Mga Kagamitan sa Pagbabarena ng Butas na Uri ng Turnilyo — Pangunahing Kaalaman
Pangkalahatang-ideya Ang isang screw-type downhole drilling tool ay isang volumetric, downhole power tool na gumagamit ng drilling fluid (putik) bilang pinagmumulan ng kuryente, na nagko-convert ng hydraulic energy sa mechanical energy. Ang putik na ibinomba mula sa ibabaw ay dumadaan sa isang bypass valve papunta sa downhole motor. Ang pressure differential sa pagitan ng inlet at outlet ng motor ay nagiging sanhi ng pag-ikot ng rotor sa loob ng stator. Ang bilis at torque ng rotor ay ipinapadala sa pamamagitan ng isang universal joint (flex shaft) at isang drive shaft papunta sa drill bit, na nagbibigay-daan sa pagbabarena.
Mga Pangunahing Bahagi Ang isang screw-type drilling assembly ay pangunahing binubuo ng apat na pangunahing assembly: ang bypass valve, ang mud motor, ang universal joint, at ang drive shaft.
Motor na putik Ang motor na putik ang pangunahing bahagi. Ipinapahiwatig ng karanasan sa larangan at teoretikal na pagsusuri na, para sa normal at maaasahang operasyon, ang pagbaba ng presyon sa bawat yugto ng motor ay dapat na hindi hihigit sa 0.8 MPa; kung hindi, magkakaroon ng pagtagas ng likido, mabilis na bababa ang bilis ng rotor, at sa mga malalang kaso, maaaring huminto ang pag-ikot at maaaring masira ang motor. (Ang isang lead ng motor ay katumbas ng isang yugto.) Ang daloy ng putik na ginagamit sa larangan ay dapat panatilihin sa loob ng inirerekomendang saklaw; ang mga daloy sa labas ng saklaw na iyon ay binabawasan ang kahusayan ng motor at pinapataas ang pagkasira. Tinutukoy ng mga parameter ng pagganap ng motor ang pangunahing pagganap ng buong drilling assembly. Ang teoretikal na output torque ng motor ay proporsyonal sa pagbaba ng presyon ng motor, at ang bilis ng pag-ikot ng output ay proporsyonal sa daloy ng input mud. Habang tumataas ang bit load, bumababa ang rpm; samakatuwid, sa pamamagitan ng pagsubaybay sa daloy ng surface pump at presyon ng pump (sa pamamagitan ng standpipe pressure gauge), ang downhole torque at bilis ay maaaring mahinuha at makontrol.
Balbula ng Bypass Ang balbula ng bypass ay binubuo ng isang katawan, manggas, elemento ng balbula (core) at spring. Sa ilalim ng presyon, ang elemento ng balbula ay dumudulas sa loob ng manggas, at binabago ng posisyon nito ang landas ng likido upang magbigay ng dalawang estado: bypass (bukas) at sarado. Sa panahon ng run-in o tripping, ang mga port ng manggas at katawan ay bukas kaya ang putik ay lumalampas sa motor at dumadaloy papunta sa annulus. Kapag ang daloy at presyon ng putik ay umabot sa set point ng balbula, ang elemento ng balbula ay gumagalaw pababa at isinasara ang bypass port; ang putik ay dumadaloy sa motor, na nagko-convert ng hydraulic energy sa mechanical energy. Kung ang daloy ay nagiging masyadong maliit o humihinto ang pagbomba, itinutulak ng spring ang elemento ng balbula pataas at ang balbula ay muling bumubukas kaya ang putik ay muling lumalampas sa motor.
Konstruksyon at pag-uugali ng motor Ang motor ay binubuo ng isang stator at rotor. Ang stator ay nalilikha sa pamamagitan ng pagdidikit ng isang rubber liner sa panloob na dingding ng isang bakal na pabahay; ang panloob na butas nito ay isang helix na may tinukoy na geometry. Ang rotor ay isang pinatigas na turnilyo na bakal. Ang rotor at stator mesh ay bumubuo ng mga helical sealed chamber dahil sa kanilang lead differential, na nagbibigay-daan sa conversion ng enerhiya. Ang mga rotor ay maaaring single- o multi-lobed (single-head o multi-head). Ang mas kaunting lobe ay nakakagawa ng mas mataas na bilis ngunit mas mababang torque; mas maraming lobe ang nakakagawa ng mas mababang bilis at mas mataas na torque.
Universal joint Kino-convert ng universal joint ang planetary (eccentric) na galaw ng motor tungo sa matatag na pag-ikot ng drive shaft at nagpapadala ng torque at bilis ng motor sa drive shaft at bit. Karaniwang ginagamit ang mga uri ng flexible-shaft.
