R-Force – двигатели для максимальных режимов бурения

Размещено на http://www.allbest.ru/

R-Force - двигатели для максимальных режимов бурения

Д. Брагин

А. Кузнецов

М. Трофимова

В условиях развития современного рынка каждая нефтедобывающая и нефтесервисная компания стремится максимально сократить сроки строительства скважин. С этой непростой задачей помогает справиться привлечение прогрессивных технологий добычи и бурения. Максимальная скорость бурения и минимальное количество спуско-подъемных операций являются одним из критериев выбора винтового забойного двигателя. «Радиус-Сервис» на протяжении 25 лет, чутко реагируя на потребности и изменения рынка, откликаясь на требования и поставленные цели от заказчика, работает над улучшением качества продукции, разрабатывая и модернизируя ВЗД, используя новые технологии производства.

двигатель бурение добыча

In the conditions of development of the modern market, each oil producing and oilfield services company seeks to minimize the time of construction of wells. This challenging task helps to cope with the attraction of advanced mining and drilling technologies. The maximum drilling speed and the minimum number of launching operations are one of the criteria for choosing a screw downhole motor. «Radius-Service» for 25 years, responsive to the needs and changes in the market, responding to the requirements and set goals from the customer, working on improving the quality of products, developing and upgrading the PDM using new production technologies.

Одна из новинок на рынке нефтесервисного оборудования - двигатель усовершенствованной конструкции, разработанный «Радиус-Сервис» для максимальных режимов бурения, получивший название R_Force. Все двигатели комплектуются мощными профилированными секциями R-Wall (рис. 1).

Технология производства профилированных двигательных секций была разработана как альтернативное направление повышения момента и мощности секций без увеличения длины (рис. 2). Конструкция ротора в такой секции аналогична применяемому в?стандартных двигательных секциях, а?статор представляет собой стальную трубу с профилированной внутренней поверхностью и тонким слоем эластомера в пределах 5 - 12 мм, в зависимости от габарита. Технология изготовления профилированного статора получила название R-Wall.

Для эффективной работы в скважинах со сложным профилем, с контролем траектории ствола скважины, специалисты «Радиус-Сервис» разработали двигатель R-Force, улучшив конструктивные особенности стандартного двигателя. Все двигатели R-Force комплектуются профилированной двигательной секцией R-Wall.

Такая конструкция обеспечивает значительное повышение жесткости зуба статора, при сохранении остальных характеристик зацепления. Реализация проекта по производству профилированных статоров стала возможной благодаря внедрению новых технологий на производстве «Радиус-Сервис». Нужный профиль статора винтового забойного двигателя с необходимой точностью формируется без непосредственного касания детали формообразующим инструментом по технологии электрохимической обработки (ЭХО). Высокая надежность статоров R-Wall также обеспечивается уникальной конструкцией пресс-форм для обрезинивания внутренней профилированной поверхности, которая позволяет получить равномерную толщину резиновой обкладки, как в радиальном, так и?в?осевом направлении по всей длине статора. Усовершенствована технология нанесения специальных клеев, необходимых для крепления эластомеров к металлической основе статора. На специальной, полностью автоматизированной установке клей заданной толщины наносится методом распыления, что значительно увеличивает прочность крепления эластомера и практически исключает выявление случаев его отслоения. В настоящее время по технологии R-Wall изготавливаются статоры с длиной до 5500 мм в габаритах 98?- 172 мм. Ведутся постоянные работы по внедрению новой номенклатуры статоров. Суммарная наработка на двигательные секции R-Wall на апрель 2017 г. составила 65 230 часов. Максимальная наработка статора R-Wall без перезаливки эластомера составляет: для габарита 172?мм - 902 часа, для габарита 106 мм?- 609 часов, для габарита 95 мм - 672 часа. Положительные результаты испытаний двигательных секций R-Wall подтверждают следующие выводы: *?Развиваемая мощность по сравнению со стандартной двигательной секцией при одной и той же длине увеличивается на 50 %. Повышается тормозной момент двигательной секции, что практически исключает вероятность остановки двигателя при увеличении нагрузки.

*?Снижается негативное влияние температур и бурового раствора на эластомер статора, что обеспечивает его работоспособность при повышенной температуре и в растворах на углеводородной основе.

*?Энергетическая характеристика двигательной секции остается стабильной в широком диапазоне глубин и температур.

*?ВЗД с профилированным статором может эксплуатироваться при больших дифференциальных перепадах давления, чем обычный ВЗД.

*?Применение более коротких профилированных двигательных секций позволяет улучшить управляемость КНБК за счет уменьшения расстояния между системой телеметрии и долотом, а также увеличить точность проводки скважины.

ВЗД с профилированной двигательной секцией R_Wall доказали свою надежность в разных регионах, при различных условиях бурения. Приведем несколько примеров, доказывающих эффективность применения ВЗД, укомплектованных профилированной секцией R-Wall. На одном из месторождений Восточной Сибири применение ВЗД 120 габарита с секцией R-Wall в крайне агрессивной основе бурового раствора и на высоких температурах позволило минимизировать риск отказа ВЗД.

