Блоги

На основании геолого-географических условий и технологических требований разведки и разработки месторождений нефти и газа скважины подразделяются на два основных типа: вертикальные скважины и наклонно-направленные скважиныЭти два типа скважин относятся к области бурения нефтяных и газовых скважин. Последние, в свою очередь, подразделяются на обычные наклонно-направленные скважины, горизонтальные скважины, кустовые скважины и т. д. Основное различие между ними заключается в том, перпендикулярна ли траектория ствола скважины земле, а также они существенно различаются по назначению, техническим характеристикам, сферам применения и сложности строительства. Далее мы рассмотрим вертикальные скважины.Ⅰ. Вертикальные скважиныВ терминологии буровой техники вертикальная скважина относится к типу скважины, проектная траектория которой следует Вертикальная линия, при которой устье и забой скважины имеют одинаковые географические координаты. Суммарный угол наклона ствола скважины, как правило, не превышает 3°/30 м. Вертикальность ствола скважины обеспечивается компоновками бурильной колонны, такими как компоновки с насадкой и маятниковые компоновки, и подходит для таких сценариев, как разработка угольного метана, где требуется разделение геологических единиц.Вертикальная бурильная колонна：Обычная сборка бурильной колонны состоит из буровая установка с поворотным столом + бурильная труба + шарошечное долото, которая опирается на жесткость самой бурильной колонны для поддержания вертикальности. В настоящее время технология предотвращения искривления ствола скважин и обеспечения прямого бурения вертикальных скважин реализуется главным образом за счет совершенствования конструктивных особенностей бурильной колонны:Предотвращение отклонения: в основном используются жесткие компоновки скважин, компоновки башенного типа и компоновки против отклонения с квадратными утяжеленными бурильными трубами.Коррекция отклонения: в основном используются маятниковые узлы, гибкие маятниковые узлы, узлы утяжеленных бурильных труб с эксцентриковым грузом и узлы забойных двигателей.Ⅱ. Сценарии примененияСценарии применения вертикальных и наклонно-направленных скважин полностью сосредоточены вокруг трёх основных требований: «распределение ресурсов, поверхностные условия и эффективность разработки». Между ними нет абсолютных преимуществ или недостатков, есть лишь различия в адаптивности.Вертикальные скважины — экономичный выбор для простых условий. Их основные преимущества — низкая стоимость и высокая эффективность, поэтому они подходят для условий с простыми поверхностными и подземными условиями и концентрированными ресурсами. Сложного проектирования не требуется — достаточно определить глубину залегания пласта, а бурение можно планировать по вертикальной траектории. Процесс бурения осуществляется с постоянной скоростью, требуется лишь регулярное измерение угла наклона скважины и нет необходимости в частой корректировке.1. Традиционная разработка нефтяных и газовых пластовПри залегании нефтегазоносного пласта непосредственно под устьем скважины, с большой толщиной пласта (более 10 метров) и концентрированным распределением, вертикальные скважины могут быть пробурены вертикально до целевого пласта. Продуктивность отдельной скважины удовлетворяет потребности, и нет необходимости в дополнительных инвестициях в наклонно-направленное бурение.2. Разведка и разработка неглубоких ресурсовДля неглубоких нефтяных и газовых пластов, грунтовых вод и геотермальных ресурсов с глубиной залегания

Ⅰ.Подкладка из чистого цирконияПодкладка из чистого цирконияИзготовлены из высокочистого диоксида циркония. Внешняя оболочка изготовлена ​​из стали 45#, а внутренняя втулка обычно имеет содержание диоксида циркония ≥95% и твёрдость 92–94 HRC (шкала твёрдости по Роквеллу C), что примерно в 10 раз превышает твёрдость традиционной керамики. Срок службы до 8000 часов, этот продукт отличается высокой твёрдостью, превосходной износостойкостью и коррозионной стойкостью, а также длительным сроком службы, что делает его пригодным для бурения на шельфе.Ⅱ. Керамический вкладыш ZTAКерамическая втулка ZTA для бурового насосаВтулки изготовлены из конструкционной керамики. Внешняя оболочка изготовлена ​​из стали 45#, а внутренняя втулка – из закаленного циркониевого оксида алюминия (ZTA). Твёрдость внутренней втулки достигает 92–94 HRC (шкала твёрдости по Роквеллу C). Сочетание свойств циркония и оксида алюминия позволяет получить специальный материал с высокой износостойкостью, прочностью и термостойкостью. Эти втулки, специально разработанные для проточной части буровых насосов, отличаются высокой твёрдостью, превосходной износостойкостью и коррозионной стойкостью, а также длительным сроком службы до 6000 часов, что делает их пригодными для бурения на шельфе.Ⅲ. Различия между вкладышами из чистого циркония и керамическими вкладышами ZTAВкладыши из чистого диоксида циркония и керамические вкладыши ZTA различаются по составу материала, эксплуатационным характеристикам, вариантам применения и стоимости, как подробно описано ниже:Состав материалаПодкладка из чистого циркония: В основном состоит из одной фазы зерен циркония.Керамический вкладыш ZTA: Композитный материал из оксида алюминия и оксида циркония, обычно содержащий 10–20 % оксида циркония, а остальное — в основном оксид алюминия.Эксплуатационные характеристикиТвердость: Твердость керамических вкладышей ZTA сопоставима или немного выше, чем у вкладышей из чистого циркония, и обе они тверже керамики из оксида алюминия.Прочность: Керамические вкладыши ZTA достигают упрочнения оксидом алюминия за счет циркония, что обеспечивает значительно более высокую прочность, чем у обычной керамики на основе оксида алюминия, но в целом более низкую прочность, чем вкладыши из чистого циркония.Износостойкость: Вкладыши из чистого диоксида циркония демонстрируют исключительную износостойкость; керамические вкладыши ZTA также обладают превосходной износостойкостью, достигая уровня, эквивалентного износостойкости вкладышей из чистого диоксида циркония.Термическая стабильность: Вкладыши из чистого диоксида циркония обладают низкой теплопроводностью и лучшей теплоизоляцией, но при длительном использовании во влажных условиях при температуре 100–250 °C может наблюдаться «измельчение» поверхности. Керамические вкладыши ZTA характеризуются низким коэффициентом линейного расширения и высокой теплопроводностью, что позволяет лучше предотвращать термическую деформацию и обеспечивает относительно высокую размерную стабильность в условиях высоких температур.Химическая стабильность: Оба материала обладают хорошей химической стабильностью и способны противостоять коррозии, вызываемой большинством химических веществ.Сценарии примененияПодкладка из чистого циркония: Благодаря высокой твердости, износостойкости и коррозионной стойкости он подходит для разведки и разработки месторождений нефти и газа, в том числе на глубоких нефтяных пластах, в сложных геологических структурах, а также для разработки морских месторождений нефти и газа.Керамический вкладыш ZTA: Помимо применимости в износостойких и коррозионностойких условиях, подобных насосам для бурового раствора, он также широко используется в износостойких деталях, требующих охлаждения (например, абразивы, режущие инструменты), а также в компонентах с высокими требованиями к стойкости к термической деформации.РасходыПодкладка из чистого циркония: Общая стоимость относительно высока, поскольку высока стоимость сырья (приготовление циркониевого порошка является сложным), а его обработка сложнее — его более высокая прочность увеличивает сложность шлифования.Керамический вкладыш ZTA: Поскольку в составе ZTA содержится сравнительно высокая доля оксида алюминия (недорогого и легкодоступного сырья), стоимость керамических вкладышей из ZTA ниже, чем стоимость вкладышей из чистого диоксида циркония.

