Հորատման արագությունը մեծացնող գործիքների հետազոտություն

Ներկայումս հորատման արագությունը մեծացնող գործիքները հիմնականում բաժանվում են երկու կատեգորիայի՝ մեխանիկական տեսակի և հիդրավլիկ տեսակի: Մեխանիկական գործիքներն օգտագործում են կշռի վրա գլանը (WOB)՝ հարվածային ուժ ստեղծելու համար, որն արդյունավետորեն բարելավում է ապարների կոտրման արդյունավետությունը կոշտ կազմավորումներում, սակայն կան խնդիրներ, ինչպիսիք են ուժեղ թրթռումը, բարձր էներգիայի սպառումը և հոգնածության պատճառով հեշտ վնասումը: Հիդրավլիկ գործիքներն օգտագործում են հորատման հեղուկ՝ հարվածային մուրճերը շարժելու համար՝ համատեղելով հարվածը, պտույտը և շիթը՝ ապարը կոտրելու համար: Դրանք ունեն զգալի առավելություններ ներթափանցման արագության (ROP) բարձրացման, հորատանցքի շեղման վերահսկման և գլանի կյանքի տևողության երկարացման հարցում, սակայն ընդհանուր առմամբ ունեն խնդիրներ, ինչպիսիք են մեկ հարվածի հաճախականությունը և տարբեր կազմավորումների կարիքներին հարմարվելու դժվարությունը:

Հարվածային հորատման տեխնոլոգիան գործողության եղանակի համաձայն հիմնականում բաժանվում է երեք կատեգորիայի՝ պտտվող հարվածային տեխնոլոգիա, առանցքային հարվածային տեխնոլոգիա և առանցքային-պտտվող կոմպոզիտային հարվածային տեխնոլոգիա: Հարվածային հորատման էությունը արագությունը մեծացնելու համար գազի կամ հեղուկի ճնշման էներգիան առանցքային կամ պտտվող հարվածային մեխանիկական էներգիայի փոխակերպելն է՝ հարվածային մեխանիզմի միջոցով, որն անմիջապես կիրառվում է գլխիկի հետևի մասում՝ բարելավելով գլխիկի կտրման վիճակը և մեծացնելով գլխիկի ապառաժի արդյունավետությունը:

Պտտվող հարվածային հորատման տեխնոլոգիան վերջին տարիներին հորատման արագությունը բարձրացնող զարգացող տեխնոլոգիա է, որը հիմնականում օգտագործվում է PDC գլխիկների կողմից առաջացող «կպչուն սահքի» տատանումները լուծելու համար: Օգտագործման ժամանակ պտտվող հարվածային սարքը տեղադրվում է գլխիկի հետևի մասում: Իր ներքին կառուցվածքի շնորհիվ այն կարող է հեղուկի հիդրավլիկ էներգիան վերածել պտտվող հարվածային մեխանիկական էներգիայի: Գլուխը կոտրում է ապառաժը հորատման լարի կայուն վիճակի պտտող մոմենտի և հարվածային սարքի կողմից առաջացող հարվածային մոմենտի համակցված ազդեցության տակ:

Հետևյալ օրինակները ներկայացնում են երկու նորարարական գործիքներ

1. Հորատման արագությունը մեծացնող գործիք՝ կարգավորվող հարվածային հաճախականությամբ

Հաճախականությամբ կարգավորվող հիդրավլիկ հորատման արագությունը մեծացնող գործիքն ունի միջուկային հարվածային կառուցվածք, որը բաղկացած է կրողներից, ստորին լիսեռի մարմնից, մխոցային զույգերից, հարվածային մուրճից, գազի ծայրակից և այլ բաղադրիչներից։

Աշխատանքային սկզբունքը.Այն օգտագործում է հարվածային մուրճի վերին և ստորին խցիկներում հորատման հեղուկի կողմից առաջացած պարբերական ճնշման տարբերությունը՝ հարվածային մուրճը մեծ արագությամբ փոխադարձ շարժման մղելու համար, առաջացնելով առանցքային հարվածային ուժ, որն անմիջապես փոխանցվում է գլխիկին՝ ապարների կոտրմանը նպաստելու համար: Հիմնականն այն է, որ այս գործիքը կարող է կարգավորել հարվածի հաճախականությունը՝ փոխելով ստորին լիսեռի մարմնում սիմետրիկ անցքերի քանակը, այդպիսով հարմարվելով տարբեր կազմավորումների հորատման կարիքներին:

Հորատման արագությունը մեծացնող գործիքի կիրառումը՝ կարգավորելի հարվածային հաճախականությամբ

