Jak zoptymalizować wydajność wiercenia za pomocą zaawansowanych narzędzi i wyposażenia wiercenia

W konkurencyjnym świecie ekstrakcji ropy każda stopa dobrze wywiercona reprezentuje czas, pieniądze i ryzyko bezpieczeństwa. Optymalizacja wydajności wiercenia nie tylko obniża koszty operacyjne, ale także minimalizuje wpływ na środowisko i poprawia jakość odwiertu. Poprzez dźwignię Zaawansowane narzędzia wiercenia -w tym ciąg wiertnicza, bit wiertła trikonu, bity PDC i silniki wiertarskie-operatorzy mogą znacznie przyspieszyć szybkości penetracji, skrócić czas nieproduktywny i wydłużyć żywotność swojego sprzętu. W tym artykule bada sposób wyboru, utrzymywania i wdrażania tych kluczowych elementów, aby osiągnąć najwyższą wydajność w głębokim wierceniu, wierceniu twardym, wierceniu na morzu i ogólnej ekstrakcji oleju.

1. Zrozumienie wydajności wiercenia

Przed zanurzeniem się w określone narzędzia ważne jest, aby zdefiniować, co oznacza „wydajność wiercenia”. Mówiąc najprościej, wydajność wiercenia to objętość skały lub formacji usuniętej na jednostkę czasu, ważony czynnikami takimi jak:

• Szybkość penetracji (ROP) : ile stóp/metrów jest wierconych na godzinę.

• Koszt wiercenia na stopę : całkowite koszty operacyjne podzielone przez wywiercenie materiału.

• Wykorzystanie sprzętu : Procent czasu RET i narzędzia działają w porównaniu do bezczynności.

• Żywotność i trwałość : jak długo wiertło pozostaje skuteczne przed potrzebą wymiany.

Dlatego optymalizacja wydajności wymaga równoważenia (wysoka ROP) z niezawodnością (zminimalizowane bitowe matowe, zużycie narzędzia i nieplanowane przestoje). Właściwa kombinacja zaawansowanych narzędzi wiertniczych może pomóc w osiągnięciu równowagi.

2. Rola struktury wiertniczej w wydajności

String wiertła jest kręgosłupem dowolnej operacji wiercenia. Przekazuje obrotowy moment obrotowy, wagę i płyn wiertący z powierzchni do bitu w dolnej otworu. Dobrze zaprojektowany i odpowiednio utrzymany ciąg wiertnicza może dramatycznie wpływać na wydajność wiercenia.

2.1 Projektowanie i materiał sznurka wiertła

• Wybór materiału : Stale stopowe o wysokiej wytrzymałości i połączenia premium odpowiadają zmęczeniu, napięciu i naprężeniu skrętnym.

• Konfiguracja struny : Zastosowanie ciężkich rur wiertniczych (HWDP) nad kołnierzem wiertącym zapewnia zarówno ciężarowe (WOB), jak i wchłanianie wstrząsu, zmniejszenie wibracji i zmęczenia rurą wiertarką.

• Float Collars i Shock Subs : Zainstalowane powyżej bitu, komponenty te zapobiegają przepływowi wstecznemu i tłumienie wibracji osiowych i skrętnych, zachowując żywotność zarówno wiertła, jak i bitu.

2.2 Zarządzanie momentem obrotowym i oporu

• Smarowniki i centralizatory : Zmniejszenie tarcia między sznurkiem wiertniczym a ścianami odwiertu zwiększa rotację i zmniejsza zapotrzebowanie na moment obrotowy, szczególnie w studzience o rozszerzonym i wysoce odchylonym.

• Płyny wiertnicze : zoptymalizowana masa błota i reologia pomagają skutecznie podnosić sadzonki i schłodzić sznur wiertkowy, zapobiegając incydentom złożonym i nadmiernym momencie obrotowym.

2.3 Monitorowanie w czasie rzeczywistym

• Telemetria w dół : narzędzia z przewizykowaniem pomiaru (MWD) i logowania (LWD) zintegrowane z ciągiem wiertniczym zapewniają dane w czasie rzeczywistym dotyczące momentu obrotowego, wibracji i wstrząsu. Reagowanie dynamicznie na te odczyty umożliwia operatorom dostosowanie WOB, RPM i prędkości przepływu w celu maksymalizacji ROP.

3. Wybór i używanie bitów wiertła tricone

Tricone wiertło, gdy konlik roboczy w wierceniu olejowym pozostaje istotny dla niektórych formacji i zastosowań ze względu na jego odporność i wszechstronność.