The керамическая втулка бурового насоса представляет собой улучшенную версию вставного типа биметаллическая втулка бурового насоса, где внутренняя втулка из высокохромистого чугуна заменена коррозионно-стойкой керамической. Технический принцип заключается в применении современной технологии фазового упрочнения с использованием высокопрочных и высокопрочных оксидных керамических материалов для изготовления внутренней втулки вкладыша, что обеспечивает длительный срок службы. Технология изготовления внешней втулки идентична технологии изготовления внешней втулки биметаллических вкладышей.Ⅰ. Материалы керамических вкладышейВ условиях продолжающегося расширения масштабов освоения нефтегазовых ресурсов в мире частая замена большого количества металлических футеровок по-прежнему не обеспечивает удовлетворения требований к высокому давлению и износостойкости буровых установок. Однако керамические материалы для футеровок, такие как диоксид циркония, оксид алюминия и композитная керамика ZTA (цирконий-оксид-упрочненный оксид алюминия), обладают чрезвычайно высокой твёрдостью, значительно превосходящей твёрдость металлических материалов.Исходные материалы (микропорошки диоксида циркония и оксида алюминия высокой чистоты) подвергаются сложному холодному прессованию для однократного формования, высокотемпературному спеканию, сборке и финишной высокоточной шлифовке и полировке. Полученные керамические вкладыши обладают высокой прочностью на изгиб, высокой прочностью на растяжение, высокой вязкостью разрушения и превосходной стойкостью к кислотной и щелочной коррозии.Ⅱ. Особенности керамических вкладышей1. Отличная коррозионная стойкостьКерамические материалы обладают чрезвычайно высокой химической стабильностью и менее подвержены химическим реакциям в агрессивных средах, таких как кислоты, щелочи и соляной туман. Ни ионы хлора/водорода в буровом растворе, ни кислотный шлам в горнодобывающей промышленности не способны легко вызвать коррозию керамических футеровок. Например, при работе с буровым раствором с pH от 3 до 11 керамические футеровки могут сохранять структурную целостность в течение длительного времени; в отличие от них, биметаллические футеровки могут подвергаться коррозии из-за истончения стенок и нарушения герметичности в течение нескольких месяцев.2. Хорошая стойкость к высоким температурам и термическая стабильностьКерамические материалы имеют высокие температуры плавления (например, около 2050 °C для оксида алюминия и 2715 °C для диоксида циркония) и низкие коэффициенты теплового расширения, поэтому они не склонны к деформации или растрескиванию в условиях высоких температур. Во время бурения локальная температура, возникающая из-за трения при работе насоса, может достигать 150–200 °C; керамические футеровки сохраняют размерную стабильность, предотвращая увеличение зазоров в уплотнениях из-за теплового расширения и сжатия. В отличие от них, металлические футеровки подвержены термической деформации при высоких температурах, что может привести к утечке бурового раствора и снижению эффективности насоса.3. Низкий коэффициент трения и энергосберегающие свойстваКерамические материалы обладают высокой гладкостью поверхности и чрезвычайно низким коэффициентом трения с поршнями или плунжерами. Например, Керамическая втулка бурового насоса типа FНасосы имеют равномерно структурированную керамическую внутреннюю облицовку; их поверхности подвергаются многоэтапной прецизионной обработке, что обеспечивает превосходную чистоту и блеск. Это снижает сопротивление трения между облицовкой и движущимися частями, снижая энергопотребление буровых насосов, что обычно обеспечивает экономию энергии на 5–10%. Кроме того, это дополнительно замедляет старение компонентов и повышает стабильность работы всего оборудования.Ⅲ. Общая стоимостьПо сравнению с традиционными биметаллическими вкладышами, срок службы керамических вкладышей может достигать 3000–4000 часов — более чем в 10 раз больше, чем у металлических. Это значительно повышает экономическую эффективность, снижает комплексные затраты (включая техническое обслуживание, трудозатраты, хранение и транспортировку) и обеспечивает стабильное ведение буровых работ.

