынан туындаған қуат шығынын болдырмауға мүмкіндік береді, осылайша тасты жарып бұрғылауға көбірек энергия жұмсалады, бұрғылау жылдамдығы мен тиімділігін арттырады. Жабдықтың жоғары температураға төзімділігін одан әрі жақсарту үшін жоғары температураға төзімді тең қабырға қалыңдығы бұрандасы кейбір арнайы жоғары температураға төзімді материалдар мен бетті өңдеу технологияларын қолданады. Мысалы, негізгі материал ретінде жоғары легирленген болат қолданылады немесе жабдықтың жоғары температураға төзімділігін жақсарту үшін жабдық беті термиялық өңдеуге немесе жабын өңдеуге ұшырайды. Статор белгілі бір көлденең қимасы бар алдын ала дайындалған болат қабықты қабылдайтындықтан, содан кейін жұқа және тең қалыңдықтағы резеңке қабатын қалыптастыру үшін желіммен бүркілетіндіктен, қозғалтқыштың айналу моменті үлкенірек және әртүрлі күрделі геологиялық жағдайларға бейімделе алады. Бұл құрылым статор мен қозғалтқыштың роторы арасындағы саңылауды кішірейтеді, осылайша үйкеліс пен тозуды азайтады, сондай-ақ жабдықтың қызмет ету мерзімі мен сенімділігін жақсартады. Сондай-ақ, құрал жабдықтың айналу дәлдігі мен тұрақтылығын жақсарту және бұранданың дірілі немесе эксцентриситетінен туындаған бұрғылау тиімділігінің төмендеуін болдырмау үшін механикалық бекіту немесе үйкелісті азайту механизмін қолданады.

1.2 Бейімделуді талдау

Өнімділік тұрғысынан, жоғары температураға төзімді тең қабырға қалыңдығындағы бұрандабұрғылау құралыкәдімгі бұрандалы қозғалтқыштардың барлық сипаттамаларына ғана емес, сонымен қатар үлкен айналу моменті, оңай іске қосылуы және күшті шамадан тыс жүктемеге төзімділік сипаттамаларына ие, бұл оны терең жоғары температуралы қабаттарда бұрғылау жұмыстарына қолайлы етеді. Жоғары тереңдіктегі қабаттарда кішкентай маятникті бұрғылау құралы бар түзу бұранданы пайдалану арқылы төмен бұрғылау қысымымен жоғары бұрғылау жылдамдығына қол жеткізуге болады және ауытқуды азайту және алдын алудың айтарлықтай әсеріне қол жеткізуге болады. Сонымен қатар, түзу бұранданың дизайны бұрғы ұшының жоғары тереңдіктегі қабаттарда ауытқуын болдырмау үшін тұрақты тірек күшін қамтамасыз ете алады, осылайша бұрғылаудың тұрақтылығын жақсартады. Теориялық зерттеулер де, жергілікті қолданулар да жоғары температураға төзімді, қабырға қалыңдығы тең бұрандаларды пайдаланатын жылдам бұрғылау технологиясы ұңғыманың түбіндегі бұрғы ұшының айналу жылдамдығын айтарлықтай арттыра алатынын, ұңғыманың төменгі жоғары температуралы ортасына бейімделетінін және ұңғыма оқпанының сапасын бақылауды тиімді түрде оңтайландыратынын көрсетеді. Сонымен қатар, ол жоғарғы жетек жүктемесін және бұрғылау құралының айналу моментін азайта алады және бұрғылау құралының қызмет ету мерзімін ұзарта алады. Дәстүрлі PDC бұрғылау құралының жинағымен салыстырғанда, бұл әдіс бұрғылау тиімділігін айтарлықтай жақсарта алады және тамаша кешенді экономикалық және техникалық әсерлерді көрсете алады.

