Немагнитные винтовые забойные двигатели

от компании «ИнБурТех» демонстрируют надежность и высокую точность бурения при дегазации скважин


Технологии наклонно-направленного и горизонтального бурения, повышающие индекс доходности как показателя снижения капитальных вложений в сравнении с бурением скважин по обычным технологиям, находят широкое применение при добыче полезных ископаемых шахтным способом. Поскольку обеспечивают дегазацию угольных месторождений, водоотлив и осушение, проходку выработок, буровзрывные работы, скважинное выщелачивание и гидродобычу и способствуют значительному снижению затрат, повышению безопасности и технологической эффективности горных работ в целом.

При бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин необходима высокая точность проводки стволов для обеспечения попадания в заданные коридоры между различными пластами и исключения возможного прорыва газа из газовой шапки или чрезмерного приближения к границе водоносного горизонта.

Для отслеживания траектории скважины в процессе бурения в компоновке низа буровой колонны применяются различные геоизмерительные телесистемы, размещаемые выше гидравлического забойного двигателя. Для обеспечения корректной работы датчиков и магнитных зондов телесистемы, а особенно инклинометрических, их размещают в немагнитных переводниках или немагнитных буровых трубах.

На точность измерения инклинометрических зондов влияет присутствие намагничиваемых металлических элементов забойного двигателя и дополнительных устройств, общая длина которых, в зависимости от габарита двигателя и необходимой мощности, составляет порядка 7-11 метров, поэтому данный зонд (точка замера) в компоновке телесистемы отдален (до 12-18 м) от забойного двигателя и долота. Отдаление инклинометрического зонда от долота ухудшает точность прогнозирования азимутального и зенитного углов бурового инструмента, что затрудняет удержание траектории ствола при проходке скважины в пределах проектных вертикальных и горизонтальных коридоров (±1 м), особенно с волнообразной пространственной траекторией проходки через пласты с высоким водоносным насыщением.

ООО «ИнБурТех» удалось успешно решить задачу уменьшения влияния элементов забойного двигателя на телеметрические телесистемы. Для этого потребовался соответствующий конструкционный материал. В результате исследовательских работ была выбрана немагнитная аустенитная Mn-Cr сталь марки Р550. Ее преимущества — высокие физико-механические свойства, устойчивость к точечной коррозии и к коррозийному растрескиванию под напряжением, способность обеспечить надежную работу высоконагруженных элементов двигателя в тяжелых условиях бурения и, в отличие от обычных конструкционных сталей (например, стали SAE 1045, µ = 1000), более низкая относительная магнитная проницаемость (µ = 1,005).

Дополнительный плюс стали Р550 — повышенная твердость (в среднем 400 HB). Это выше, чем у обычной углеродистой стали, применяемой для изготовления забойных двигателей обычного исполнения, что позволяет уменьшить степень истирания и повысить прочность корпусных деталей двигателя, особенно при бурении с вращением колонны бурильных труб ротором.

Винтовые забойные двигатели из немагнитных материалов превосходят забойные двигатели из традиционных материалов по прочности, вязкости и коррозионной стойкости.

Из выбранной стали была изготовлена опытная партия двигательных секций с верхними переводниками (ловильными устройствами) для двигателей диаметром 76 и 106 мм. Двигатели успешно прошли стендовые испытания. И уже после этого при проведении промысловых испытаний на месторождениях Урало-Поволжья и Республики Коми было подтверждено повышение показателя точности бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин с использованием имеющихся у буровых компаний систем телеметрии, а также — показателей ресурса работы и надежности высоконагруженных узлов забойного двигателя. Это подтвердило целесообразность использования выбранной марки стали для изготовления забойного двигателя и дополнительных устройств. По результатам промысловых испытаний технические решения двигателей были запатентованы.

В настоящее время предприятие освоило серийный выпуск немагнитных забойных двигателей, которые широко используются в подразделениях ООО «Лукойл-Коми» НШУ «Яреганефть» для шахтной добычи высоковязкой нефти.

www.inburteh.ru


2020-Выставка ВНОТ