В нефтяной промышленности буровой насос является основным силовым оборудованием буровой системы, а хвостовик в его проточной части выдерживает постоянное воздействие высокого давления и абразивного бурового раствора. Поэтому выбор подходящего хвостовика имеет решающее значение. Втулка бурового насосадоступны из различных материалов, среди которых биметаллическая втулка бурового насоса Является наиболее распространённым типом. Срок его службы обычно достигает 800 часов, и он также является одной из наиболее распространённых изнашиваемых деталей буровых насосов. Конструктивно он состоит в основном из двух слоёв: внешнего и внутреннего рукава.Ⅰ. Внешний рукав1. Структурная поддержкаВ качестве основного опорного компонента, обеспечивающего общую производительность, адаптивность и долговечность вкладыша, наружная гильза изготавливается методом центробежного литья из кованой стали 45#. Её прочность на растяжение составляет более 610 МПа, а твёрдость – 180-200 НВ. Этот материал обладает превосходной прочностью на растяжение, сжатие и ударопрочностью. Во время бурения буровой насос подаёт буровой раствор под давлением 10-35 МПа и выше. Внешняя гильза воспринимает удар жидкости под высоким давлением в камере насоса и боковые силы, возникающие при возвратно-поступательном движении поршня, предотвращая деформацию или растрескивание вкладыша из-за избыточного давления. Выступая в качестве «каркаса» вкладыша, наружная гильза поддерживает внутреннюю гильзу, предотвращая её выпадение или повреждение под действием независимых напряжений, обеспечивая тем самым целостность биметаллической конструкции.2. Адаптивность установкиРазмеры наружной втулки напрямую определяют, насколько точно втулка подходит к отверстию под втулку напорной части. Наружный диаметр наружной втулки обработан с высокой точностью в соответствии со спецификациями корпуса насоса, что обеспечивает плотное прилегание к отверстию под втулку корпуса насоса и предотвращает радиальный люфт после установки.3. Защита внутреннего износостойкого слояВнутренняя гильза биметаллической втулки представляет собой основной износостойкий слой, непосредственно контактирующий с песком и буровым шламом, содержащимися в буровом растворе. Однако материал внутренней гильзы (например, высокохромистый чугун) обычно обладает высокой хрупкостью. Внешняя гильза способна демпфировать внешние механические воздействия, предотвращая растрескивание внутренней гильзы под действием прямых напряжений. Кроме того, внешняя гильза изолирует непосредственный контакт внутренней гильзы с металлом корпуса насоса, защищая износостойкие свойства внутренней гильзы от дополнительных повреждений.Ⅱ. Внутренний рукав1. Устойчивость к износу и эрозии для продления общего срока службы футеровкиБуровой раствор часто содержит большое количество твёрдых частиц и течёт внутри насоса под высоким давлением и с высокой скоростью, вызывая сильный эрозионный износ внутренней стенки вкладыша. Внутренний вкладыш изготовлен из высокохромистого материала с высокой твёрдостью и превосходной износостойкостью. Его твёрдость значительно выше, чем у внешнего вкладыша, что позволяет ему противостоять износу, вызванному буровым раствором, и продлевает общий срок службы вкладыша.2. Коррозионная стойкостьВ зависимости от требований к бурению буровой раствор может быть кислотным или щелочным. Длительный контакт с таким раствором может вызвать коррозию металлов. Материал внутренней гильзы обладает превосходной коррозионной стойкостью, что позволяет изолировать прямой контакт бурового раствора с внешней гильзой, одновременно предотвращая попадание продуктов коррозии в буровой раствор и ухудшение качества бурения.3. Обеспечение герметичностиОсновная функция бурового насоса — подача бурового раствора на забой скважины под высоким давлением, и уплотнение между гильзой и поршнем играет ключевую роль в поддержании высокого давления. Если на внутренней стенке гильзы имеются раковины или деформации, вызванные износом и коррозией, это приведет к утечке бурового раствора, что напрямую снизит производительность насоса и давление, а также увеличит энергопотребление. Внутренняя гильза может плотно прилегать к уплотнению поршня, уменьшая утечки и обеспечивая стабильную работу бурового насоса при номинальном давлении, что позволяет избежать остановок бурения из-за выхода из строя уплотнения.4. Сокращение комплексных затратПо сравнению с буровой насос керамический вкладышsВнутренняя втулка биметаллического вкладыша имеет более низкую стоимость, что позволяет значительно снизить общую стоимость материала вкладыша и повысить общую экономическую эффективность.Подводя итог, можно сказать, что процесс изготовления биметаллических вкладышей относительно прост. По сравнению с керамическими или циркониевыми вкладышами, биметаллические вкладыши имеют более низкую закупочную стоимость и широко используются в бурении. Внедрение биметаллических вкладышей представляет собой важный шаг в области буровой насосs. Они сочетают в себе прочность стали с превосходной износостойкостью, что делает их весьма привлекательным выбором для различных сфер применения. В связи с непрерывным развитием технологий ожидается, что биметаллические втулки будут играть всё более важную роль в повышении эффективности работы буровых насосов и продлении срока службы оборудования.

The узел крейцкопфа бурового насоса является основным соединительным компонентом в системе передачи электроэнергии триплексные буровые насосы простого действия, которые широко используются в бурении нефтяных скважин, геологоразведке и других областях. Он выполняет ключевые функции «преобразования вращательного движения в поступательное» и «передачи нагрузки высокого давления», напрямую определяя способность бурового насоса стабильно подавать буровой раствор высокого давления. Являясь одним из основных узлов, обеспечивающих непрерывное и безопасное бурение, он широко применяется при бурении нефтяных и газовых скважин на суше, на море и на объектах разведки полезных ископаемых.Ⅰ. Основные функцииБуровой насос осуществляет всасывание и нагнетание бурового раствора через трансмиссионную цепь «коленчатый вал → шатун → крейцкопф → шток поршня». Как ключевой промежуточный узел, крейцкопф выполняет три основные функции:1.Преобразование формы движения: он воспринимает вращательное движение коленчатого вала, передаваемое шатуном, и посредством точного взаимодействия между ползуном крейцкопфа и направляющей корпуса насоса преобразует вращательную силу в осевое поступательное движение штока поршня. Это обеспечивает движение поршня в модуль концевой части бурового насоса совершает возвратно-поступательные движения с фиксированным ходом, избегая колебаний рабочего объема.2.Передача и амортизация нагрузки высокого давления: выдерживает два основных типа нагрузок——во-первых, возвратно-поступательная инерционная сила, создаваемая вращением коленчатого вала; во-вторых, сила реакции, создаваемая буровым раствором высокого давления в модуль концевой части бурового насосаБлагодаря своей жесткой конструкции он равномерно распределяет нагрузку на корпус насоса, предотвращая поломку штока поршня и шатуна из-за локальной концентрации напряжений.3.Направление движения и центрирование: благодаря строгому контролю зазора между ползуном крейцкопфа и направляющей, ограничивается радиальное биение штока поршня, что обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня по центру модуль концевой части бурового насоса Это предотвращает эксцентричный износ между поршнем и гильза цилиндра (эксцентриковый износ может привести к выходу из строя уплотнения гильзы цилиндра, что потребует частой замены и увеличит эксплуатационные расходы).Ⅱ. Стандарты адаптации отрасли и распространённые ошибкиУзел крейцкопфа должен соответствовать модели бурового насоса (например, Модель Ф-1600, Ф-2200). Ключевые параметры включают: ход корпуса крейцкопфа, диаметр пальца шатуна (обычно 50–80 мм, увеличиваясь с размером насоса) и размеры направляющей (адаптируются к направляющей корпуса насоса). Он также должен соответствовать требованиям к прочности и износостойкости для «компонентов приводной части», указанным в API Spec 7K, обеспечивающие срок службы ≥5000 часов в условиях высокого давления и высокой частоты работы.