Бұрғылау жылдамдығын арттыратын құралдарды зерттеу

Қазіргі уақытта бұрғылау жылдамдығын арттыратын құралдар негізінен екі санатқа бөлінеді: механикалық тип және гидравликалық тип. Механикалық құралдар соққы күшін жасау үшін қашау салмағын (WOB) пайдаланады, бұл қатты қабаттарда тау жыныстарын бұзу тиімділігін тиімді түрде жақсартады, бірақ күшті діріл, жоғары энергия тұтыну және оңай шаршау сияқты мәселелер бар. Гидравликалық құралдар соққы балғаларын жүргізу үшін бұрғылау сұйықтығын пайдаланады, жыныстарды сындыру үшін соққыны, айналуды және ағынды ағынды біріктіреді. Олардың ену жылдамдығын (ROP) арттыруда, ұңғыманың ауытқуын бақылауда және қашау қызмет ету мерзімін ұзартуда айтарлықтай артықшылықтары бар, бірақ әдетте бір соққы жиілігі және әртүрлі қабаттардың қажеттіліктеріне бейімделу қиындықтары сияқты мәселелер бар.

Соққымен бұрғылау технологиясы әрекет ету тәсіліне сәйкес негізінен үш санатқа бөлінеді: бұралу соққы технологиясы, осьтік соққы технологиясы және осьтік-бұралу композиттік соққы технологиясы. Жылдамдықты арттыру үшін соққымен бұрғылаудың мәні - газдың немесе сұйықтықтың қысым энергиясын соққы арқылы осьтік немесе бұралу соққы механикалық энергиясына айналдыру, ол тікелей қашаудың артқы ұшына беріліп, қашаудың кесу жағдайын жақсартады және қашаудың жынысты бұзу тиімділігін арттырады.

Бұрау соққысымен бұрғылау технологиясы - соңғы жылдары бұрғылау жылдамдығын арттыратын жаңа технология, негізінен PDC қашаулары тудыратын «жабысып сырғанау» дірілін шешу үшін қолданылады. Қолданылған кезде бұрау соққысы қашаудың артқы ұшына орнатылады. Ішкі құрылымының дизайны арқылы ол сұйықтықтың гидравликалық энергиясын бұрау соққысымен механикалық энергияға айналдыра алады. Қаша бұрғылау колоннасының тұрақты күйдегі моменті мен соққымен тудырылатын соққы моментінің біріккен әсерінен тау жыныстарын бұзады.

Келесі мысалдар екі инновациялық құралды ұсынады

1. Соққы жиілігін реттейтін бұрғылау жылдамдығын арттыратын құрал

Жиілікті реттейтін гидравликалық бұрғылау жылдамдығын арттыратын құрал мойынтіректер, төменгі білік корпусы, поршень жұптары, соққы балғалары, дроссель форсункасы және басқа компоненттерден тұратын өзек соққы құрылымына ие.

Жұмыс принципі:Ол соққы балғасының жоғарғы және төменгі камераларында бұрғылау сұйықтығының түзетін мерзімді қысым айырмашылығын пайдаланып, соққы балғасын жоғары жылдамдықпен өзара әрекеттесуге мәжбүрлейді, тау жыныстарының сынуына көмектесу үшін қашауға тікелей берілетін осьтік соққы күшін тудырады. Ең бастысы, бұл құрал төменгі білік корпусындағы симметриялы тесіктер санын өзгерту арқылы соққы жиілігін реттей алады, осылайша әртүрлі қабаттардың бұрғылау қажеттіліктеріне бейімделе алады.