Drive shaft Ang drive shaft ay nagpapadala ng rotary power mula sa motor patungo sa bit at dapat ding magdala ng axial at radial loads na nalilikha ng bigat sa bit at formation contact.
Mga Kinakailangan sa Operasyon
Mga Pangangailangan sa Drilling Fluid Ang mga screw-type na motor ay maaaring gumana nang epektibo sa iba't ibang drilling fluid, kabilang ang mga oil-based mud, emulsion, water-based bentonite mud, at maging ang medyo malinis na tubig. Ang lagkit at densidad ng putik ay may kaunting direktang epekto sa pagganap ng motor ngunit direktang nakakaapekto sa mga presyon ng sistema. Kung ang presyon sa isang inirerekomendang daloy ay lumampas sa rated pressure ng bomba, dapat bawasan ang daloy o dapat ibaba ang pagbaba ng presyon sa motor at bit. Ang mga solidong particle tulad ng buhangin ay nagpapabilis ng pagkasira sa mga bearings at stator ng motor, kaya ang nilalaman ng solids ay dapat panatilihin sa ibaba ng 1%. Ang bawat modelo ng motor ay may tinukoy na saklaw ng daloy ng input kung saan mabuti ang kahusayan; ang kalagitnaan ng saklaw na iyon ay karaniwang ang pinakamainam na daloy ng pagpapatakbo.
Presyon ng putik at kontrol ng presyon ng bomba Kapag ang motor ay nasa ilalim at ang daloy ay pare-pareho, ang pagbaba ng presyon sa motor ay nananatiling pare-pareho. Habang ang bit ay dumadampi sa ilalim at ang bigat sa bit ay tumataas, ang circulating pressure at presyon ng bomba ay tumataas. Maaaring gamitin ng driller ang: Presyon ng bomba sa ilalim (habang nagbubutas) = Presyon ng circulating pump sa ilalim + pagbaba ng presyon ng load ng motor. Ang presyon ng circulating pump sa ilalim ay ang presyon ng bomba kapag ang motor ay nasa ilalim (tinatawag ding free-off-bottom o presyon ng circulation pump). Nag-iiba ito depende sa lalim ng balon at mga katangian ng putik, kaya hindi ito isang nakapirming constant. Sa pagsasagawa, sapat na gamitin ang presyon ng off-bottom na sinusukat pagkatapos makuha ang isang stand bilang isang tinatayang halaga para sa mga kalkulasyon ng kontrol. Kapag ang presyon ng bomba sa ilalim ay umabot sa inirerekomendang maximum ng motor, ang motor ay gumagawa ng pinakamainam na torque nito; ang karagdagang pagtaas ng bigat sa bit ay magpapataas ng presyon ng bomba at, kung ang maximum na presyon ng disenyo ay lumampas, ang motor ay maaaring huminto. Sa kasong iyon, dapat bawasan agad ng driller ang bigat sa bit upang maiwasan ang panloob na pinsala.
Paghawak at Paggamit
Pangkalahatang mga tala bago ang unang paggamit Ang mga sinulid na koneksyon sa pagitan ng mga bahagi ay inihanda sa pabrika gamit ang anaerobic adhesive at kinukurba sa mga tinukoy na halaga; karaniwang hindi kinakailangan ang muling pagkukurba bago ang unang paggamit.
Inspeksyon sa ibabaw bago tumakbo sa butas
Iangat ang assembly sa tabi ng lifting sub at ilagay ito sa rotary table upang ang bypass valve ay nasa itaas ng mesa at madaling maobserbahan. Ikabit ang mga safety slip at tanggalin ang lifting sub.
Suriin ang operasyon ng bypass valve: pindutin ang elemento ng balbula gamit ang isang kahoy na patpat at bitawan; dapat ay maayos na maibalik ng spring ang elemento. Ulitin nang 3-5 beses upang matiyak na walang dumidikit.
Habang ang bypass port ay nasa ibaba ng rotary table, paandarin sandali ang bomba: dapat magsara ang bypass port, dapat magsimula ang motor at dapat umikot ang drive joint. Pagkatapos ihinto ang bomba, dapat mag-reset ang valve element at dapat lumabas ang putik sa pamamagitan ng bypass port, na nagpapahiwatig ng normal na paggana.
Pagpapatakbo ng motor sa butas
Mahigpit na kontrolin ang bilis ng pagtakbo upang maiwasan ang mabilis na pagbaba na maaaring maging sanhi ng pag-atras ng motor at pag-alis ng mga panloob na sinulid na koneksyon, at upang maiwasan ang pinsala kapag dumadaan sa mga sand bridge, casing shoes, o ledges.
