در دنیای رقابتی استخراج نفت ، هر پا از حفر شده نشان دهنده زمان ، پول و خطر ایمنی است. بهینه سازی کارایی حفاری نه تنها هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد بلکه اثرات زیست محیطی را به حداقل می رساند و کیفیت چاه را بهبود می بخشد. با استفاده از اعمال ابزارهای حفاری پیشرفته -از جمله رشته مته ، بیت مته تریکون ، بیت های PDC و موتورهای مته-اپراتورها می توانند به طور قابل توجهی سرعت نفوذ را تسریع کنند ، زمان غیر تولیدی را کاهش دهند و عمر تجهیزات آنها را افزایش دهند. در این مقاله به بررسی نحوه انتخاب ، نگهداری و استقرار این مؤلفه های کلیدی برای دستیابی به عملکرد برتر در حفاری های عمیق ، حفاری سنگ سخت ، حفاری دریایی و استخراج عمومی روغن می پردازیم.
1. درک کارآیی حفاری
قبل از غواصی به ابزارهای خاص ، مهم است که تعریف کنید که 'راندمان حفاری' به چه معنی است. به عبارت ساده ، کارایی حفاری حجم سنگ یا تشکیل در هر واحد برداشته شده است ، که توسط عواملی مانند:
میزان نفوذ (ROP) : چند پا/متر در ساعت حفر می شود.
هزینه حفاری در هر پا : کل هزینه های عملیاتی تقسیم شده بر اساس فیلم حفر شده.
استفاده از تجهیزات : درصد زمان دکل و ابزارها در مقابل بیکار کار می کنند.
عمر و دوام بیت : قبل از نیاز به تعویض ، چه مدت بیت مته مؤثر است.
بنابراین ، بهینه سازی راندمان ، نیاز به سرعت تعادل (ROP بالا) با قابلیت اطمینان دارد (به حداقل رساندن کمی کسل کننده ، سایش ابزار و خرابی بدون برنامه ریزی). ترکیب مناسب ابزارهای پیشرفته حفاری می تواند به اعتصاب این تعادل کمک کند.
2. نقش رشته مته در کارآیی
رشته مته ستون فقرات هر عملیات حفاری است. گشتاور چرخشی ، وزن و مایع حفاری را از سطح به بیت در سوراخ پایین منتقل می کند. یک مته به خوبی طراحی شده و به درستی نگهداری شده می تواند به طرز چشمگیری بر راندمان حفاری تأثیر بگذارد.
2.1 طراحی و مواد مته مته
انتخاب مواد : فولادهای آلیاژ با مقاومت بالا و اتصالات برتر در برابر خستگی ، تنش و استرس پیچشی مقاومت می کنند.
پیکربندی رشته : استفاده از لوله های مته سنگین وزن (HWDP) در بالای یقه های مته ، هم وزن خود را بر روی بیت (WOB) و هم جذب شوک فراهم می کند و باعث کاهش لرزش و خستگی دریل می شود.
قلاده های شناور و زیر شوک : نصب شده در بالای بیت ، این مؤلفه ها مانع از جریان برگشتی و لرزش محوری و پیچشی می شوند و طول عمر هر دو رشته مته و بیت را حفظ می کنند.
2.2 مدیریت گشتاور و کشیدن
روان کننده ها و مرکز دهنده ها : کاهش اصطکاک بین رشته مته و دیواره های چاه باعث افزایش چرخش و کاهش تقاضای گشتاور می شود ، به خصوص در چاه های گسترده و بسیار منحرف.
مایعات حفاری : وزن و رئولوژی بهینه شده گل و لای کمک می کند تا قلمه ها را به طور موثر و خنک کردن رشته مته به بالا بکشید و از بروز حوادث لوله گیر و گشتاور بیش از حد جلوگیری کنید.
2.3 نظارت بر زمان واقعی
Telemetry Downhole : ابزارهای اندازه گیری-ضمن حفاری (MWD) و ورود به سیستم-در حالی که حفر شده (LWD) که در رشته دریل ادغام شده اند ، داده های زمان واقعی را در مورد گشتاور ، لرزش و شوک ارائه می دهند. پاسخ دادن به صورت پویا به این خوانش ها ، اپراتورها را قادر می سازد WOB ، RPM و نرخ جریان را برای به حداکثر رساندن ROP تنظیم کنند.
3. انتخاب و استفاده از بیت های مته Tricone
بیت مته Tricone ، هنگامی که اسب کار حفاری چاه نفت ، به دلیل استحکام و تطبیق پذیری آن برای برخی از سازندها و برنامه های کاربردی مرتبط باقی می ماند.
3.1 انواع و برنامه های تریکون
مخروط های دندان آسیاب : ایده آل برای سازندهای نرم و متوسط مانند شیل یا ماسه سنگ. دندانهای فولادی بیرون زده و سنگ را خرد می کنند و در محیط های غیر ساینده ، ROP خوبی را فراهم می کنند.
