טכנולוגיית קידוח וייצור | מהי מהירות קידוח - הגדלת כלים? כיצד לשפר ביעילות את יעילות הקידוח ולהפחית עלויות?

1עמידות גבוהה בטמפרטורה גבוהה, עובי דופן שווה, מהירות קידוח בורג - טכנולוגיה מתקדמת

בורג בעל עובי דופן שווה ועמידות בטמפרטורה גבוהה הוא כלי להגברת מהירות שתוכנן במיוחד כדי לענות על הצרכים של ביצועים גבוהים ואמינות גבוהה בתעשיית הקידוח. במהלך השימוש בברגי קידוח מסורתיים, עקב סביבת הטמפרטורה הגבוהה ותנאי העבודה המורכבים, מתרחשים לעיתים קרובות נזקי בלאי ועייפות קשים, מה שמוביל לירידה ביעילות הקידוח. עם זאת, לבורג בעל עובי דופן שווה העמידות בטמפרטורה גבוהה יש עמידות מצוינת בטמפרטורה גבוהה, שיכולה לשמור על תכונות מכניות יציבות בסביבת טמפרטורה גבוהה, להפחית כשלים בציוד הנגרמים מטמפרטורות גבוהות, ובכך לשפר את מהירות הקידוח.

1.1 עיקרון טכני

מנוע הקידוח מניע ישירות את קצה המקדח לשבירת סלע ולקדוח, מה שיכול להעביר כוח לקידוח בצורה יעילה יותר, להפחית אובדן אנרגיה ולמטב את ביצועי העבודה של כלי הקידוח. הסיבה לכך היא שהמנוע מניע ישירות את קצה המקדח, מה שיכול למנוע אובדן כוח הנגרם כתוצאה מאובדן מערכת ההולכה, כך שיותר אנרגיה משמשת לקידוח שבירת סלעים, לשיפור מהירות הקידוח והיעילות. כדי לשפר עוד יותר את עמידות הציוד בטמפרטורה גבוהה, בורג בעל עובי דופן שווה ועמיד בטמפרטורה גבוהה מאמצ חומרים מיוחדים ועמידים בטמפרטורה גבוהה וטכנולוגיות טיפול פני שטח. לדוגמה, פלדת סגסוגת גבוהה משמשת כחומר העיקרי, או שמשטח הציוד עובר טיפול בחום או טיפול בציפוי כדי לשפר את עמידות הציוד בטמפרטורה גבוהה. מכיוון שהסטטור מאמץ מעטפת פלדה מוכנה מראש עם צורת חתך ספציפית, ולאחר מכן מוזרק אליו דבק ליצירת שכבת גומי דקה ושווה בעובי, למנוע יש תפוקת מומנט גדולה יותר והוא יכול להסתגל לתנאים גיאולוגיים מורכבים שונים. מבנה זה מקטין את הפער בין הסטטור לרוטור של המנוע, ובכך מפחית חיכוך ובלאי, ומשפר את חיי השירות והאמינות של הציוד. הכלי מאמץ גם מנגנון נעילה מכני או הפחתת חיכוך כדי לשפר את דיוק הסיבוב והיציבות של הציוד, ולמנוע את הירידה ביעילות הקידוח הנגרמת מרעידות או אקסצנטריות של הבורג.

1.2 ניתוח הסתגלות

מבחינת ביצועים, הבורג בעל עובי דופן שווה ועמידות לטמפרטורות גבוהותכלי קידוחלא רק שיש לו את כל המאפיינים של מנועי בורג רגילים, אלא גם מאפיינים של מומנט גדול, הפעלה קלה ועמידות חזקה לעומס יתר, מה שהופך אותו מתאים יותר לפעולות קידוח בתצורות עמוקות בטמפרטורה גבוהה. באמצעות בורג ישר עם כלי קידוח מטוטלת קטן בתצורות שקיעה גבוהה, ניתן להשיג מהירות קידוח גבוהה עם לחץ קידוח נמוך, ולהשיג השפעה משמעותית של צמצום ומניעת סטייה. במקביל, תכנון הבורג הישר יכול גם לספק כוח תמיכה יציב כדי למנוע מהקידוח לסטות בתצורות שקיעה גבוהה, ובכך לשפר את יציבות הקידוח. הן מחקרים תיאורטיים והן יישומים באתר מראים שטכנולוגיית קידוח מהירה המשתמשת בברגים בעלי עובי דופן שווה ועמידים בטמפרטורות גבוהות יכולה להגדיל משמעותית את מהירות הסיבוב של מקדח בתחתית הבאר, להסתגל לסביבת הטמפרטורה הגבוהה בקידוח, ולמטב ביעילות את בקרת האיכות של קידוח הקידוח. במקביל, זה יכול גם להפחית את עומס ההנעה העליון ואת מומנט כלי הקידוח, ולהאריך את חיי השירות של כלי הקידוח. בהשוואה להרכבת כלי קידוח PDC קונבנציונלית, שיטה זו יכולה לשפר משמעותית את יעילות הקידוח ולהראות השפעות כלכליות וטכניות מקיפות מצוינות.