Будучи основным компонентом привода, узел крейцкопфа бурового насоса длительно работает под высоким давлением (35–70 МПа), в условиях высокочастотного возвратно-поступательного движения и загрязнения пылью/шламом. Он подвержен отказам, вызванным недостаточной смазкой, чрезмерным износом, отклонениями в сборе и т. д. В данном разделе, с учетом практики бурения нефтяных скважин на месте, описаны явления, причины и целевые решения для нескольких типичных отказов в соответствии с отраслевыми стандартами API Spec 7K.1.Задиры в цилиндре скольжения крейцкопфаЯвления разломовПри работе бурового насоса слышен резкий звук трения, за которым следует резкое повышение температуры приводной части (зона скольжения превышает 60℃);В тяжёлых случаях происходит заклинивание штока поршня, резкое падение производительности насоса или его остановка. Разборка выявляет царапины на металле и локальные следы сварки на контактной поверхности между ползунком и направляющей.Причины неисправностейНеисправность смазки: недостаточное давление смазочного масляного насоса (10% от номинального давления) или частое повышение давления в модуль концевой части бурового насоса, в результате чего шатунный палец воспринимает мгновенные ударные нагрузки.РешенияЗамена компонентов: замените палец шатуна на тот, который соответствует стандартам, и проверьте, не изношено ли отверстие малого конца шатуна;Калибровка сборки: Обеспечьте переходную посадку между пальцем шатуна и отверстием под палец в корпусе крейцкопфа, при этом зазор должен контролироваться в пределах 0,01–0,03 мм; эластичное стопорное кольцо должно быть полностью защелкнуто в канавке для предотвращения осевого биения;Контроль рабочего состояния: Отрегулируйте давление на выходе бурового насоса до номинального диапазона (см. параметры насоса, например, насос модели F-1600 имеет номинальное давление 35 МПа). Усильте контроль за системой циркуляции бурового раствора во время бурения, чтобы избежать повышения давления в системе. модуль концевой части бурового насоса;Регулярный осмотр: проводите магнитопорошковую проверку поверхности шатунного пальца каждые 500 часов для проверки на наличие усталостных трещин и заблаговременно заменяйте потенциально опасные компоненты.3. Неравномерное возвратно-поступательное движение штока поршняЯвления разломовЗначительные колебания производительности бурового насоса, нестабильный возврат бурового раствора вверх, что может привести к неполной очистке ствола скважины;При разборке обнаруживается ослабление соединения штока поршня с корпусом крейцкопфа или чрезмерный зазор (>0,1 мм) между ползуном и направляющей.Причины неисправностейЧрезмерный износ ползуна: уменьшение толщины ползуна после длительного использования (износ более 0,2 мм), что приводит к чрезмерному зазору между ним и направляющей и радиальному биению крейцкопфа при возвратно-поступательном движении;Ослабленное соединение: резьба соединительной втулки штока поршня не затянута, что приводит к ослаблению резьбы во время работы и несоосности штока поршня и крейцкопфа;Деформация направляющей: Длительная вибрация и удары по корпусу насоса вызывают локальный изгиб направляющей (прямолинейность более 0,05 мм/м), что приводит к отклонению траектории движения.РешенияОбращение с направляющими: Измерьте толщину направляющих; при износе, превышающем допустимый предел, замените направляющие парами. Если зазор немного больше (0,1–0,15 мм), отрегулируйте его, добавив тонкие медные прокладки (толщиной 0,03–0,05 мм) на заднюю часть направляющей.Затяжка соединений: снимите соединительную втулку штока поршня, очистите масляные пятна на поверхности резьбы, повторно затяните резьбу и установите стопорные шайбы или выполните точечную сварку для предотвращения ослабления;Ремонт направляющей: проверьте прямолинейность направляющей с помощью циферблатного индикатора; отремонтируйте незначительную деформацию шлифованием шлифовальной машиной; замените направляющую корпуса насоса, если деформация серьезная, убедившись, что прямолинейность направляющей составляет ≤0,03 мм/м;Калибровка выравнивания: Повторно откалибруйте соосность штока поршня и крейцкопфа, контролируя отклонение на уровне ≤0,05 мм, чтобы избежать отклонения силы во время возвратно-поступательного движения.4. Утечка смазочного маслаЯвления разломовСмазочное масло просачивается из области крейцкопфа (место соединения приводной и гидравлической частей) и капает в систему циркуляции бурового раствора, вызывая загрязнение бурового раствора;Уровень масла в масляном баке быстро падает, что требует частой доливки масла и увеличивает расходы на техническое обслуживание.Причины неисправностейНеисправность уплотнения: старение или деформация уплотнительных колец или повреждение пылезащитных уплотнений, приводящее к просачиванию смазочного масла из зазора уплотнения;Повреждение маслоудерживающего кольца: маслоудерживающее кольцо на корпусе крейцкопфа отваливается или трескается, не в состоянии блокировать поток смазочного масла к гидравлической части;Избыточное давление в масляном канале: Давление в насосе смазочного масла превышает 0,4 МПа, что превышает несущую способность уплотнений и приводит к выдавливанию смазочного масла из области уплотнения.РешенияЗамена уплотнений: Разберите узел крейцкопфа, замените изношенные уплотнительные кольца и пылезащитные уплотнения, а также нанесите смазочное масло на поверхность уплотнения перед установкой;Ремонт маслоудерживающего кольца: установите на место маслоудерживающее кольцо, убедившись, что оно защелкнулось в канавке корпуса крейцкопфа; замените маслоудерживающее кольцо той же моделью, если оно треснуло;Регулировка давления: отрегулируйте давление смазочного насоса до 0,2–0,4 МПа и проверьте правильность работы предохранительного клапана (разберите, очистите или замените предохранительный клапан, если он застрял);Устранение загрязнений: Очистите вытекшее смазочное масло, проверьте содержание масла в буровом растворе и добавьте средство для удаления масла из бурового раствора, если содержание масла превышает предельно допустимое значение, чтобы не повлиять на эксплуатационные характеристики бурового раствора.5. Плохой контакт между кареткой и направляющейЯвления разломовПри работе бурового насоса в зоне скольжения возникает звук трения, а температура приводной части слегка повышается;После разборки осмотр показывает, что контактная поверхность между ползуном и направляющей 0,02 мм);Деформация направляющей: Некачественный материал направляющей приводит к незначительной деформации направляющей после длительного нагрева, что снижает степень прилегания контактной поверхности;Недостаточная смазка: неравномерная подача масла в смазочный канал приводит к локальному недостатку смазочного масла на ползунке, образуя «зоны сухого трения» и влияя на эффективность контакта.РешенияРемонт шлифованием: Разберите направляющую и ползун, вручную отшлифуйте поверхность направляющей мелкозернистым абразивным песком до достижения шероховатости поверхности Ra ≤0,8 мкм; отшлифуйте контактную поверхность ползуна тем же методом, обеспечив площадь контакта ≥80%;Повторная сборка: Откалибруйте положение направляющей с помощью циферблатного индикатора во время установки, убедившись, что отклонение от параллельности между направляющей и направляющей составляет ≤0,01 мм/м;Оптимизация смазки: очистите канал смазочного масла, проверьте, не засорено ли сопло впрыска масла, и убедитесь, что смазочное масло равномерно покрывает контактную поверхность между ползуном и направляющей; при необходимости установите дроссельный клапан в канале смазочного масла ползуна, чтобы отрегулировать подачу масла;Проверка материала: проверьте материал новых предметных стекол, чтобы избежать использования некачественных предметных стекол.Ⅲ.Краткое содержаниеУделяйте первостепенное внимание смазке: ежедневно проверяйте давление и уровень смазочного масла; регулярно меняйте смазочное масло (каждые 2000 часов); убедитесь, что в системе смазки нет засоров и утечек;Регулярный осмотр: разбирайте и осматривайте узел крейцкопфа каждые 500–800 часов, обращая особое внимание на износ направляющих, усталость шатунных пальцев и старение уплотнений; используйте дефектоскопическое оборудование для проверки на наличие трещин;Стандартизированная сборка: строго следуйте стандартам API Spec 7K по сборке; контролируйте зазоры посадки (например, направляющая скольжения: 0,05–0,1 мм, отверстие между пальцем шатуна и пальцем: 0,01–0,03 мм); обеспечивайте выравнивание;Контроль рабочего состояния: не допускайте превышения давления и превышения скорости работы бурового насоса, чтобы исключить повреждение компонентов под воздействием мгновенных ударных нагрузок.