Դաշտային փորձարկում միջին-կարծրության ձևավանդակում. թվային մոդելավորմամբ ընտրված օպտիմալ հարվածային հաճախականության (16 Հց) հիման վրա, այս գործիքը փորձարկվել է Սինցզյանի նավթային հանքավայրի X1 հորատանցքում: Ուժեղ հղկողությամբ և ցածր ներթափանցման արագությամբ (ROP) ձևավանդակի հատվածում, պտուտակային հորատման գործիքի միջոցով հարակից հորատանցքի հետ համեմատությունը ցույց է տալիս, որ այս գործիքի օգտագործումից հետո մեկ վազքի մակերեսը աճել է 53%-ով, մեխանիկական ROP-ը՝ 27.0%-ով, արդյունավետորեն կրճատելով տեղաշարժերի քանակը և խնայելով շինարարության ժամանակահատվածը:

Դաշտային փորձարկում կարծր կազմավորումներում. թվային մոդելավորմամբ ընտրված օպտիմալ հարվածային հաճախականության (18 Հց) համաձայն, այս գործիքը փորձարկվել է Սինցզյան նավթահանքի X3 հորատանցքում ածխածնային անդեզիտային և բազալտային կազմավորումներում՝ վատ հորատման ունակությամբ։

Եզրակացություն. Արդյունքները ցույց են տալիս, որ այս գործիքի օգտագործումից հետո մեխանիկական ROP-ը զգալիորեն՝ 103.2%-ով, մեծանում է հարակից հորատանցքերի համեմատ, ինչը արդյունավետորեն ապացուցում է, որ այն կարող է զգալիորեն բարելավել հորատման արդյունավետությունը և կրճատել հորատման ցիկլը տարբեր կազմավորումներում։

2. Կոմպոզիտային հարվածային հորատման արագությունը մեծացնող գործիքի նախագծում

Նախագծված է հիդրավլիկ պտտվող հարվածային մեխանիզմ, որի միջուկը բաղկացած է երեք մասից՝ հոսքի բաշխման մեխանիզմ, հակադարձ մեխանիզմ և հարվածային մեխանիզմ։

Շարժման գործընթաց. Սկզբում (վիճակ a), բարձր ճնշման հեղուկը մտնում է հիդրավլիկ մուրճի ձախ խոռոչ՝ շրջադարձային փականի միջուկի ձախ հոսքի ալիքով, մղելով հիդրավլիկ մուրճը և փականի միջուկը՝ միասին պտտվելու ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ, մինչև հիդրավլիկ մուրճը հարվածի հիդրավլիկ մուրճի նստատեղին (վիճակ b): Հարվածից հետո բարձր ճնշման հեղուկը մտնում է հիդրավլիկ մուրճի և փականի միջուկի կողմից ձևավորված աջ խոռոչը՝ աջ կառավարման հոսքի ալիքով, մղելով փականի միջուկը՝ շարունակելու պտտվել ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ դեպի շրջադարձային դիրք (վիճակ c), այնպես որ բարձր ճնշման հեղուկը անցնում է աջ հոսքի ալիք և մտնում հիդրավլիկ մուրճի աջ խոռոչը՝ մղելով հիդրավլիկ մուրճը և փականի միջուկը պտտվելու ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ (վիճակ c): Մինչև հիդրավլիկ մուրճը կրկին հարվածի հիդրավլիկ մուրճի նստատեղին (վիճակ d), բարձր ճնշման հեղուկը մտնում է ձախ խոռոչ՝ ձախ կառավարման հոսքի ալիքով, մղելով փականի միջուկը՝ պտտվելու ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ՝ շրջադարձի համար և վերադառնալով սկզբնական վիճակին (վիճակ a): Սա ցիկլ է անցնում՝ առաջացնելով բարձր հաճախականության փոխադարձ պտտվող հարված՝ անընդհատ շրջադարձի և հեղուկի կողմից առաջացած հարվածի միջոցով:

Աշխատանքային սկզբունքը.Հեղուկը (ցեխը) վերին միացման և ուղղորդող խողովակի միջոցով հոսքի բաշխման թևքի մեջ հոսելուց հետո այն բաշխվում է հակադարձ մեխանիզմին և հարվածային մեխանիզմին, և հեղուկի երկու ուղիները բաժանվում են հոսքի բաշխման թիթեղով։ Հետագայում հեղուկը անցնում է մանդրելի ներսում գտնվող ծայրակալով՝ ձևավորելով բարձր և ցածր ճնշման գոտիներ դրանից առաջ և հետո։ Հակադարձ փականի միջուկը պտտվում է ճնշման տարբերության ազդեցությամբ՝ կառավարելով հիդրավլիկ մուրճի ձախ և աջ խոռոչները, որոնք հերթագայորեն միանում են բարձր և ցածր ճնշման գոտիներին, ինչը ստիպում է հիդրավլիկ մուրճին փոխադարձ հարվածել հիդրավլիկ մուրճի նստատեղին ճնշման տարբերության ազդեցությամբ, այդպիսով առաջացնելով բարձր հաճախականության փոխադարձ պտտվող հարված։

