Направления расширения и развития грязевого двигателя

1. Обзор

Буровой насос с грязевым насосом — это объемный динамический буровой инструмент, работающий от бурового раствора и преобразующий энергию давления жидкости в механическую энергию. Когда буровой раствор, перекачиваемый насосом, проходит через перепускной клапан в насос, на входе и выходе насоса образуется определенная разница давлений, ротор вращается вокруг оси статора, а скорость и крутящий момент передаются на буровой вал через карданный вал и приводной вал, обеспечивая бурение.

В буровых работах, в качестве двигателя, буровой двигатель играет чрезвычайно важную роль. Использование буровых двигателей позволяет увеличить скорость бурения, сократить количество спусков, точно достичь целевого слоя и сократить время регулировки и управления. С развитием буровых технологий постепенно появились системы измерения вблизи долота, системы мониторинга состояния бурового двигателя в реальном времени, автономные буровые двигатели и системы поворотного управления с двумя буровыми двигателями на их основе, что позволило расширить и усовершенствовать функциональные возможности бурового двигателя за счет его высокой мощности.

2. Система измерения вблизи бурового долота с использованием бурового двигателя.

Система измерения вблизи долота измеряет наклон, температуру, гамма-излучение и скорость вращения в точке, ближайшей к долоту, и может быть расширена для увеличения веса долота, крутящего момента и других параметров. Традиционная система измерения вблизи долота устанавливается между долотом и буровым двигателем, а беспроводная технология короткого прохода используется для передачи данных измерения вблизи долота на приемный штуцер, подключенный к буровому двигателю на верхнем конце бурового двигателя. Затем данные передаются на землю через буровой двигатель для обнаружения.

Система измерения параметров бурового долота с помощью бурового двигателя имеет встроенные в статор блока измерения гамма-излучения и отклонения, а также использует одношинную связь FSK для передачи данных в систему MWD, что значительно повышает надежность связи. Кроме того, поскольку между буровым двигателем и буровым долотом отсутствует бурильная муфта, это не влияет на уклон пласта бурового инструмента, снижает риск поломки бурового инструмента и повышает безопасность бурения. Система измерения параметров бурового долота с помощью бурового двигателя, не изменяя длину оригинального бурового двигателя, объединяет двойные функции динамического бурения и измерения параметров долота, так что этот тяжелый двигатель имеет пару «глаз», обеспечивая питание для бурового проекта и указывая направление.

3. Технология самоэлектрического грязевого двигателя

Автономный буровой двигатель, использующий вращение ротора двигателя посредством гибкого вала или вилочной конструкции для устранения вращения ротора, а затем подключаемый к генератору для выработки электроэнергии, может обеспечивать питание беспроводной системы измерения параметров бурения MWD и системы измерения параметров бурового двигателя вблизи долота, тем самым решая проблему отходов и загрязнения окружающей среды, вызванных использованием батарей.

4. Система мониторинга состояния грязевого двигателя в режиме реального времени.

Система мониторинга состояния бурового двигателя в режиме реального времени предусматривает установку датчиков в наиболее подверженных поломкам частях двигателя, например, добавление тензометрических датчиков на резьбу верхнего конца противоударного узла для обнаружения ослабления резьбового соединения. Кроме того, измерение времени работы ротора бурового двигателя позволяет подсчитывать общее время его работы в подземных условиях и своевременно заменять его по истечении срока службы. Одновременно с этим на роторе бурового двигателя установлен датчик измерения скорости, а на трансмиссионном узле — датчик измерения крутящего момента и давления для отслеживания рабочего состояния бурового двигателя в режиме реального времени, что позволяет горнякам понимать рабочее состояние двигателя в подземных условиях и предоставляет данные для оптимизации конструкции бурового двигателя и процесса бурения.