При бурении нефтяных скважин трёхцилиндровый буровой насос является основным оборудованием для повышения давления, и его ключевые компоненты напрямую влияют на эффективность и безопасность бурения. Шток поршня и его фиксатор являются ключевыми компонентами, обеспечивающими стабильную работу бурового насоса. Ниже представлен подробный профессиональный анализ:Ⅰ. Шток поршня трехсекционного бурового насоса1. Основная структураThe Поршневой шток для поршневого насоса с тремя цилиндрами обычно имеет ступенчатую цилиндрическую конструкцию, состоящую из корпуса стержня, секции соединительной резьбы, секции сопряжения уплотнения и направляющей секции:Тело стержня: Основная несущая часть, требующая высокой прочности и усталостной стойкости.Раздел соединительной резьбы: Соединяется с поршнем гидравлической части или крейцкопфом приводной части. Точность резьбы должна соответствовать стандартам API (например, API Spec 7K) для обеспечения надёжности соединения.Секция стыковки уплотнений: Контактирует с уплотнениями гильз цилиндров. Шероховатость поверхности должна контролироваться в пределах Ra 0,8–1,6 мкм для обеспечения герметичности и предотвращения утечки грязи.Раздел руководства: Помогает штоку поршня совершать возвратно-поступательные движения внутри гильзы цилиндра, снижая риск эксцентрикового износа.2. Выбор материалаЧтобы адаптироваться к суровым условиям высокого давления (обычно 15–35 МПа) и бурового раствора с высоким содержанием песка при бурении нефтяных скважин, материалы поршневых штоков должны соответствовать:Базовый материал: легированная сталь 42CrMo (предел прочности на растяжение ≥1080 МПа, предел текучести ≥930 МПа), подвергнутая закалке и отпуску (твердость 28~32HRC) для обеспечения комплексных механических свойств.Обработка поверхности: Применяется плазменная сварка на основе никелевого сплава или индукционная закалка, что позволяет достичь твердости поверхности HRC 55~60 и сформировать износостойкий слой толщиной 50~100 мкм. 3. Принцип работыПриводится в действие коленчатым валом в приводной части трехсекционный буровой насос, шток поршня передает возвратно-поступательное движение через буровой насос крейцкопф, толкая поршень на конце жидкости, чтобы поочередно завершить всасывание ход (буровой раствор поступает в гильзу цилиндра из всасывающей трубы) и ход нагнетания (буровой раствор под высоким давлением выбрасывается через выпускной клапан в систему циркуляции бурового раствора), реализуя непрерывную транспортировку бурового раствора под давлением.4. Основные технические параметрыДлина хода: Обычный диапазон 160~300 мм, влияющий на рабочий объем одноцилиндрового двигателя.Скорость возвратно-поступательного движения: 0~150 циклов/мин, регулируется скоростью дизельного двигателя или электродвигателя.Максимальное рабочее давление: Должно соответствовать условиям бурения, обычно 20 МПа или 35 МПа; насосы высокого давления могут достигать 70 МПа.Ошибка прямолинейности: ≤0,05 мм/м, чтобы избежать эксцентрикового износа гильзы цилиндра во время работы.5. Виды отказовПоверхностный износ: Истирание сопрягаемой секции уплотнения, вызванное попаданием частиц песка в грязь или трением об уплотнения, что приводит к утечке грязи.Усталостный перелом: При высокочастотных возвратно-поступательных нагрузках в зонах концентрации напряжений, таких как переходы резьбы или тело стержня, легко возникают усталостные трещины, что в конечном итоге приводит к разрушению.Коррозионные повреждения: Коррозия под напряжением, вызванная сероводородом (SSC), или питтинговая коррозия, особенно подверженная возникновению в кислых средах бурового раствора.6. Требования к техническому обслуживаниюРегулярный осмотр: Измеряйте износ поверхности каждые 500 часов работы. Повторное хромирование требуется, если износ хромового покрытия превышает 50%.Проверка резьбы: Используйте резьбовые калибры для проверки точности резьбы; немедленно замените, если обнаружено соскальзывание или деформация резьбы.Неразрушающий контроль: Используйте магнитопорошковый контроль (МПК) или капиллярный контроль (КПК) для проверки наличия трещин в теле стержня, чтобы убедиться в отсутствии скрытых дефектов.Ⅱ. Зажим штока поршня трёхсекционного бурового насосаThe Зажим штока поршня трехсекционного бурового насоса Специальный инструмент для обслуживания, монтажа и испытания буровых насосов. Он используется для точного позиционирования и крепления штока поршня, обеспечивая безопасность и точность при разборке, сборке и обслуживании.1. Основные функцииЗажим штока поршня в основном используется для технического обслуживания и ремонта трёхпоршневых буровых насосов. При замене поршней, уплотнений, а также при осмотре/ремонте штока поршня он надёжно фиксирует шток в определённом положении, предотвращая его смещение и упрощая работу оператора. Кроме того, при установке штока поршня зажим помогает точно позиционировать его, обеспечивая соосность с другими компонентами, повышая точность сборки и снижая количество отказов оборудования, вызванных неправильной сборкой.2. Распространенные типыЗажим с болтовым зажимом: фиксирует шток поршня посредством затягивания болтов. Обычно состоит из двух полукольцевых зажимных корпусов, внутренние поверхности которых соответствуют наружной поверхности штока поршня, обеспечивая надёжность и равномерность зажима. Во время зажима вращайте болты, чтобы оба зажимных корпуса постепенно сомкнулись и удерживали шток поршня.Гидравлический зажимной зажим: использует давление гидравлической системы для зажима штока поршня. Обладает большим усилием зажима и удобством эксплуатации, подходит для фиксации штоков поршней больших трёхцилиндровых буровых насосов. Обычно состоит из гидравлических цилиндров, зажимных губок и т.д. Приводит зажимные губки в действие, зажимая шток поршня посредством давления гидравлического масла, толкающего поршень цилиндра.Магнитный зажим: Крепится к поверхности штока поршня с помощью магнитной адсорбции. Этот тип зажима отличается простой конструкцией, лёгкостью монтажа и демонтажа, но относительно небольшим усилием зажима, что обычно подходит для небольших трёхпоршневых буровых насосов или случаев, когда требуется небольшое усилие зажима.3. Структурный составЗажимной механизм: Включает в себя губки и винтовой/гидравлический цилиндр. Губки покрыты медными или резиновыми накладками, чтобы предотвратить повреждение поверхности штока поршня во время зажима.