2מהירות טורבינה + יהלום ספוג - טכנולוגיה מתקדמת

מקדחת טורבו היא כלי עבודה חשמלי לקידוח בבור, שיכול להמיר את האנרגיה ההידראולית של הנוזל לאנרגיה מכנית סיבובית, ובכך להניע את מקדח הסיבוב והפגיעה, ולבצע קידוח במהירות גבוהה ויעיל. הוא מורכב בעיקר משלושה חלקים: חלק הטורבינה, הציר האוניברסלי וציר ההילוכים. מקדח היהלום הספוג הוא סוג של מקדח יהלום. המטריצה ​​שלו נוצרת על ידי סינטור של חלקיקי יהלום פוליקריסטליים בצד החיצוני של המטריצה, מה שהופך את המקדח לאגרסיבי יותר. למטריצה ​​גובה מסוים, הקוטר החיצוני שלה גדול מעט מהקוטר החיצוני של גוף המקדח, והקוטר הפנימי שלה קטן מעט מהקוטר הפנימי של גוף המקדח. הצד החיצוני, הצד הפנימי והתחתית של המטריצה ​​מצוידים כולם בחריצי מים לפריקת חציבי סלע ולקירור המקדח דרך נוזל השטיפה. למטריצה ​​חוזק דחיסה ופגיעות מספיק, כמו גם קשיות ועמידות גבוהות בפני שחיקה. מקדחת הטורבו ומקדח היהלום הספוג הם כלים חשובים בתהליך קידוח הנפט, והשימוש המשולב בהם יכול לשפר יחד את יעילות הקידוח ואת איכות הקידוח.

2.1 עיקרון טכני

מקטע הטורבינה הוא המרכיב המרכזי של מקדחת הטורבו, המורכבת מסטאטורים ורוטורים של הטורבינה, מיסבים מרכזיים, צירים ראשיים ומארזים. הוא יכול להמיר את אנרגיית הנוזל של נוזל הקידוח לאנרגיה מכנית של סיבוב הציר הראשי. המבנה הפנימי שלו כולל מספר שלבים של סטאטורים ורוטורים מזווגים. כאשר נוזל הקידוח נכנס לסטאטור לאורך כלי הקידוח, הסטאטור יכוון את נוזל הקידוח לכיוון ומהירות מסוימים, ולאחר מכן ייכנס לרוטור. בתוך הרוטור, נוזל הקידוח יפגע בלהבים ויוצר הפרש לחצים מסוים, מה שיגרום לרוטור להסתובב. באמצעות מנגנון זה, אנרגיית נוזל הקידוח מומרת לאנרגיה מכנית המניעה את ציר הטורבינה להסתובב.

שיטת שבירת הסלע העיקרית של מקדח היהלום הספוג היא שבירת סלעים שוחקים, כלומר, שימוש בחלקיקי יהלום כדי לטחון, לגרד ולשפשף את הסלע ברציפות תחת פעולת כוח צירי ומומנט, על מנת להשיג את מטרת שבירת הסלע. מקדח היהלום המשתמש בעיקר בשיטת שבירת סלעים זו בעל עמידות גבוהה בפני שחיקה, שיכולה להתמודד ביעילות עם סלעים שוחקים מאוד בתצורות שוחקות קשות במיוחד, ולשפר את יעילות הקידוח ואת חיי השירות של מקדח זה.

2.2 ניתוח הסתגלות

מקדח הטורבו + קצה היהלום הספוג מאמצים מבנה מתכתי כולו, בעל עמידות גבוהה יותר לטמפרטורות גבוהות ואפקט קידוח יציב יותר, המאפשר לו לעבוד ביציבות אפילו בסביבות קיצוניות. זה חשוב במיוחד בפעולות קידוח של בארות עמוקות ובארות עמוקות במיוחד. שילוב כלים זה בעל ביצועי איזון צירי מצוינים, שיכולים להפחית רעידות רוחביות, ליצור מסלול חלק של קידוח הבאר, להפחית נזק לדופן הבאר, ובכך להגן על קצה המקדח וכלים אחרים בקידוח, והוא מועיל לפעולות עוקבות. בשל מאפייני הסיבוב המהיר של מקדח הטורבו, השילוב של קצה היהלום הספוג והטורבינה המהירה יכול להפיק יעילות קידוח גבוהה במיוחד בתצורות עמוקות עם קשיות גבוהה וחוסן חזק, ולשפר מאוד את קיבולת הקידוח.