Sa malalalim o mataas na temperaturang mga seksyon, at kapag dumadaan sa mga hindi pinagsama-samang sona ng buhangin, pana-panahong paikot-ikot ang putik upang palamigin ang motor, protektahan ang goma ng stator, at maiwasan ang pag-iipon ng buhangin.
Bagalan ang pagtakbo habang papalapit sa ibaba ang motor; umikot bago ang huling paglalagay, simula sa mahinang daloy hanggang sa bumalik sa ibabaw ang mga pinagputulan ng drill, pagkatapos ay dagdagan ang daloy kung kinakailangan.
Huwag ipasok nang malakas ang motor sa ilalim o hayaan itong nakatigil sa ilalim.
Pagbabarena gamit ang motor
Linisin nang mabuti ang ilalim ng butas at sukatin ang off-bottom circulating pump pressure bago simulan ang pagbabarena.
Dahan-dahang maglagay ng bigat sa pagbabarena sa simula. Gamitin ang ugnayang bomba-presyon sa itaas upang kontrolin ang mga operasyon sa pagbabarena.
Huwag magbutas nang masyadong mabilis sa simula; ang motor, bit, at ilalim ng butas ay "masikip" at ang hindi sapat na paglilinis ng butas ay maaaring maging sanhi ng pag-bald ng bit.
Ang metalikang kuwintas ng motor ay proporsyonal sa pagbaba ng presyon ng motor; ang pagtaas ng bigat sa bit ay nagpapataas ng karga ng motor at sa gayon ay bumaba ang presyon at metalikang kuwintas ng motor.
Ang maayos at pare-parehong bilis ng pagtagos at ang mga patungan ng tali ng drill ay nakakatulong na mapanatili ang kontrol sa pagkahilig ng borehole at katumpakan ng direksyon.
Paghila palabas ng butas at inspeksyon
Banlawan ang bypass valve ng malinis na tubig at iangat at ibaba ang valve element gamit ang kahoy na patpat hanggang sa maayos itong magsara.
Hawakan ang assembly gamit ang pipe wrench, iikot ang drive-joint nang pakanan gamit ang chain wrench habang nagtutulak ng malinis na tubig sa tuktok ng bypass valve upang i-flush ang interior, pagkatapos ay maglagay ng kaunting lubricating oil (mineral oil) sa motor.
Kontrolin ang bilis ng paghila upang maiwasan ang pagkabitak ng tubo o pinsala sa motor.
Sukatin ang clearance ng bearing; kung ang clearance ng shaft bearing ay lumampas sa pinapayagang limitasyon, dapat ayusin ang motor at palitan ang mga bearings. Sa mga re-entry o workover motor, dapat isaayos ang axial bearing clearance kung kinakailangan.
Checklist sa ibabaw bago ang pagpapatakbo (buod)
Ang thread locking compound ay inilalapat sa lahat ng housing maliban sa lifting sub-to-bypass valve connection.
Ikabit ang screw-type na bit gamit ang tamang bit adapter. Gumamit lamang ng chain wrench sa dulo ng drive-shaft at iikot lamang nang pakaliwa (tingnan mula sa itaas) kapag nag-aayos upang maiwasan ang pagluwag ng mga panloob na sinulid.
Iangat ang motor sa tabi ng lifting sub at ilagay ito sa rotary; ilagay ang bypass valve kung saan ito makikita, ikabit gamit ang mga slip at tanggalin ang lifting sub.
Suriin ang pagbubuklod ng bypass valve: pindutin pababa ang valve element at punuin ng tubig mula sa itaas ang bypass area. Kung masikip ang balbula, hindi dapat magkaroon ng malaking pagbaba sa lebel ng tubig. Tanggalin ang stick; dapat lumitaw ang valve element sa ilalim ng puwersa ng spring at dapat dumaloy nang pantay ang tubig mula sa mga side port — ito ay nagpapahiwatig ng normal na kondisyon.
Pagkatapos patakbuhin, ilagay ang bypass valve kung saan ito makikita sa ibaba ng kelly/rotary. Simulan ang mud pump at unti-unting dagdagan ang daloy hanggang sa magsara ang bypass valve. Itaas nang bahagya ang motor at obserbahan kung umiikot ang bit; kapag nakasara ang balbula, dapat ay walang putik na lalabas sa bypass. Pagkatapos ihinto ang bomba, tiyaking muling bumubukas ang bypass at lumalabas ang putik sa mga bypass port. Huwag itaas ang bypass valve sa itaas ng rotary table habang tumatakbo pa ang bomba upang maiwasan ang kontaminasyon sa sahig ng rig.