База поддержки: Изготовлен из чугуна или сварной стальной пластины, обеспечивающей достаточную жесткость (деформация ≤0,1 мм). Основание оснащено выравнивающими болтами для адаптации к различным рабочим платформам.Позиционирующие и направляющие компоненты: Например, V-образные блоки (угол 90° или 120°) и масштабные линейки, используемые для позиционирования оси поршневого штока.4. Требования к материаламТело челюстиМатериал: сталь 45#, подвергнутая закалке и отпуску (твёрдость 22–25HRC). Материал футеровки – износостойкий чугун или полиуретан (твёрдость по Шору 85–90).Структура поддержки: Стальная пластина Q235B, сваренная и затем состаренная для устранения внутренних напряжений и предотвращения деформации.5. Эксплуатационные характеристикиПеред зажимом очистите поверхность штока поршня от масляных пятен и грязи, чтобы обеспечить плотный контакт между зажимом и штоком и улучшить эффект зажима.При зажиме прилагайте равномерное усилие, чтобы предотвратить изгиб штока поршня (особенно для тонких штоков). Для гидравлических зажимов давление следует контролировать на уровне 70–90 % от номинального значения.Во время разборки/сборки резьбы наносите на нее смазку (например, литиевую смазку с противозадирными свойствами), чтобы избежать ее заедания.6. Отраслевые стандартыНеобходимо соответствовать соответствующим стандартам для нефтебурового оборудования, таким как:Требования безопасности к инструментальным зажимам в API Spec 7K 《Спецификация на оборудование для бурения и обслуживания скважин》.Правила использования инструментов для технического обслуживания в SY/T 5225 《Технический регламент по предупреждению пожаров и взрывов при бурении, разработке, хранении и транспортировке нефти и газа》.3. Соотношение и важность штока поршня и зажимаВ системе трёхпоршневого бурового насоса характеристики штока напрямую определяют стабильность рабочего объёма и выходную мощность насоса, а фиксатор штока является ключевым вспомогательным устройством, обеспечивающим точность установки штока и продление срока службы. Основные требования к их взаимодействию включают:Точность позиционирования зажима должна соответствовать требованиям прямолинейности и соосности штока поршня, чтобы избежать преждевременного износа, вызванного ошибками монтажа.Метод зажима зажима должен соответствовать характеристикам материала штока поршня, чтобы предотвратить повреждение поверхности, влияющее на эффективность уплотнения.В условиях высокого давления и высокого риска при бурении нефтяных скважин высококачественные поршневые штоки и стандартизированное использование зажимов являются важными гарантиями сокращения простоев насосов из-за отказов и снижения затрат на бурение, играя незаменимую роль в повышении непрерывности и безопасности буровых работ.

A насос для бурового раствора Это высокосдвиговое перемешивающее устройство, специально разработанное для обработки бурового раствора. Оно измельчает и диспергирует твердые частицы в буровом растворе посредством механических сил (сдвига, удара и турбулентности), способствуя полному растворению добавок, таких как полимеры и глины. В конечном итоге достигается гомогенизация бурового раствора, оптимизация его реологических свойств и повышение производительности.Ⅰ. Основные функцииИзмельчите крупные твердые частицы в буровом растворе (например, шлам, недиспергированную глину), чтобы уменьшить агломерацию частиц.Ускорьте растворение и активацию химических добавок, таких как полимеры, понизители водоотдачи и загустители.Улучшить вязкость, усилие сдвига и реологические свойства бурового раствора, усилив его способность удерживать шлам, препятствовать обрушению ствола скважины и охлаждать буровое долото.Поддерживать стабильность системы промывки, обеспечивая эффективный вынос шлама, балансировку давления в скважине и смазку бурильной колонны во время циркуляции.Ⅱ. Принцип работыОсновной принцип работы насоса для перекачки бурового раствора заключается в создании интенсивных сдвигающих усилий и гидродинамических эффектов посредством высокоскоростного относительного движения ротора и статора. Конкретный процесс заключается в следующем:1.Срезное действие: Между ротором (высокоскоростным вращающимся компонентом) и статором (неподвижным компонентом) имеется небольшой зазор (зазор сдвига, обычно 0,1–1 мм). Проходя через этот зазор, буровой раствор «срезается» высокоскоростным вращающимся ротором, разрывая крупные частицы на более мелкие.2.Удар и турбулентность: Высокоскоростное вращение лопастей ротора создаёт в шламе интенсивную турбулентность и вихри. Высокочастотные соударения возникают между частицами, а также между частицами и лопастями, что приводит к их дальнейшему дроблению и диспергированию примесей.3.Смешивание и гомогенизация: Под совместным воздействием сдвига и турбулентности твердые частицы, жидкости и добавки в буровом растворе полностью перемешиваются, образуя однородную и стабильную систему, предотвращающую расслоение или седиментацию.Ⅲ. Структурный составКонструкция насоса для перекачки бурового раствора разработана с учётом таких требований, как высокая эффективность сдвига, износостойкость и адаптация к тяжёлым условиям эксплуатации. Он состоит из следующих основных компонентов:1. Система силового приводаИсточник привода: Обычно взрывозащищенный двигатель (для наземного бурения) или гидравлический двигатель (для морского бурения, адаптировано к условиям высокой вибрации), обеспечивает вращательную мощность. Диапазон мощности варьируется от десятков до сотен киловатт в зависимости от производительности.Редуктор/передающее устройство: Передает мощность на ротор через муфты, редукторы и т. д. и регулирует скорость ротора (обычно 1000–3000 об/мин; более высокие скорости повышают эффективность сдвига).2. Основные рабочие компоненты: ротор и статорРотор: «Активный элемент» насоса сдвига, обычно цилиндрический, со спиральными лопастями или зубчатыми выступами на поверхности. Материалы лопастей должны быть износостойкими (например, высокохромистый чугун, покрытие из карбида вольфрама), чтобы выдерживать абразивное воздействие твёрдых частиц бурового раствора.Статор: «Пассивный компонент», закреплённый в корпусе насоса и соосно установленный с ротором. Его внутренняя стенка имеет пазы или каналы, соответствующие лопаткам ротора. Зазор между ротором и статором можно регулировать, изменяя конструктивные параметры; меньший зазор увеличивает сдвиговое усилие (но следует избегать риска заклинивания).3. Система жидкостных каналовВход: Подключается к цистернам с буровым раствором или циркуляционным трубопроводам, по которым буровой раствор засасывается в камеру сдвига насосом или внешней силой.