3מהירות קידוח עם מומנט אימפקט - טכנולוגיה מתקדמת

מפעיל המומנט הוא כלי חשמלי מכני טהור המשמש בעיקר לשבירת סלעים עזר של מקדח PDC. הכלי מייצר ירידת לחץ דרך זרימה משתנה, ויוצר אזור לחץ גבוה ואזור לחץ נמוך בתוכו. כאשר הפרש הלחצים פועל על הכלי, תעלת הזרימה עוברת כדי לגרום לפטיש הפגיעה ולפטיש ההתנעה בתוך הכלי להתהפך במהירות גבוהה. פטיש הפגיעה פוגע ברציפות במשטח הפגיעה, ובכך מעביר את כוח הפגיעה לקידוח, ויוצר מומנט פולס בתדר גבוה. הוא ממיר בחוכמה את אנרגיית הנוזל של נוזל הקידוח לאנרגיית פגיעה מכנית פיתולית, בתדר גבוה, אחידה ויציבה, ומעביר אותה ישירות לקידוח PDC, תוך שמירה על רציפות הקידוח ותחתית הבאר בכל עת.

3.1 עיקרון טכני

כוח הפגיעה היציב בתדירות גבוהה של 750 פעמים/דקה עד 1500 פעמים/דקה המסופק על ידי מפעיל המומנט שווה ערך לחיתוך התצורה מספר פעמים בדקה. זה מאפשר למקדח לחתוך את התצורה מבלי להמתין שהפיתול יצבור אנרגיה מספקת, ובכך לשנות לחלוטין את מצב הפעולה של המקדח. בשלב זה, למקדח יש שני כוחות לחיתוך התצורה: האחד הוא המומנט המסופק על ידי שולחן הסיבוב, והשני הוא כוח הפגיעה המסופק על ידי מפעיל המומנט. שני כוחות אלה מועברים ישירות למקדח עצמו, כך שניתן להשתמש במלואו במומנט המועבר על ידי צינור הקידוח לחיתוך התצורה ללא בזבוז. הפעולה המשולבת של מומנט וכוח פגיעה אלה יכולה לא רק לשפר משמעותית את מהירות הקידוח, אלא גם להפחית או לבטל ביעילות את הרטט המזיק של המקדח במהלך קידוח בתצורות קשות, להגן על המקדח, להאריך את חיי השירות של המקדח, ובמקביל להפחית את חוזק העייפות של כלי קידוח אחרים ולהאריך את חיי השירות של כלי קידוח אחרים. איור 1 מציג את מצב המאמץ של מחרוזת הקידוח במורד הקידוח של כלי הקידוח הקונבנציונלי ומפעיל המומנט.

3.2 ניתוח הסתגלות

ככלי קידוח מתקדם, ל-moment impactor מבנה מכני פנימי סביר, ללא חלקי גומי ורכיבים אלקטרוניים, ומעט חלקים. גם במקרה של כשל, הוא שווה ערך רק למקדח שמסתובב ברציפות יחד עם קצה ה-PDC מבלי להשפיע על הקידוח הרציף, ואין צורך להפעיל את המקדח, ולכן יש לו אמינות גבוהה. torment impactor מתאים לתצורות מורכבות שונות, במיוחד לתצורות סלע מגמתיות בעלות שחיקה חזקה ויכולת קידוח ירודה. יחד עם זאת, הכלי קל לתפעול. בעת שימוש ב-torment impactor, יש צורך לחבר אותו ישירות רק לכלי הקידוח המסתובב או הכיווני, דבר פשוט ונוח לתפעול.

