Öljyn- ja kaasunporausteollisuudessa tehokas poraus on välttämätöntä tuottavuuden maksimoimiseksi ja samalla kustannusten ja riskien minimoimiseksi. Yksi kriittinen komponentti nykyaikaisissa poraustekniikoissa on pohjareikämoottori, erityisesti PDM-pohjamoottori (Positive Displacement Motor). Mutta miten porausreikämoottori toimii ja mikä rooli sillä on porauksen suorituskyvyn parantamisessa?Tässä artikkelissa perehdymme PDM-porausmoottorin mekaniikkaan, sen toimintaperiaatteisiin, etuihin ja tärkeimpiin tekijöihin, jotka tekevät siitä välttämättömän nykypäivän porauksissa. 

PDM-pohjamoottoreiden ymmärtäminen

Mikä on PDM-pohjamoottori?

PDM-poramoottori on porausoperaatioissa käytettävä moottorityyppi, joka on erityisesti suunniteltu muuttamaan porausnesteestä (mutasta) tuleva hydraulinen energia mekaaniseksi energiaksi poranterän käyttämiseksi. Toisin kuin perinteiset pyörivät moottorit, jotka ovat riippuvaisia ??poran kierteestä, PDM-moottori toimii itsenäisesti, mikä tarjoaa vääntömomentin ja mahdollistaa tarkemmat porausominaisuudet. Moottori toimii porausreiän sisällä, yleensä suurilla syvyyksillä, joten se on välttämätön työkalu suunta- ja vaakaporaukseen.

PDM-reikämoottorin komponentit

PDM-poramoottori koostuu tyypillisesti kolmesta pääkomponentista:

• Roottori – Roottori on kierteisen muotoinen komponentti, joka pyörii, kun porausnestettä pumpataan moottorin läpi.

• Staattori – Staattori ympäröi roottoria ja on yleensä valmistettu elastomeerimateriaalista, joka muodostaa tiivisteen ja varmistaa tehokkaan energiansiirron.

• Laakerit – Laakerit tukevat roottorin liikettä ja mahdollistavat tasaisen pyörimisen paineen alaisena.

Yhdessä nämä komponentit luovat mekaanisen tehon, jota tarvitaan poranterän tehokkaaseen pyörittämiseen.

Kuinka PDM-reikämoottori toimii?

Porausnesteen rooli PDM-toiminnassa

PDM-porareikämoottorin ydintehtävä on muuntaa porausnesteen paineenergia mekaaniseksi tehoksi. Prosessi alkaa siitä, että hydraulineste (porausliete) pumpataan alas porakoneistoa pitkin korkealla paineella. Kun neste tulee moottoriin, se kulkee roottorin ja staattorin läpi.

Nesteen paine saa roottorin pyörimään staattorin sisällä. Roottorin kierteinen rakenne on avainasemassa tässä liikkeessä, koska se mahdollistaa roottorin liikkumisen tasaisesti, jatkuvalla tavalla ja muuttaa nesteen paineen pyöriväksi liikkeeksi. Tuotettu pyörimisenergia siirretään sitten poranterään, jolloin se pystyy leikkaamaan kalliomuodostelmien läpi.

Moineaun periaate ja sen vaikutus

Moineau-periaate, joka on peruskäsite a PDM-poramoottori vastaa moottorin tehokkuudesta. Tämä periaate perustuu roottorin ja staattorin väliseen vuorovaikutukseen, jossa roottorin kierteinen muoto aiheuttaa nesteen siirtymisen sen liikkuessa staattorin läpi. Tämä siirtymä luo jatkuvan ja tasaisen tehon, mikä varmistaa, että moottori voi tuottaa suuren vääntömomentin myös haastavissa porausolosuhteissa.

Moineau-periaatteen ansiosta moottori voi tuottaa tasaisen pyörimistehon, vaikka porausnesteen virtausnopeus vaihtelee. Tämä varmistaa vakaan poraussuorituskyvyn, mikä on ratkaisevan tärkeää monimutkaisissa ja syväporauksissa.

PDM-pohjamoottoreiden käytön edut

Parannettu suuntaohjaus

Yksi PDM-porareikämoottoreiden tärkeimmistä eduista on niiden kyky tarjota parannettu suuntaohjaus porauksen aikana. Koska moottori on riippumaton porasarjan pyörimisestä, se mahdollistaa tarkat säädöt porausreiän suunnassa. Tämä on erityisen tärkeää suunta- ja vaakaporaustehtävissä, joissa poran on navigoitava haastavissa maanalaisissa ympäristöissä tiettyjen tavoitteiden saavuttamiseksi.