2Турбина + импрегнацияланған алмас кескіш жылдамдығы – технологияны арттыру

Турбобұрғы - сұйықтықтың гидравликалық энергиясын айналмалы механикалық энергияға айналдыра алатын, осылайша бұрғы ұшын айналдыруға және соққыға айналдыруға мүмкіндік беретін, жоғары жылдамдықты және тиімді бұрғылауды жүзеге асыра алатын ұңғы асты электр құралы. Ол негізінен үш бөліктен тұрады: турбина бөлімі, әмбебап білік және беріліс білігі. Сіңірілген алмас ұшы - алмас ұшының бір түрі. Оның матрицасы матрицаның сыртындағы алмас поликристалды бөлшектерді күйдіру арқылы жасалады, бұл ұшты агрессивті етеді. Матрицаның белгілі бір биіктігі бар, оның сыртқы диаметрі ұш корпусының сыртқы диаметрінен сәл үлкенірек, ал ішкі диаметрі ұш корпусының ішкі диаметрінен сәл кішірек. Матрицаның сыртқы, ішкі және төменгі жағы тау жыныстарының шламдарын шығару және ұшты шайғыш сұйықтық арқылы салқындату үшін су ойықтарымен жабдықталған. Матрица жеткілікті қысу және соққы беріктігіне, сондай-ақ жоғары қаттылық пен тозуға төзімділікке ие. Турбобұрғы мен сіңірілген алмас ұшы мұнай бұрғылау процесіндегі маңызды құралдар болып табылады және оларды бірлесіп пайдалану бұрғылау тиімділігі мен бұрғылау сапасын бірлесіп жақсарта алады.

2.1 Техникалық қағида

Турбина бөлімі турбина статорлары мен роторларынан, орталықтандырылған мойынтіректерінен, негізгі біліктерден және корпустардан тұратын турбобұрғының негізгі компоненті болып табылады. Ол бұрғылау сұйықтығының сұйықтық энергиясын негізгі біліктің айналуының механикалық энергиясына түрлендіре алады. Оның ішкі құрылымы жұптасқан статорлар мен роторлардың бірнеше сатыларын қамтиды. Бұрғылау сұйықтығы статорға бұрғылау құралы бойымен кіргенде, статор бұрғылау сұйықтығын белгілі бір бағыт пен жылдамдыққа бағыттайды, содан кейін роторға кіреді. Роторда бұрғылау сұйықтығы қалақтарға әсер етіп, белгілі бір қысым айырмашылығын тудырады, бұл ротордың айналуына әкеледі. Бұл механизм арқылы бұрғылау сұйықтығының энергиясы турбина білігінің айналуына әкелетін механикалық энергияға айналады.

Сіңірілген алмас қашаудың негізгі тау жыныстарын сындыру әдісі - абразивті тау жыныстарын сындыру, яғни гауһар бөлшектерін пайдаланып, осьтік күш пен моменттің әсерінен тау жыныстарын үздіксіз ұнтақтау, сызу және абразивтеу, осылайша тау жыныстарын сындыру мақсатына жету. Негізінен осы тау жыныстарын сындыру әдісін қолданатын алмас қашаудың тозуға төзімділігі жоғары, бұл қатты - өте қатты абразивті түзілімдердегі жоғары абразивті тау жыныстарымен тиімді жұмыс істей алады және бұрғылау тиімділігі мен бұрғы қашасының қызмет ету мерзімін жақсартады.

2.2 Бейімделуді талдау

Турбобұрғы + сіңдірілген алмас ұшы толығымен металл құрылымды қабылдайды, ол жоғары температураға төзімді және тұрақты бұрғылау әсеріне ие, бұл тіпті экстремалды ортада да тұрақты жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Бұл әсіресе терең және аса терең ұңғымаларды бұрғылау жұмыстарында маңызды. Бұл құралдардың үйлесімі тамаша осьтік тепе-теңдік өнімділігіне ие, бұл бүйірлік дірілді азайта алады, тегіс ұңғыма траекториясын жасайды, ұңғыма қабырғасының зақымдануын азайтады, осылайша бұрғы ұшын және басқа да ұңғыма құралдарын қорғайды және кейінгі операциялар үшін пайдалы. Турбобұрғының жоғары жылдамдықты айналу сипаттамаларына байланысты, сіңдірілген алмас ұшы мен жоғары жылдамдықты турбинаның үйлесімі жоғары қаттылық пен күшті абразивтілікпен терең қабаттарда өте жоғары бұрғылау тиімділігін көрсете алады және бұрғылау қуатын айтарлықтай жақсартады.