4מתחם אימפקט

המכבש המורכב הוא ציוד קידוח מתקדם עם התקן המרת אנרגיה פנימי, שיכול להמיר את אנרגיית הנוזל של נוזל הקידוח לאנרגיית פגיעה בפעימות, ובכך לייצר כוחות פגיעה היקפיים וציריים יציבים בתדר גבוה. שיטת עבודה זו משפרת משמעותית את יעילות שבירת הסלע של המקדח, פותרת ביעילות את בעיות ההידבקות-החלקה והחזקת הלחץ במהלך הקידוח, ובכך משיגה את המטרה של עלייה במהירות. למכבש המורכב לא רק יש את מאפייני הפגיעה הפיתולית והיתרונות של מכבש המומנט, אלא גם משלב באופן חדשני את פונקציית הפגיעה הצירית..

מתחם משפיע

4.1 עיקרון טכני

המבנה הפנימי של כלי הפגיעה המורכב מורכב ממנגנון מתכת טהור. הוא ממיר את אנרגיית הנוזל של נוזל הקידוח לאנרגיית פגיעה היקפית וצירית בתדירות גבוהה ויציבה באמצעות מנגנון היפוך. במהלך תהליך הקידוח של מכלול כלי הקידוח הקונבנציונלי, לאחר שקצה ה-PDC נכנס לתצורה, צבירת האנרגיה של כלי הקידוח העליון צריכה לעלות על ערך קריטי מסוים כדי להתחיל בשבירת סלעים. לעומת זאת, כלי הפגיעה המורכב ממיר את אנרגיית הנוזל של נוזל הקידוח לאנרגיית פגיעה, ומספק כוח פגיעה בתדירות גבוהה ויציבה לקידוח. בדרך זו, מאמץ שבירת הסלע יכול להגיע במהירות למאמץ הקריטי לגזירת התצורה, מה שמשפר מאוד את יעילות הגזירה של קצה ה-PDC. יחד עם זאת, בשל הפחתת התנודות של מאמץ שבירת הסלע ומומנט, מועיל לקידוח לבצע חיתוך אחיד בתחתית הבאר, ובכך לבטל את המאמץ הגבוה במיוחד המיידי על קצה ה-PDC תחת כלי קידוח קונבנציונליים. לכן, המאמץ על קצה הקידוח הופך אחיד ויציב יותר, ובכך מאריך את חיי השירות של קצה ה-PDC ומגדיל את זמן העבודה של קצה קידוח בודד.

4.2 ניתוח הסתגלות

בהשוואה ל-torque impactor, ה-compound impactor מגביר את אנרגיית הפגיעה האורכית. תיאורטית, יעילות שבירת הסלעים שלו גבוהה יותר, והוא מתאים יותר לשימוש בתצורות צפופות. תחת אותו גודל, לחץ הקידוח האופטימלי של ה-compound impactor גבוה מעט מזה של torque impactor. עבור ה-compound impactor, מקדח המקדח צריך להיות בעל עמידות חזקה יותר בפני פגיעות, ויש שיניים בולמות זעזועים המפוזרות לצד שיני החיתוך העיקריות של המקדח, מה שמגן ביעילות על המקדח. בעת קידוח בתצורות קשות ותצורות שוחקות מאוד, בחירת מקדח PDC מסדרת HPM יכולה להשיג איזון מושלם בין מהירות קידוח למרחק.

5מסקנות ותחזית

מאמר זה בוחן ומציג כלים נפוצים להגדלת מהירות קידוח. באמצעות ניתוח העקרונות, המאפיינים והיקפי היישום של כלים אלה, התוצאות מראות שסוגים שונים של כלים להגדלת מהירות קידוח מתאימים לתנאים גיאולוגיים ודרישות קידוח שונות. יחד עם זאת, בשל עלויות השימוש השונות של כלים שונים, יש לשקול את בחירת כלים להגדלת מהירות קידוח גם מנקודת מבט כלכלית.

עבור מחקר עתידי, מוצע לבצע מההיבטים הבאים: מחקר נוסף של מנגנון הפעולה של מהירות קידוח - הגדלת כלים, אופטימיזציה של תכנון הכלים ושיפור יכולת ההסתגלות והיעילות שלהם; שילוב טכנולוגיות כגון בינה מלאכותית וביג דאטה כדי לממש את האינטליגנציה והניטור מרחוק של מהירות קידוח - הגדלת כלים, ולשפר את הבטיחות והיעילות של פעולות קידוח; הרחבת היישום של מהירות קידוח - הגדלת כלים בתחומים אחרים, כגון בארות מים, בארות גז ובארות גיאותרמיות, כדי לענות על צרכי הפיתוח החברתי והכלכלי.

איש קשר: ג'סי ג'ואו

נייד/וואטסאפ: 0086-18109206861+
אֶלֶקטרוֹנִי:landrill@landrilltools.com
אינטרנט:www.landrilltools.com