مخروط های درج تنگستن-کربید (TCI) : مناسب برای سازندهای متوسط تا سخت یا ساینده ، جایی که درج کاربید در برابر پوشیدن بهتر از دندانهای فولادی مقاومت می کند.
یاتاقان های مهر و موم شده در مقابل یاتاقان های باز : یاتاقان های مهر و موم شده در مایعات حفاری پر سر و صدا و ساینده طولانی تر می شوند ، در حالی که یاتاقان های باز می توانند در محیط های پاک تر اقتصادی تر باشند.
3.2 بهینه سازی عملکرد تریکون
WOB و RPM صحیح : WOB بیش از حد می تواند مخروط ها را ترک کند. خیلی کم Rop را کاهش می دهد. به همین ترتیب ، RPM باید نیروی تأثیر را با زندگی بیت متعادل کند.
انتخاب نازل : جت مناسب قلمه ها را از صورت بیت خارج می کند و یاتاقان ها را خنک می کند. اندازه و تعداد نازل باید با بار قلمه های تشکیل و ظرفیت پمپ دکل مطابقت داشته باشد.
هیدرولیک بیت : اطمینان از سرعت حلقوی کافی (معمولاً> 100 فوت در دقیقه) از تسویه قلمه ها و بالشتک بیت در خشتهای چسبنده جلوگیری می کند.
3.3 نگهداری و بازرسی
ضخامت مخروط و سایش بلبرینگ : به طور مرتب برش ها و یاتاقان های مخروطی مخروطی را برای علائم گودال یا گلزنی بازرسی کنید. هنگامی که ROP زیر یک آستانه خاص تشکیل قرار می گیرد ، بیت ها را جایگزین کنید.
جوان سازی بیت : برای برخی از پروژه ها ، مخروط های فرسوده مجدداً دستگاه را می توان با کاهش هزینه ، عمر بیت را افزایش داد.
4. استفاده از بیت های PDC برای سازندهای سخت و لایه بندی شده
بیت های پلی کریستالی الماس (PDC) با ارائه ROP بالا و زندگی طولانی در بسیاری از سازندها ، حفاری را انقلابی ایجاد کرده اند. برش های برش ثابت آنها به جای خرد کردن سنگ ، آنها را برای سازندهای متوسط تا سخت ، شیل های چند لایه و ماسه های درهم تنیده ایده آل می کند.
4.1 ویژگی های طراحی بیت PDC
چیدمان برش و زاویه پشتی : کاهش پرخاشگری و جریان تراشه را تعیین می کند. زاویه های رو به جلو ROP را بهبود می بخشد. رک پشت باعث افزایش دوام در سنگ ساینده می شود.
بهینه سازی هیدرولیک : جت ها به کارگردانی ردیف های برش قلمه ها و دما را تثبیت می کنند. طراحی هیدرولیک مناسب از بیت بالشتک و گرمای بیش از حد برش جلوگیری می کند.
تعداد تیغه ها و مشخصات : تیغه های بیشتر باعث افزایش دوام می شوند. تیغه های کمتر و گسترده تر باعث تمیز کردن بهتر و ROP در سازندهای چسبنده می شوند.
4.2 تطبیق بیت های PDC با انواع تشکیل
ماسه سنگ متوسط : بیت های استاندارد PDC با پرخاشگری متعادل از بیت های تریکون فراتر از عمل ، 20-50 ٪ ROP سریعتر را ارائه می دهد.
کربناتهای سخت و ساینده : حق بیمه ، برش های PDC مقاوم در برابر سایش با زاویه های پشتی بالاتر با مقاومت در برابر سایش لبه ، عمر بیت را افزایش می دهند.
توالی شیل/شن و ماسه لایه ای : بیت هایی با پروفایل های برش متغیر با تغییر سنگ شناسی ، کاهش توپ و لرزش بیت سازگار هستند.
4.3 بهترین روش برای استقرار PDC
رمپ های اولیه WOB و RPM : به صورت محافظه کارانه شروع کنید ، سپس بر اساس داده های گشتاور و لرزش در زمان واقعی ، به پارامترهای بهینه بروید.
نظارت بر ساختار برش : از سنسورهای گشتاور MWD/LWD و شوک برای تشخیص علائم اولیه آسیب برش یا لرزش استفاده کنید.
تغییر مجدد و تمیز کردن : تنظیم مجدد دوره ای با بازکن سوراخ یا بیت PDC با نسخه سنجی قطر سوراخ را حفظ کرده و از بسته بندی جلوگیری می کند.
5. ادغام موتورهای مته برای کنترل جهت و قدرت
موتورهای مته یا موتورهای گل ، انرژی هیدرولیک را از مایعات حفاری به چرخش مکانیکی در بیت تبدیل می کنند. آنها برای حفاری های جهت دار ، برنامه های با مساحت بالا و بخش هایی که چرخش سطح محدود است بسیار مهم هستند.