1-Վերին ենթաբաժին; 2-Արտաքին պատյան; 3-Ուղղորդող խողովակ; 4-Հոսքի բաշխման թևք; 5-Հոսքի բաշխման թիթեղ; 6-Բոլտ; 7-Վերին հենարանային օղակ; 8-Հիդրավլիկ մուրճի նստատեղ; 9-Հիդրավլիկ մուրճ; 10-Հակադարձող փականի միջուկ; 11-Ստորին հենարանային օղակ; 12-Մանդրել; 13-Ստորին ենթաբաժին;

Շրջադարձային հարվածային մեխանիզմի կառուցվածքի սխեմատիկ դիագրամ

Պտտվող հարվածային մեխանիզմի շարժման գործընթացը

Նախագծված է մի տեսակ առանցքային հարվածային մեխանիզմ: Հիդրավլիկ առանցքային հարվածային սարքերը հիմնականում բաժանվում են երկու տեսակի՝ փականային և անփական: Փականային տիպի հարվածային սարքերի ներքին կառուցվածքը բարդ է, և դրանց հուսալիությունը՝ ցածր. անփականային տեսակները հիմնականում ներառում են ռեակտիվ և ռեակտիվ ներծծող տեսակներ, որոնցից ռեակտիվ տեսակն ունի կարճ ծառայության ժամկետ: Ռեակտիվ ներծծող հիդրավլիկ հարվածային սարքը ունի պարզ կառուցվածք, իրականացնում է հարված՝ հիմնվելով ռեակտիվ ներգրավման և ջրային հարվածի տատանման ազդեցության վրա, ունի քիչ ներքին շարժվող մասեր և խոցելի մասեր չունի, և կարող է ավելի լավ հարմարվել բարդ հորատանցքային պայմաններին:

1-Վերին ծայրակալի նստատեղ; 2-Վերին ծայրակալ; 3-Վերին փական; 4-Վերին փականի թևք; 5-Երկրորդային ծայրակալ; 6-Առանցքային արտաքին պատյան; 7-Հենարանային թևք; 8-Հարվածային մուրճ; 9-Մուրճի գլխիկ; 10-Մուրճի նստատեղ; 11-Պաշտպանիչ գլխարկ; 12-Առանցքային հարվածային մեխանիզմի վեցանկյուն միացման աշխատանքի սկզբունքը։

Սկզբնական հոսքի և ճնշման տարբերության ձևավորում. Բարձր ճնշման հեղուկը վերին ծայրակալի միջով ձևավորում է բարձր արագությամբ շիթ: Շիթերի ներգրավման և դրոսելային էֆեկտի համակցված ազդեցության ներքո ճնշման տարբերություններ են ձևավորվում վերին փականի վերին և ստորին խցիկներում, ինչպես նաև հարվածային մուրճի արտաքին վերին խցիկի և մուրճի գլխիկի ստորին ծայրի միջև:

Բաղադրիչների վերև շարժում և հոսքի խողովակի կնքում. Իրենց համապատասխան ճնշման տարբերությունների պատճառով վերին փականը շարժվում է վերև, իսկ հարվածային բաղադրիչները (երկրորդական ծայրակալ, հարվածային մուրճ և մուրճի գլխիկ) նույնպես շարժվում են վերև, մինչև երկրորդական ծայրակալը դիպչի վերին փականին և կնքի հոսքի խողովակը։

Ջրային մուրճի առաջացում և հոդի ներքևի շարժում. Հոսքի ջրանցքի ակնթարթային փակումը առաջացնում է ջրային մուրճի տատանում, և խցիկում ճնշումը կտրուկ բարձրանում է՝ ստիպելով վերին փականը և հարվածային բաղադրիչները միասին արագանալ ներքև։

Իներցիոն հարված և ցիկլի վերականգնում. Վերին փականի ստորին սահմանային դիրքի տեղափոխվելուց հետո, հարվածային բաղադրիչները շարունակում են շարժվել ներքև իներցիայի տակ և վերջապես հարվածում են մուրճի նստատեղին՝ առանցքային հարվածն ավարտելու համար: Հարվածից հետո հոսքի ալիքը վերադառնում է հարթ վիճակի, և մեխանիզմը վերագործարկվում է բիթի վրա քաշի (WOB) ազդեցության տակ՝ սկսելով հաջորդ ցիկլը:

Կապ:Ջեսի Չժոու

Բջջային/Whatsapp:+0086-18109206861
Էլ․ հասցե՝energy@landrilltools.com