Соққы жиілігі реттелетін бұрғылау жылдамдығын арттыратын құралды қолдану

Орташа қатты қабаттағы далалық сынақ: Сандық модельдеу арқылы таңдалған оңтайлы соққы жиілігіне (16 Гц) сүйене отырып, бұл құрал Синьцзян мұнай кен орнының X1 ұңғымасында сыналды. Абразивтілігі жоғары және ену жылдамдығы төмен (ROP) қабат учаскесінде бұрандалы бұрғы құралын пайдаланып көршілес ұңғымамен салыстыру бұл құралды қолданғаннан кейін бір реттік қашықтық 53%-ға, ал механикалық ROP 27,0%-ға артқанын, бұл ауытқулар санын тиімді түрде азайтып, құрылыс мерзімін үнемдегенін көрсетті.

Қатты формациядағы далалық сынақ: Сандық модельдеу арқылы таңдалған оңтайлы соққы жиілігіне (18 Гц) сәйкес, бұл құрал Шыңжаң мұнай кен орнының X3 ұңғымасында бұрғылау мүмкіндігі төмен карбонды андезит және базальт формацияларында сыналды.

Қорытынды: Нәтижелер бұл құралды қолданғаннан кейін механикалық ROP көршілес ұңғымалармен салыстырғанда 103,2%-ға айтарлықтай артқанын көрсетеді, бұл оның бұрғылау тиімділігін айтарлықтай жақсарта алатынын және әртүрлі қабаттардағы бұрғылау циклін қысқарта алатынын дәлелдейді.

2. Композиттік соққымен бұрғылау жылдамдығын арттыратын құралды жобалау

Гидравликалық бұралу соққы механизмі жасалған, оның негізі үш бөліктен тұрады: ағынды тарату механизмі, кері механизм және соққы механизмі.

Қозғалыс процесі: Бастапқыда (а күйі), жоғары қысымды сұйықтық гидравликалық балғаның сол жақ қуысына кері айналдыру клапанының өзегінің сол жақ ағын арнасы арқылы енеді, гидравликалық балға мен клапан өзегін гидравликалық балға гидравликалық балғаның орындығына (b күйі) тигенше сағат тілімен бірге айналдыруға итермелейді. Соққыдан кейін жоғары қысымды сұйықтық оң жақ басқару ағын арнасы арқылы гидравликалық балға мен клапан өзегінен пайда болған оң жақ қуысқа енеді, клапан өзегін сағат тілімен кері айналдыру күйіне (c күйі) айналдыруды жалғастыруға итермелейді, осылайша жоғары қысымды сұйықтық оң жақ ағын арнасына ауысып, гидравликалық балғаның оң жақ қуысына енеді, гидравликалық балға мен клапан өзегін сағат тіліне қарсы айналдыруға мәжбүр етеді (c күйі). Гидравликалық балға гидравликалық балғаның орындығына қайтадан тигенше (d күйі), жоғары қысымды сұйықтық сол жақ басқару ағын арнасы арқылы сол жақ қуысқа енеді, клапан өзегін кері айналдыру және бастапқы күйге оралу үшін сағат тіліне қарсы айналдыруға итермелейді (а күйі). Бұл циклде үздіксіз кері айналдыру және сұйықтықпен басқарылатын соққы арқылы жоғары жиілікті өзара бұралу соққысын түзеді.

Жұмыс принципі:Сұйықтық (балшық) жоғарғы буын және бағыттаушы құбыр арқылы ағынды тарату жеңіне ағып түскеннен кейін, ол кері айналдыру механизміне және соққы механизміне таралады, ал сұйықтықтың екі жолы ағынды тарату пластинасымен бөлінеді. Кейіннен сұйықтық оқпанның ішіндегі саптама арқылы өтіп, оның алдында және артында жоғары және төмен қысым аймақтарын қалыптастырады. Кері айналдыру клапанының өзегі қысым айырмашылығының жетегінің астында айналады, гидравликалық балғаның сол және оң қуыстарын басқарып, жоғары және төмен қысым аймақтарына кезекпен қосылады, бұл гидравликалық балғаның қысым айырмашылығының әсерінен гидравликалық балғаның орындығына әсер ету үшін өзара әрекеттесуін қамтамасыз етеді, осылайша жоғары жиілікті өзара бұралу соққысын қалыптастырады.