5.1 انواع موتورهای مته
موتورهای جابجایی مثبت (PDMS) : از مجامع روتور/استاتور مارپیچ برای تحویل گشتاور صاف استفاده کنید ، ایده آل برای چاههای جهت دار که نیاز به سرعت مداوم در بارهای متغیر دارند.
موتورهای توربین : RPM بسیار بالا را در گشتاور کم ارائه دهید ، برای بخش های سوراخ با زاویه بالا یا برنامه های سوراخ باریک مفید است.
5.2 افزایش راندمان حفاری جهت دار
مونتاژ زیر خم و حرکتی : یک محفظه خم یا خم زیر بیت را در جهت مورد نظر کاهش می دهد وقتی که مونتاژ به درستی جهت گیری شود و نرخ ساخت/افت دقیق را فراهم می کند.
Systems Rotary Steable (RSS) : موتورهای پیشرفته لنت های فرمان و سنسورهای پایین را برای تصحیح مسیر چاه مداوم و بدون تردید ادغام می کنند و باعث افزایش فیلم های روزانه تا 30 ٪ می شوند.
5.3 بهینه سازی موتور مته
تطبیق سرعت جریان : اطمینان حاصل کنید که خروجی پمپ مشخصات طراحی موتور مطابقت دارد - قطره های بسیار کم و گشتاور. خیلی زیاد و استاتور ممکن است زودرس لغزیده یا بپوشد.
انتخاب مواد استاتور : الاستومرها باید در برابر سایش ، درجه حرارت بالا و حمله شیمیایی از مایعات حفاری مقاومت کنند.
تنظیمات زمان واقعی : گشتاور ، سرعت و زاویه خم از طریق تله متری MWD برای حفظ ROP و مسیر بهینه کنترل و تنظیم می شوند.
6. استراتژی های جامع برای به حداکثر رساندن عملکرد ابزار
فراتر از انتخاب ابزارهای فردی ، بهینه سازی کارایی حفاری نیاز به یک رویکرد یکپارچه دارد:
6.1 مهندسی مایع حفاری
تمیز کردن سوراخ پایین : چگالی سیال و ویسکوزیته را برای حداکثر حمل و نقل قلمه ، به حداقل رساندن بسته های بسته و گشتاور بهینه کنید.
مواد افزودنی روانکاری : اصطکاک را در رشته و بیت مته کاهش دهید ، گشتاور را پایین بیاورید و بکشید.
کنترل رئولوژی : نقاط قوت ژل متعادل ضمن حفظ قابلیت های تمیز کردن سوراخ ، از بیداری جلوگیری می کنند.
6.2 تجزیه و تحلیل داده های زمان واقعی
اتوماسیون حفاری : الگوریتم ها WOB ، RPM و جریان را بر اساس حسگرهای لرزش و گشتاور پایین سوراخ تنظیم می کنند و بیت را در نقطه شیرین خود حفظ می کنند.
تعمیر و نگهداری پیش بینی کننده : تشخیص الگوی سایش در بیت ها و موتورها باعث می شود قبل از افت عملکرد ، تغییرات ابزار پیشگیرانه را تغییر دهد.
6.3 هماهنگی دکل و خدمه
روشهای عملیاتی استاندارد (SOPS) : پروتکل های واضح تعریف شده برای اجرای بیت ، اتصال/شکستن اتصال ، و رفع قوام و کاهش خطای انسانی.
آموزش و صلاحیت : آموزش دستی در استقرار ابزار پیشرفته ، مدل سازی گشتاور و ترسیم و تفسیر داده های در زمان واقعی ، خدمه را قادر می سازد تا به سرعت در برابر رویدادهای پایین آویزان شوند.
7بشر پایان
بهینه سازی راندمان حفاری در استخراج روغن به انتخاب و استفاده از ابزارهای پیشرفته مانند رشته های مته ، بیت های Tricone یا PDC و موتورهای مته بستگی دارد. یک رویکرد جامع که یکپارچه سازی فناوری برش ، پرسنل ماهر و داده های زمان واقعی منجر به ROP سریعتر ، عمر بیت طولانی تر و کاهش هزینه ها می شود.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد افزایش عملیات حفاری خود ، به شرکت تجهیزات ماشین آلات Shandong Xilong ، Ltd. مراجعه کنید ابزارها و راه حل های حفاری پیشرفته می توانند به بهبود کارآیی و ایمنی کمک کنند. امروز با آنها تماس بگیرید تا دریابید که چگونه می توانند نیازهای حفاری شما را پشتیبانی کنند.
شرکت ما اصرار دارد که نوآوری مداوم فن آوری ، تعالی پورسورس باشد و مشتریان ما را با کیفیت عالی ، کیفیت قابل اعتماد ، قیمت مناسب و خدمات ملاحظه بازگرداند.