3.1 Typy i zastosowania tricone

• Milled-zębowe stożki : Idealne do miękkich i średnich formacji, takich jak łupek lub piaskowiec. Wystawiające stalowe zęby krusza i wyciąga skałę, zapewniając dobry ROP w środowiskach niebrazowych.

• Stożki wkładki wolframu-węglowodanów (TCI) : DOBRE DO FORMATACJI STÓWNEJ I STRUBATIVE, W których wkładki węglika odporne na zużycie lepiej niż zęby stalowe.

• Uszczelnione łożyska vs. łożyska otwarte : łożyska uszczelnione trwają dłużej w hałaśliwych, ściernych płynach wiertniczych, podczas gdy otwarte łożyska mogą być bardziej ekonomiczne w środowiskach czystszych.

3.2 Optymalizacja wydajności tricone

• Prawidłowe WOB i RPM : Zbyt dużo WOB może złamać stożki; Zbyt mało zmniejsza ROP. Podobnie RPM musi zrównoważyć siłę uderzenia z życiem bitowym.

• Wybór dyszy : Właściwe odrzutowanie usuwa sadzonki z twarzy bitu i ochładza łożyska. Rozmiar i liczba dyszy powinny pasować do ładunków formacji i pojemności pompy platformy.

• Hydraulika bitów : zapewnienie odpowiedniej prędkości pierścieniowej (zwykle> 100 stóp/min) zapobiega osiedleniu się sadzonek i balansowania w lepkich glin.

3.3 Konserwacja i kontrola

• Grubość stożka i zużycie łożyska : Regularnie sprawdzaj noży i łożyska miernika stożkowego pod kątem oznak sztabu lub punktacji. Wymień bity, gdy ROP spadnie poniżej progu specyficznego dla formacji.

• Odmładzanie bit : w przypadku niektórych projektów ponowne zamykanie lub ponowne uruchomienie noszonych stożków może wydłużyć żywotność przy obniżonych kosztach.

4. Wykorzystanie bitów PDC do formacji twardych i warstwowych

Bity polikrystaliczne Diamond Compact (PDC) zrewolucjonizowały wiercenie, oferując wysoką żywotność ROP i długoterminową w wielu formacjach. Ich ustalone noża do konstrukcji ścinają, a nie krusza skałę, co czyni je idealnymi do formacji średniej i twardej, laminowanych łupków i piasków złożonych.

4.1 Funkcje projektowania bitów PDC

• Układ noża i kąt wstrząsu : określa agresywność cięcia i przepływ wiórów. Kąty do przodu poprawiają ROP; Rake z tyłu zwiększa trwałość w skale ściernej.

• Optymalizacja hydrauliczna : strumienie skierowane do rzędów noża spłukiwania i stabilizują temperaturę. Właściwa konstrukcja hydrauliczna zapobiega balowaniu bitom i przegrzaniu noża.

• Liczba ostrzy i profil : Więcej ostrzy zwiększa trwałość; Mniej, szersze ostrza promuje lepsze czyszczenie i ROP w lepkich formacjach.

4.2 Dopasowanie bitów PDC do typów formacji

• Piaskowiec średnio-twardy : standardowe bity PDC o zrównoważonym agresji przewyższające bity tricone, oferujące 20–50% szybszego ROP.

• Twarde, ścierne węglany : premium, oporne na ścieranie noży PDC o wyższych kątach wstecznej rozciągają żywotność, odporąc na zużycie krawędzi.

• Sekwencje łupków/piasku warstwowego : bity o zmiennych profilach noża dostosowują się do zmieniającej się litologii, zmniejszania balowania bitów i wibracji.

4.3 Najlepsze praktyki wdrażania PDC

• Początkowe rampy WOB i RPM : Rozpocznij zachowawczo, a następnie zwiększaj optymalne parametry oparte na danych momentu obrotowego i wibracji w czasie rzeczywistym.

• Monitorowanie struktury cięcia : Użyj momentu obrotowego MWD/LWD i szokuje czujniki, aby wykryć wczesne oznaki uszkodzenia lub wibracji noża.

• Rozważanie i czyszczenie : okresowe rozwiercie z otwieraczem otwieracza lub miernikiem PDC utrzymują średnicę otworu i zapobiegają pakiecie.

5. Integrowanie silników wiertniczych do kontroli kierunkowej i zasilania

Silniki wiercenia lub silniki błotne przekształcają energię hydrauliczną z płynów wiertniczych w obrót mechaniczny przy bitwie. Mają kluczowe znaczenie dla wiercenia kierunkowego, zastosowań o wysokiej czułości i odcinków, w których obrót powierzchni jest ograniczony.