Камера сдвига: Пространство между ротором и статором, служащее активной зоной, где грязь подвергается сдвигу и ударам.Выход: Через него очищенная гомогенизированная грязь выводится обратно в систему циркуляции или поступает на следующий этап обработки.Структура руководства по потоку: Некоторые сдвиговые насосы оснащены встроенными направляющими пластинами или спиральными каналами для направления осевого потока бурового раствора, что позволяет избежать локального застоя и улучшить однородность смешивания.4. Вспомогательные и защитные системыУплотнительное устройство: Использует механические уплотнения или сальниковые уплотнения для предотвращения утечки бурового раствора (особенно под высоким давлением) и защиты приводной системы от загрязнения буровым раствором.Система охлаждения: В насосах высокой мощности водяное или воздушное охлаждение снижает рабочую температуру ротора и статора, предотвращая старение материала, вызванное теплом трения.5. Система управленияОснащенный преобразователями частоты, датчиками давления, расходомерами и т. д., он может в режиме реального времени регулировать скорость, контролировать давление и расход на входе/выходе, а также адаптироваться к потребностям обработки различных типов бурового раствора (например, бурового раствора на водной основе, бурового раствора на масляной основе).4. Основные технические характеристикиВысокая эффективность сдвига: За счет оптимизации структур ротора и статора (например, многогруппового зубчатого зацепления, ступенчатых сдвиговых зазоров) эффективность измельчения частиц превышает 90%, а скорость дисперсии присадки увеличивается на 30–50%.Износостойкая конструкция: В ключевых компонентах используются износостойкие сплавы (например, Cr12MoV), резиновые футеровки или керамические покрытия для продления срока службы (при бурении абразивных пластов срок службы может быть в 2–3 раза больше, чем у традиционных насосов).Сильная приспособляемость: Способен работать с высоковязкими буровыми растворами с высоким содержанием песка (содержание песка ≤15%) и совместим с буровыми растворами на водной, масляной и синтетической основе.Стабильная непрерывная работа: Рассчитан на непрерывный режим работы с широким диапазоном производительности обработки (от 10 м³/ч до 500 м³/ч), что отвечает потребностям бурения различных масштабов (например, неглубоких скважин, глубоких скважин, горизонтальных скважин).Ⅴ. Сценарии применения и важностьСдвиговые насосы для бурового раствора широко используются при бурении нефтяных и газовых скважин, разработке сланцевого газа, геологоразведке и т. д., в том числе в следующих конкретных сценариях:1. Этап приготовления бурового раствораВ ёмкостях для бурового раствора сдвиговые насосы смешивают бентонит, глину и другие базовые материалы с водой, добавляя полимеры (например, полиакриламид), понизители водоотдачи (например, КМЦ) и другие добавки. Сдвиг обеспечивает полное растворение добавок, исключая образование нерастворенных полимерных комков, и обеспечивает получение качественного исходного бурового раствора для бурения.2. Процесс циркуляции бурового раствораВо время бурения возвращаемый буровой раствор содержит большое количество шлама и обломков бурового раствора. Срезающие насосы могут измельчать крупный шлам, предотвращая его оседание в ёмкостях для бурового раствора; при бурении скважин срезающие насосы быстро восстанавливают вязкость и суспензионную способность бурового раствора, поддерживая стабильную циркуляцию.3. Регенерация деградировавшей грязиДля бурового раствора, характеристики которого ухудшились из-за длительной циркуляции (например, из-за пониженной вязкости, плохой суспензии), сдвиговые насосы могут повторно диспергировать частицы и реактивировать добавки посредством повторного сдвига, реализуя регенерацию бурового раствора, уменьшая сброс отходов и снижая затраты на приготовление нового бурового раствора.4. Специальные требования к технологии буренияВ сложных типах скважин, таких как наклонно-направленные и горизонтальные, к буровому раствору предъявляются более высокие требования по реологии (например, низкая вязкость, высокая способность переносить шлам). Сдвиговые насосы позволяют оптимизировать реологические параметры бурового раствора за счёт точного управления интенсивностью сдвига, обеспечивая контроль траектории ствола скважины и эффективность переноса шлама.Ⅵ. Рекомендации по выбору и обслуживанию1. Ключевые параметры выбораСкорость потока обработки: определяется объемом циркуляции бурового раствора, обычно в 1,2–1,5 раза превышающим рабочий объем бурового насоса.Интенсивность сдвига: выберите структуру ротора-статора в зависимости от типа бурового раствора (например, высокая интенсивность сдвига для мелкодисперсного бурового раствора, сильное дробление для крупнодисперсного бурового раствора).Рабочее давление: адаптируйтесь к давлению в системе циркуляции бурового раствора (обычно 0,5–2 МПа), чтобы избежать перегрузки.Коррозионная стойкость: для бурового раствора на масляной основе или бурового раствора, содержащего химические добавки, требуются материалы, устойчивые к кислотам и щелочам (например, нержавеющая сталь 316).2. Ежедневное обслуживаниеРегулярно проверяйте износ ротора и статора; заменяйте их, если зазор превышает 50% от первоначального значения, чтобы предотвратить снижение эффективности сдвига.Очистите входной фильтр, чтобы предотвратить засорение или повреждение компонентов из-за попадания крупных загрязнений в камеру сдвига.Проверьте герметичность уплотнительных устройств и своевременно заменяйте уплотнения, чтобы защитить приводную систему.Регулярно смазывайте компоненты трансмиссии, чтобы обеспечить стабильную работу и снизить потребление энергии.Ⅶ. ЗаключениеСдвиговые насосы для бурового раствора обеспечивают гомогенизацию бурового раствора и оптимизируют его производительность за счёт высоких сдвиговых усилий, выступая в качестве основного оборудования, обеспечивающего приготовление, циркуляцию и регенерацию бурового раствора. Их передовая конструкция, рациональный выбор и стандартизированное техническое обслуживание напрямую влияют на эффективность бурения, безопасность скважин и контроль затрат. По мере продвижения нефтегазоразведки в глубокие и сложные пласты эффективные, износостойкие и интеллектуальные технологии сдвиговых насосов станут ключевым фактором повышения конкурентоспособности буровой техники.