I-assemble ang anumang kinakailangang bent subs, non-magnetic drill collars, stabilizers, atbp., ayon sa dinisenyong assembly.
Tumatakbo sa butas — karagdagang gabay
Kontrolin ang bilis ng pagbaba upang maiwasan ang pinsala mula sa mga tulay na buhangin, mga pasamano, o mga sapatos na pang-casing. Kung makakita ng ganitong mga bahagi, paikot-ikot ang putik at dahan-dahang buksan ang butas bago magpatuloy.
Kung gagamit ng bent subs o bent housings, maaaring mas madaling dumikit ang bit side sa dingding ng borehole o casing shoes; paminsan-minsang iikot ang assembly upang mabawasan ang side-tracking effect.
Para sa malalalim o mataas na temperaturang mga balon, magsagawa ng paulit-ulit na sirkulasyon habang tumatakbo upang maiwasan ang pagkabara ng bit at upang protektahan ang stator rubber mula sa pinsala mula sa init.
Kung ang putik ay hindi mabilis na dumadaloy sa bypass port habang pababa, hinaan ang bilis ng pagtakbo o paminsan-minsang huminto upang mapuno ng putik ang motor. Huwag i-jar o ilagay ang motor sa ilalim.
Pagsisimula ng motor sa butas
Kung ang motor ay nasa ilalim na, itaas ito ng 0.3–0.4 m at simulan ang mud pump. Itala ang presyon ng standpipe at ihambing ito sa mga kalkulasyon ng hydraulic. Normal lang na bahagyang mas mataas ang presyon dahil sa side-loading ng bit.
Linisin nang mabuti ang ilalim ng butas, lalo na sa mga directional well. Ang mga naipon na pinagputulan ay nakakaapekto sa rpm at maaaring magdulot ng dogleg. Ang wastong sirkulasyon habang dahan-dahang iniikot ang motor (o paikutin nang paunti-unti nang 30°–40°) ay maglilinis ng mga pinagputulan sa ilalim. Pagkatapos linisin, itaas ang motor ng 0.3–0.4 m, suriin at itala ang mga halaga ng presyon.
Muling pumasok sa ilalim, unti-unting dagdagan ang bigat sa bit; tataas ang torque ng motor at tataas din ang presyon ng standpipe. Ang pagtaas ng presyon ng standpipe ay dapat tumutugma sa mga halaga ng pagbaba ng presyon ng motor na tinukoy para sa modelo ng motor. Ang pagsubaybay sa pagtaas na ito ay nagbibigay ng feedback na ang load ng motor at bigat ng pagbabarena ay angkop at ang bilis ng motor ay matatag. Panatilihin ang mga presyon ng standpipe sa loob ng mga inirerekomendang limitasyon ng motor upang agad na masuri ng driller ang kondisyon ng tool.
Kung ang motor ay naka-off-bottom at mataas ang circulation pressure, maaaring nakasaksak ang mga bit nozzle o maaaring naka-jam ang drive shaft.
Pag-alis — mga pag-iingat
Habang naka-trip out, ang bypass valve ay nasa bypass (bukas) na estado at nagpapahintulot sa drill fluid sa drill string na dumaloy papunta sa annulus, ngunit hindi kayang maglabas ng fluid nang mag-isa ang motor. Karaniwang inilalagay ang tuktok ng drill string gamit ang mas mabigat na fluid bago hilahin ang motor upang matiyak ang ligtas na pag-alis.
Matapos maabot ng motor ang antas ng bypass valve sa sahig ng rig, tanggalin ang mga bahagi ng bypass at banlawan ang motor ng malinis na tubig mula sa itaas ng bypass valve. Gumamit ng kahoy na patpat o hawakan ng martilyo upang iangat at ibaba ang elemento ng balbula hanggang sa malayang gumalaw ito. Pagkatapos linisin, muling ikabit ang lifting sub at hilahin palabas ang motor.
Kung may magagamit na panlaba gamit ang tubig-tabang on-site, banlawan nang mabuti ang motor bago iimbak.
Kung walang magagamit na mga pasilidad sa paglilinis, ikabit ang katawan ng motor sa sahig ng rig, i-clamp at iikot ang malaking dulo ng drive shaft (ang dulo na kumokonekta sa bit) gamit ang hydraulic tong, iikot ito nang pakanan (kapareho ng direksyon ng pag-ikot ng pagbabarena sa ilalim ng butas). Pinipilit nitong ilabas ang putik mula sa mga selyadong silid ng motor at nakakatulong na protektahan ang motor mula sa kalawang. Ang kasanayang ito ay lalong mahalaga sa taglamig upang maiwasan ang pagyeyelo ng natitirang putik sa loob ng motor bago paandarin muli ang motor.