3Айналдырғышты бұрғылау жылдамдығы – технологияны арттыру

Момент соққышы - негізінен PDC қашауларын қосалқы жыныстарды жару үшін қолданылатын таза механикалық электр құралы. Құрал айнымалы ағынды форсунка арқылы қысымның төмендеуін тудырады, оның ішінде жоғары қысымды аймақ және төмен қысымды аймақ қалыптастырады. Қысым айырмашылығы құралға әсер еткенде, ағын арнасы құралдың ішіндегі соққы балғасы мен іске қосу балғасын жоғары жылдамдықпен кері айналдыру үшін ауысады. Соққы балғасы соққы бетіне үздіксіз әсер етеді, осылайша соққы күшін бұрғы қашасына береді, жоғары жиілікті импульстік момент қалыптастырады. Ол бұрғылау сұйықтығының сұйықтық энергиясын бұралу, жоғары жиілікті, біркелкі және тұрақты механикалық соққы энергиясына ақылды түрде түрлендіреді және оны PDC қашасына тікелей береді, бұрғы қашауы мен ұңғыманың түбін әрқашан үздіксіз ұстайды.

3.1 Техникалық қағида

Айналдырғыш моменттің 750 есе/мин-нан 1500 есе/мин-ға дейінгі жоғары жиілікті тұрақты соққы күші қабатты минутына бірнеше рет кесуге тең. Бұл бұрғы ұшына бұралудың жеткілікті энергия жинақталуын күтпей, қабатты кесуге мүмкіндік береді, бұл бұрғы ұшының жұмыс күйін толығымен өзгертеді. Қазіргі уақытта бұрғы ұшында қабатты кесуге арналған екі күш бар: бірі - айналмалы үстел қамтамасыз ететін айналу моменті, ал екіншісі - айналу моментінің соққы күші. Бұл екі күш тікелей бұрғы ұшының өзіне беріледі, сондықтан бұрғылау құбыры беретін айналу моментін қалдықсыз қабатты кесу үшін толық пайдалануға болады. Бұл айналу моменті мен соққы күшінің бірлескен әрекеті бұрғылау жылдамдығын айтарлықтай жақсартып қана қоймай, сонымен қатар қатты қабаттарда бұрғылау кезінде бұрғы ұшының зиянды дірілін тиімді түрде азайтып немесе жоя алады, бұрғы ұшын қорғайды, бұрғы ұшының қызмет ету мерзімін ұзартады және сонымен бірге басқа бұрғылау құралдарының шаршау беріктігін азайтып, басқа бұрғылау құралдарының қызмет ету мерзімін ұзартады. 1-суретте кәдімгі бұрғылау құралының және айналу моментінің соққы күші ұңғыма астындағы бұрғылау тізбегінің кернеу күйі көрсетілген.

3.2 Бейімделуді талдау

Жетілдірілген бұрғылау құралы ретінде, момент соққышының ішкі механикалық құрылымы қолайлы, резеңке бөлшектері мен электрондық компоненттері жоқ және бөлшектері аз. Тіпті істен шыққан жағдайда да, ол үздіксіз бұрғылауға әсер етпестен PDC ұшымен бірге үздіксіз айналатын бұрғы ұшының қосалқы бөлігіне тең және бұрғыны іске қосудың қажеті жоқ, сондықтан оның сенімділігі жоғары. Момент соққышы әртүрлі күрделі түзілімдерге, әсіресе абразивтілігі жоғары және бұрғылау қабілеті нашар магмалық тау жыныстарының түзілімдеріне жарамды. Сонымен қатар, құралды басқару оңай. Момент соққышын пайдаланған кезде оны тек айналмалы немесе бағыттаушы бұрғылау құралына тікелей қосу керек, бұл басқаруға қарапайым және ыңғайлы.

4Құрама соққы құралы

Қосылыс соққы құрылғысы - ішінде жасалған энергия түрлендіру құрылғысы бар озық бұрғылау жабдығы, ол бұрғылау сұйықтығының сұйықтық энергиясын импульстік соққы энергиясына айналдыра алады, осылайша тұрақты жоғары жиілікті шеңберлік және осьтік соққы күштерін тудырады. Бұл жұмыс әдісі бұрғы қашауының тау жыныстарын сындыру тиімділігін айтарлықтай жақсартады, бұрғылау кезінде жабысып қалу және қысымды ұстап тұру мәселелерін тиімді шешеді және осылайша жылдамдықты арттыру мақсатына жетеді. Қосылыс соққы құрылғысы бұралу соққы сипаттамалары мен момент соққы құрылғысының артықшылықтарына ие ғана емес, сонымен қатар осьтік соққы функциясын инновациялық түрде біріктіреді..