Itsenäinen moottorijärjestelmä minimoi myös jumiutuneiden putkien vaaran, koska se vähentää poranauhaan kohdistuvaa rasitusta, mikä mahdollistaa joustavamman ja kontrolloidumman liikkeen porausreiässä.

Parempi tehokkuus ja kustannussäästöt

PDM-porausmoottorit on suunniteltu toimimaan tehokkaammin kuin perinteiset porausmoottorit. Tarjoamalla tasaisen ja luotettavan tehon ne vähentävät lisälaitteiden tarvetta ja minimoivat porausreiän valmisteluun kuluvan ajan. Tämä lisääntynyt tehokkuus merkitsee merkittäviä kustannussäästöjä porausprojektin keston aikana.

Lisäksi PDM-moottorin sujuva toiminta vähentää laitteiden kulumista ja pidentää sekä moottorin että muiden porauskomponenttien käyttöikää.

Parannettu porausnopeus

Toinen PDM-poramoottoreiden käytön etu on kyky porata nopeammin. Moottorin luotettava vääntömomentti mahdollistaa nopeamman tunkeutumisen kalliomuodostelmiin, mikä mahdollistaa poraustehtävien nopeamman suorittamisen. Tämä nopeampi porausnopeus on erityisen hyödyllinen korkeapaineisissa ja korkean lämpötilan kaivoissa, joissa nopea toiminta on kriittinen ongelmien, kuten porausreiän epävakauden estämiseksi.

PDM-pohjamoottoreiden sovellukset

Suunta- ja vaakaporaus

PDM-poramoottoreita käytetään laajasti suuntaporauksessa ja vaakaporauksessa. Tällaisissa poraustöissä moottori mahdollistaa poranterän ohjaamisen erittäin tarkasti, mikä varmistaa, että porausreikä seuraa haluttua reittiä. Kyky ohjata terää tarkasti on ratkaisevan tärkeää porattaessa monimutkaisten geologisten muodostumien läpi tai porattaessa tiettyihin altaisiin.

Korkean paineen ja korkean lämpötilan (HPHT) kaivot

HPHT-kaivoissa olosuhteet ovat äärimmäiset, korkea paine ja lämpötila voivat vahingoittaa perinteisiä porauslaitteita tai heikentää niiden tehokkuutta. PDM-poramoottorit on suunniteltu erityisesti kestämään tällaisia ??ankaria olosuhteita, ja ne tarjoavat luotettavan ratkaisun poraukseen syvänmeren tai erittäin syvän veden ympäristöissä.

Alitasapainoinen poraus

Alitasapainotettu poraus tarkoittaa porausta, jossa kaivon sisällä oleva paine on pienempi kuin ympäröivien muodostumien paine. Tätä tekniikkaa käytetään lisäämään tunkeutumisnopeutta ja vähentämään muodostumien vaurioiden riskiä. PDM-poramoottorit sopivat ihanteellisesti epätasapainoiseen poraukseen, koska ne tarjoavat vakaata tehoa myös matalapaineisissa olosuhteissa.

Oikean PDM-porausreiän moottorin valinta poraustarpeisiisi

Moottorin koko ja tehovaatimukset

PDM-poramoottoria valittaessa on tärkeää valita oikea koko ja teho nimenomaiseen poraussovellukseen. Sellaiset tekijät kuin muodostustyyppi, kaivon syvyys ja vaadittu vääntömomentti tulee ottaa huomioon. Oikean kokoinen moottori varmistaa tehokkaan toiminnan ja minimoi laitevikojen riskin.

Kestävyys ja suorituskyky ankarissa olosuhteissa

Harkitse moottorin kestävyyttä ja suorituskykyä äärimmäisissä olosuhteissa. PDM-moottoreita on saatavana eri kokoonpanoissa korkeiden lämpötilojen, paineiden ja aggressiivisten porausympäristöjen käsittelemiseksi. Valitsemalla moottorin, joka on suunniteltu projektisi erityisiin haasteisiin, voit parantaa merkittävästi laitteen suorituskykyä ja pitkäikäisyyttä.

Johtopäätös

PDM-poramoottorit ovat välttämättömiä työkaluja nykyaikaisessa porausteollisuudessa. Ne tarjoavat luotettavaa ja tehokasta tehoa poraukseen, erityisesti suunta-, vaaka- ja korkeapaineympäristöissä. Niiden kyky toimia riippumattomasti porakoneen kierrosta yhdistettynä Moineau-periaatteeseen tekee niistä ihanteellisia tarkkuusporaukseen ja nopeampaan tunkeutumisnopeuteen. Ymmärtämällä, miten PDM-porareikämoottorit toimivat, niiden edut ja sovellukset, porauksen ammattilaiset voivat tehdä tietoon perustuvia päätöksiä, jotka parantavat sekä tehokkuutta että kustannustehokkuutta porausprojekteissa.