5.1 Rodzaje silników wiertniczych

• Silniki dodatnie przemieszczenia (PDMS) : Użyj helikalnych zespołów wirnika/stojana do płynnego dostarczania momentu obrotowego, idealnego do studzienek kierunkowych wymagających stałej prędkości pod obciążeniami zmiennymi.

• Silniki turbinowe : Zapewnij bardzo wysokie obroty przy niskim momencie obrotowym, przydatne do odcinków otworów o wysokim kąt lub szczupły.

5.2 Zwiększenie wydajności wiercenia kierunkowego

• Zespół podwodny i motorowy : zgięta obudowa lub zakręt podwozi bit w pożądanym kierunku, gdy montaż jest prawidłowo zorientowany, umożliwiając precyzyjne prędkości kompilacji/zrzutu.

• Rotary sterowalne systemy (RSS) : Zaawansowane silniki integrują podkładki sterujące i czujniki otworów w celu ciągłej korekcji ścieżki studni bez potknięcia, zwiększając codzienne materiały do ​​30%.

5.3 Optymalizacja silnika wiertła

• Dopasowanie natężenia przepływu : Upewnij się, że wyjście pompy pasuje do specyfikacji projektowania silnika - dolnego i niskiego i momentu obrotowego; Zbyt wysoki, a stojan może przedwcześnie poślizgnąć lub nosić.

• Wybór materiału stojana : Elastomery muszą oprzeć się ścieraniu, wysoki temperatura i atak chemiczny z płynów wiertniczych.

• Regulacja w czasie rzeczywistym : moment obrotowy, prędkość i kąt zakrętu są monitorowane i dostosowywane za pomocą telemetrii MWD w celu utrzymania optymalnego ROP i trajektorii.

6. Holistyczne strategie maksymalizacji wydajności narzędzia

Oprócz wyboru poszczególnych narzędzi, optymalizacja wydajności wiercenia wymaga zintegrowanego podejścia:

6.1 Inżynieria płynów wiertniczych

• Czyszczenie dna : optymalizuj gęstość i lepkość płynu pod względem maksymalnego transportu, minimalizując skoki opakowania i momentu obrotowego.

• Dodatki do smarowania : Zmniejsz tarcie na sznurku i bicie, obniżanie momentu obrotowego i oporu.

• Kontrola reologii : Zrównoważone siły żelowe Unikaj zwaczki barytu przy jednoczesnym zachowaniu możliwości czyszczenia otworów.

6.2 Analityka danych w czasie rzeczywistym

• Automatyzacja wiercenia : algorytmy dostosowują WOB, RPM i przepływ oparty na wibracjach i czujnikach momentu obrotowego, utrzymując bit w swoim słodkim miejscu.

• Konserwacja predykcyjna : rozpoznawanie wzorców zużycia na bitach i silnikach wywołuje zmiany narzędzia wyprzedzające przed spadkiem wydajności.

6.3 Koordynacja platformy i załogi

• Standardowe procedury operacyjne (SOP) : wyraźnie zdefiniowane protokoły dla przebiegów bitów, produkcji/przerwy połączenia i wyznania zapewniają spójność i zmniejszają błąd ludzki.

• Szkolenie i kompetencje : praktyczne szkolenie w zakresie zaawansowanego wdrażania narzędzi, modelowania obrotowego i przeciągania oraz interpretacja danych w czasie rzeczywistym umożliwia załogom szybkie reagowanie na zdarzenia w otworze.

7. Wniosek

Optymalizacja wydajności wiercenia w ekstrakcji oleju zależy od wyboru i używania zaawansowanych narzędzi, takich jak struny wiertnicze, bity tricone lub PDC oraz silniki wiertarskie. Holistyczne podejście, które integruje najnowocześniejszą technologię, wykwalifikowany personel i dane w czasie rzeczywistym, prowadzi do szybszego ROP, dłuższej żywotności i obniżonych kosztów.

Aby dowiedzieć się więcej o ulepszeniu operacji wiercenia, odwiedź Shandong Xilong Machinery Equipment Co., Ltd. Zaawansowane narzędzia i rozwiązania wiercenia mogą pomóc poprawić wydajność, bezpieczeństwo. Skontaktuj się z nimi już dziś, aby odkryć, w jaki sposób mogą zaspokoić Twoje potrzeby wierceń.