құрама соққы құралы

4.1 Техникалық қағида

Қосылыс соққысының ішкі құрылымы таза металл машиналардан тұрады. Ол бұрғылау сұйықтығының сұйықтық энергиясын кері механизм арқылы жоғары жиілікті және тұрақты шеңберлік және осьтік соққы энергиясына түрлендіреді. Дәстүрлі бұрғылау құралы жинағын бұрғылау процесінде, PDC қашауы қабатқа енгеннен кейін, жоғарғы бұрғылау құралының энергия жинақталуы ығысу жынысын сындыруды бастау үшін белгілі бір маңызды мәннен асып кетуі керек. Керісінше, қосылыс соққысы бұрғылау сұйықтығының сұйықтық энергиясын соққы энергиясына түрлендіреді, бұрғы қашағы үшін жоғары жиілікті және тұрақты соққы күшін қамтамасыз етеді. Осылайша, жынысты сындыру кернеуі қабатты ығыстыру үшін маңызды кернеуге тез жетеді, бұл PDC қашасының ығысу тиімділігін айтарлықтай жақсартады. Сонымен қатар, жынысты сындыру кернеуі мен моментінің ауытқуының азаюына байланысты, бұрғы қашағының ұңғыма түбінде біркелкі кесу жүргізуі пайдалы, бұл дәстүрлі бұрғылау құралдары кезінде PDC қашасындағы лезде өте жоғары кернеуді жояды. Сондықтан, бұрғы қашағындағы кернеу біркелкі және тұрақты болады, осылайша PDC қашасының қызмет ету мерзімін ұзартады және бір бұрғы қашағының жұмыс көлемін арттырады.

4.2 Бейімделуді талдау

Моменттік соққымен салыстырғанда, құрама соққы бойлық соққының энергиясын арттырады. Теориялық тұрғыдан алғанда, оның тасты сындыру тиімділігі жоғарырақ және тығыз формацияларда қолдануға ыңғайлы. Бірдей өлшемде құрама соққының оңтайлы бұрғылау қысымы моменттік соққыға қарағанда сәл жоғары. Құрама соққы үшін қолданылатын бұрғы ұшы соққыға төзімділігі жоғары болуы керек және бұрғы ұшының негізгі кескіш тістерінің жанында соққыны сіңіретін тістер таралған, бұл бұрғы ұшын тиімді қорғайды. Қатты формацияларда және жоғары абразивті формацияларда бұрғылау кезінде HPM сериялы PDC ұштарын таңдау бұрғылау жылдамдығы мен кадрлар арасында тамаша тепе-теңдікке қол жеткізе алады.

5Қорытынды және перспективалар

Бұл мақалада бұрғылау жылдамдығын арттыратын кең таралған құралдар зерттеліп, енгізіледі. Осы құралдардың принциптерін, сипаттамаларын және қолданылу аясын талдау арқылы нәтижелер бұрғылау жылдамдығын арттыратын құралдардың әртүрлі түрлері әртүрлі геологиялық жағдайлар мен бұрғылау талаптарына сәйкес келетінін көрсетеді. Сонымен қатар, әртүрлі құралдарды пайдалану шығындарының әртүрлі болуына байланысты бұрғылау жылдамдығын арттыратын құралдарды таңдауды экономикалық тұрғыдан да қарастыру қажет.

Болашақ зерттеулер үшін келесі аспектілерден жүргізу ұсынылады: бұрғылау жылдамдығының жұмыс механизмін одан әрі зерттеу – құралдарды арттыру, құралдардың дизайнын оңтайландыру және олардың бейімделуі мен тиімділігін арттыру; жасанды интеллект және үлкен деректер сияқты технологияларды біріктіріп, бұрғылау жылдамдығын интеллект және қашықтан бақылауды жүзеге асыру – құралдарды арттыру және бұрғылау жұмыстарының қауіпсіздігі мен тиімділігін арттыру; әлеуметтік және экономикалық даму қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін бұрғылау жылдамдығын арттыру – құралдарды су ұңғымалары, газ ұңғымалары және геотермалдық ұңғымалар сияқты басқа салаларда қолдануды кеңейту.

Байланыс: Джесси Чжоу

Ұялы телефон/WhatsApp: +0086-18109206861
Электрондық пошта:landrill@landrilltools.com
Веб:www.landrilltools.com