Результат был достигнут благодаря использованию универсального термонефтестойкого эластомера, обладающего стойкостью к растворам с содержанием нефти до 100 % и забойной температуре до 160 0С. На месторождении Западной Сибири, где часто возникают проблемы со снижением механической скорости из-за переслаивания твердых и мягких пластов, применение ВЗД серии R-Force 172 габарита с секцией R-Wall позволило увеличить среднюю механическую скорость проходки при бурении трех скважин куста с 29 м/ч до 36?м/ч. Установлен абсолютный рекорд бурения для месторождения - 43 м/ч. По результатам бурения еще на одном месторождении Западной Сибири применение ВЗД 120 габарита серии R-Force позволило сократить строительство скважины с 14 до 12 суток за счет увеличения средней механической скорости на 16?- 18 м/ч. Строительство скважины под эксплуатационную колонну заняло 102 часа вместо запланированных 170.

При выборе двигателя для строительства скважин специалистами всегда учитывается специфика бурения в различных регионах. Выбор профилированной секции R-Wall помогает сократить сроки бурения при строительстве скважин за счет увеличенной мощности и сохранения частоты вращения двигателя в широком диапазоне нагрузок на долото. Однако одной мощности для решения проблем при бурении не всегда достаточно. Для эффективной работы в скважинах со сложным профилем специалисты «Радиус-Сервис» разработали двигатель R-Force, улучшив конструктивные особенности стандартного двигателя (рис. 3). Нижнее плечо двигателя уменьшено для наиболее быстрого набора угла, при этом шпиндельная секция усилена для приложения максимальной нагрузки на долото. Конструктивные преимущества двигателя R-Force были успешно доказаны на нескольких проектах.

На месторождении Западной Сибири поставленной задачей требовалось использование надежного и мощного винтового забойного двигателя для преодоления повышенного момента при срывах КНБК и необходимости выдерживать чрезмерные изгибающие нагрузки в случаях превышения допустимой пространственной интенсивности при формировании ствола скважины. Был применен двигатель R-Force. Измененная кон?струкция регулятора угла позволила вращать искривленный двигатель в скважине на 20 % выше, чем при стандартной конструкции, что позволило как набирать больший угол, так и поддерживать нормальную ЭЦП, без риска порвать пласт из-за превышения циркуляционной плотности. Уменьшенное нижнее плечо двигателя позволило набрать параметры кривизны ствола с высокой интенсивностью.

Таким образом, поставленные цели бурения были достигнуты. Итоговым результатом работы ВЗД серии R-Force с профилированной секцией R-Wall в течение года на месторождении Западной Сибири стало увеличение механической скорости бурения на 30 - 35 %, при этом механическая скорость в режиме слайдирования увеличилась на 20?- 60 %, а суточная проходка - на 10 - 57 % в зависимости от сложности траектории и глубины ствола скважины (рис. 4).

На месторождении Восточно-Европейской равнины, которое относится к числу сложных, а запасы нефти являются трудноизвлекаемыми, при бурении четырехзабойной секции двигателем R-Force удалось сократить сроки строительства скважин на 45,6 часов без проведения СПО за счет увеличения механической скорости бурения на 30 %. На месторождении Восточной Сибири при бурении горизонтального ствола с проектной длиной 1000 м в?условиях аномально низкого пластового давления и?кавернозно-трещиноватых зон двигатель?R-Force?показал стабильный крутящий момент при сниженном расходе промывочной жидкости (8 л/с для 120 габарита) и хорошую управляемость.?Была достигнута значительная экономия времени бурения. За счет увеличенной мощности ВЗД механическая скорость была повышена на 25%, а увеличенный ресурс позволил сократить количество СПО. Общая экономия времени по строительству скважины составила 46 часов. (рис. 5). Применение?в таких условиях?стандартного ВЗД?влечет снижение скорости бурения?за счет сложностей, связанных с управлением двигателя, а также его постоянного торможения. Еще один показатель эффективности двигателей R_Force - межремонтный ресурс, который значительно выше в сравнении со стандартными двигателями. Так, для 120 габарита межремонтный ресурс составляет 270?часов вместо стандартных 210 часов, а для 172?-?300?часов вместо 210. Фактические наработки R-Force зафиксированы 313 часов у 120 габарита (ДРУ-120РФ), и?419 часов для 172 габарита (ДРУ-172РФ). Таким образом, современные винтовые забойные двигатели R-Force производства «Радиус-Сервис» с?профилированными двигательными секциями R-Wall, изготовленные с применением прогрессивных технологий, приносят выгоду заказчикам за счет более быстрого строительства скважин благодаря расширенному диапазону рабочих параметров. Надежность оборудования и экономическая эффективность его применения подтверждены успешным опытом эксплуатации в?экстремальных геологических условиях.

Размещено на Allbest.ru