Розширення та напрямок розвитку грязьового двигуна

1. Огляд

Гідравлічний двигун — це об'ємний буровий інструмент для динамічного буріння свердловин, який працює від бурового розчину та перетворює енергію тиску рідини на механічну енергію. Коли буровий розчин, що перекачується буровим насосом, протікає через байпасний клапан у двигун, на вході та виході двигуна утворюється певна різниця тиску, ротор обертається навколо осі статора, а швидкість і крутний момент передаються на бур через універсальний вал і приводний вал, що забезпечує буріння.

Як двигун у процесі буріння нафтових свердловин, забойний двигун відіграє надзвичайно важливу роль. Використання забойних двигунів може збільшити швидкість буріння, зменшити кількість рейсів, точно досягти цільового шару та скоротити час регулювання та контролю. З розвитком технології буріння поступово розробляються система вимірювання поблизу долота, система моніторингу стану забойного двигуна в режимі реального часу, автономний електричний забойний двигун та система роторного керування з двома забойними двигунами на основі забойного двигуна, що дозволяє розширити та розвинути функцію забойного двигуна на основі високої потужності.

2. Система вимірювання поблизу долота типу бурового двигуна

Система вимірювання поблизу долота вимірює дані про нахил, температуру, гамма-коефіцієнт та швидкість обертання в положенні, найближчому до долота, і може бути розширена для збільшення ваги долота, крутного моменту та інших параметрів. Традиційна система вимірювання поблизу долота встановлена ​​між долотом та гідравлічним двигуном, а бездротова технологія короткого проходження використовується для передачі даних вимірювання поблизу долота до приймального ніпеля, підключеного до гідродинамічного буріння (MWD) у верхньому кінці гідравлічного двигуна. Потім дані передаються на землю через MWD для виявлення.

Система вимірювання поблизу долота для гідродвигуна має вбудовані в статор гідродвигуна блоки вимірювання гамма-випромінювання та відхилення, а також використовує єдину шину FSK для передачі даних з MWD, що значно підвищує надійність зв'язку. Крім того, оскільки між гідродвигуном та буровим долотом немає ущільненої труби, нахил пласта бурового інструменту не змінюється, а ризик його поломки зменшується, що підвищує безпеку буріння. Система вимірювання поблизу долота для гідродвигуна, не змінюючи довжини оригінального гідродвигуна, поєднує подвійні функції динамічного буріння та вимірювання поблизу долота, завдяки чому цей важкий двигун гідродвигуна має пару «очей», що забезпечують живлення для бурового проекту та вказують напрямок.

3. технологія самоелектричного грязьового двигуна

Самоелектричний буровий двигун, використання обертання ротора бурового двигуна через гнучкий вал або вилкову структуру для усунення обертання ротора, а потім підключення до генератора для вироблення електроенергії, може забезпечити живлення для бездротової системи вимірювання буріння MWD та бурового двигуна поблизу системи вимірювання долота, таким чином вирішуючи проблему відходів та забруднення навколишнього середовища, спричинених використанням батарей.

4. Система моніторингу стану грязьового двигуна в режимі реального часу

Система моніторингу стану гідроциліндрів у режимі реального часу, встановлює датчики в тих частинах, де гідроциліндр легко виходить з ладу, наприклад, додає тензодатчики на різьбу верхнього кінця блоку запобігання падінню, щоб виявити, чи не ослаблене різьбове з'єднання. Крім того, вимірювання часу на роторі гідроциліндрів може відраховувати загальний час роботи гідроциліндрів під землею, і його необхідно вчасно замінити, коли досягнуто терміну служби гідроциліндрів. Водночас, датчик вимірювання швидкості встановлений на роторі гідроциліндрів, а датчик вимірювання крутного моменту та тиску встановлений на трансмісійному вузлі для визначення робочого стану гідроциліндрів у режимі реального часу, щоб земля могла розуміти робочий стан гідроциліндрів під землею, що може забезпечити довідкові дані для оптимізації проектування гідроциліндрів та процесу буріння.