1-Жоғарғы қосалқы білікке; 2-Сыртқы корпусқа; 3-Бағыттаушы құбырға; 4-Ағынды таратушы жеңге; 5-Ағынды таратушы пластинаға; 6-Болтқа; 7-Жоғарғы тірек сақинасына; 8-Гидравликалық балғаға арналған орындыққа; 9-Гидравликалық балғаға; 10-Айналмалы клапанның өзегіне; 11-Төменгі тірек сақинасына; 12-Орнатқышқа; 13-Төменгі қосалқы білікке;

Бұралу соққы механизмінің құрылымының схемалық диаграммасы

Бұралу соққы механизмінің қозғалыс процесі

Осьтік соққы механизмінің бір түрі жасалған. Гидравликалық осьтік соққы механизмдері негізінен екі түрге бөлінеді: клапан түрі және клапансыз түрі. Клапан түрі бар соққы механизмдерінің ішкі құрылымы күрделі және сенімділігі төмен; клапансыз түріне негізінен ағынды және сорғыш түрі кіреді, олардың ішінде ағынды түрінің қызмет ету мерзімі қысқа. Ағынды сорғыш гидравликалық соққы механизмінің құрылымы қарапайым, соққыны ағынды кірме және су балғасының тербеліс әсеріне байланысты жүзеге асырады, ішкі қозғалатын бөліктері аз және осал бөліктері жоқ және күрделі ұңғыма жағдайларына жақсы бейімделе алады.

1-Жоғарғы форсунка орындығы; 2-Жоғарғы форсунка; 3-Жоғарғы клапан; 4-Жоғарғы клапан жеңі; 5-Қосымша форсунка; 6-Осьтік сыртқы корпус; 7-Тірек жеңі; 8-Соққы балғасы; 9-Балға басы; 10-Балға орындығы; 11-Қорғаныш қақпағы; 12-Осьтік соққы механизмінің алтыбұрышты қосылыс жұмыс принципі.

Бастапқы ағын мен қысым айырмашылығының қалыптасуы: Жоғары қысымды сұйықтық жоғарғы форсунка арқылы жоғары жылдамдықты ағын түзеді. Ағынды тарту және дроссельдеу әсерінің біріккен әсерінен жоғарғы клапанның жоғарғы және төменгі камераларында, сондай-ақ соққы балғасының сыртқы жоғарғы камерасы мен балға басының төменгі ұшы арасында қысым айырмашылықтары пайда болады.

Компоненттердің жоғары қарай қозғалысы және ағын арнасын тығыздау: Тиісті қысым айырмашылықтарына байланысты жоғарғы клапан жоғары қарай жылжиды, ал соққы компоненттері (екінші реттік форсунка, соққы балғасы және балға басы) да екінші реттік форсунка жоғарғы клапанға тиіп, ағын арнасын тығыздағанша жоғары қарай жылжиды.

Су балғасының пайда болуы және буынның төмен қарай қозғалысы: Ағын арнасының лезде жабылуы су балғасының тербелісін тудырады, ал камерадағы қысым күрт көтеріліп, жоғарғы клапан мен соққы компоненттерін бірге төмен қарай үдеуге итермелейді.

Инерциялық соққы және циклды қалпына келтіру: Жоғарғы клапан төменгі шекті күйге ауысқаннан кейін, соққы компоненттері инерция кезінде төмен қарай жылжуды жалғастырады және ақырында осьтік соққыны аяқтау үшін балғалы орындыққа соғылады. Соққыдан кейін ағын арнасы тегіс күйге оралады және механизм келесі циклды бастайтын салмақтың (WOB) әсерінен қалпына келеді.

Байланыс:Джесси Чжоу

Ұялы телефон/WhatsApp:+0086-18109206861
Электрондық пошта:energy@landrilltools.com