The Стабилизатор бурильной колонны — важнейший инструмент, устанавливаемый на бурильную колонну при бурении нефтяных и газовых скважин, геологоразведке и других инженерных проектах. Его основные функции включают стабилизацию бурильной колонны, управление траекторией ствола скважины, снижение вибрации и износа бурильной колонны, а также обеспечение эффективного и безопасного бурения. Ниже приведено подробное описание:I. Основные функцииСтабилизация бурильной колонны и предотвращение отклоненияБлагодаря контакту со стенкой скважины стабилизатор обеспечивает радиальную поддержку бурильная колонна, уменьшая поперечные колебания бурильной колонны во время вращения и бурения. Это предотвращает отклонение ствола скважины от проектной траектории (например, управление траекторией в наклонно-направленных или горизонтальных скважинах).Контроль диаметра ствола скважиныНаружный диаметр стабилизатора близок к диаметру бурового долота, что позволяет ему удалять излишки породы или глинистой корки со стенок скважины. Это обеспечивает правильную форму ствола скважины, предотвращает его расширение или усадку и создает благоприятные условия для последующего цементирования и заканчивания скважины.Снижение износа и усталости бурильной колонныОн минимизирует трение между бурильной колонной и стенкой скважины, уменьшает изгиб и вибрацию бурильные трубы и утяжеленные бурильные трубы, продлевает срок службы буровых инструментов и снижает риск возникновения несчастных случаев, таких как поломка и застревание бурильной колонны.Оптимизация гидравлических характеристикНекоторые стабилизаторы спроектированы с отводными канавками или водяными глазками, которые улучшают путь потока бурового раствора, повышая способность переносить песок и эффективность охлаждения долота.II. Основные классификации и структурные особенностиСтабилизаторы бурильной колонны можно классифицировать по конструктивному исполнению, сценариям применения и принципам стабилизации:Классификация по структурной формеИнтегральный стабилизаторСтруктура: Выкован из цельного куска стали (например, легированной стали) и обработан на станке, с ребрами, интегрированными в основной корпус (без сварных или сборных компонентов).Функции: Высокая прочность и ударопрочность, подходит для глубоких скважин, твердых пород или условий бурения с высокой скоростью вращения.Приложение: Глубокое бурение скважин, твердые горные породы и участки наклонно-направленных скважин с высокой скоростью набора кривизны.Стабилизатор вставного типаСтруктура: В ребра основного корпуса вставлены твердосплавные вставки (например, зубья из карбида вольфрама) или вставки из поликристаллического алмазного композита (PDC).Функции: Исключительная износостойкость, эффективная обработка абразивных пород (например, песчаника, конгломерата) и продление срока службы.Приложение: Абразивные образования и горизонтальные участки скважин (требующие длительного контакта со стенкой скважины).Сменный стабилизатор рукаваСтруктура: Основной корпус служит основанием, а съёмная втулка из износостойкого сплава обеспечивает стабилизацию. Изношенные втулки можно заменить, не разбирая весь корпус.Функции: Экономически эффективен, снижает затраты на техническое обслуживание, подходит для средне- и низкоабразивных пластов.Приложение: Традиционные вертикальные скважины и требования к вторичному/многократному использованию в скважинах средней глубины.Спиральный стабилизаторСтруктура: Ребра распределены по спирали, что минимизирует площадь контакта со стенкой скважины и обеспечивает более плавный проход жидкости.Функции: Снижает сопротивление потоку бурового раствора и потерю давления, одновременно выполняя функции стабилизации и отклонения.Приложение: Высокопроизводительное бурение и горизонтальные секции (снижают накопление шлама).Классификация по месту установкиСтабилизатор около долота: устанавливается ближе всего к буровой коронке (обычно на высоте 0,5–3 метра над коронкой), напрямую контролирует отклонение коронки и служит основным инструментом управления траекторией.Средний стабилизатор: устанавливается в середине бурильной колонны для ее стабилизации и снижения общей изгибающей деформации.Верхний стабилизатор: Расположен вблизи устья скважины или роторного стола, в первую очередь предотвращает колебания бурильной колонны вблизи устья скважины.III. Структурный составСтабилизаторы бурильной колонны обычно состоят из следующих компонентов:Основная часть: Цилиндрическая металлическая конструкция, обычно изготовленная из высокопрочной легированной стали, обладающая износостойкостью и ударопрочностью.Стабилизирующие ребра (лезвия)Выступающие элементы: равномерно распределенные по окружности основного корпуса (обычно 3–6 ребер). Они служат точками контакта сердечника со стенкой скважины. Форма и количество ребер определяются требованиями бурения.Соединительные нити: Оснащены резьбой бурильной трубы (например, резьбой стандарта API) на обоих концах для соединения с бурильной колонной (утяжеленными бурильными трубами, бурильными трубами).Канавки для отвода: Канавки между лопастями для циркуляции бурового раствора. В некоторых конструкциях оптимизируется геометрия канавок для снижения потерь давления.IV. Основные технические параметрыВнешний диаметр: Соответствует размеру ствола скважины, как правило, на 3–5 мм меньше диаметра ствола скважины (например, для ствола скважины диаметром 215,9 мм используется стабилизатор диаметром 210 мм), обеспечивая стабилизацию и избегая риска прихвата.Количество ребер: Обычно 3, 4 или 6 ребер. Большее количество ребер повышает устойчивость, но может увеличить сопротивление потоку бурового раствора.Длина: проектируются с учётом особенностей сечения скважины. Околодолотные стабилизаторы обычно короче (0,5–1,5 метра), тогда как средние стабилизаторы могут быть длиннее (1–3 метра).Материал:Основная часть: В основном это высокопрочные легированные стали, такие как 4145H или 4140H, закаленные для обеспечения хорошей прочности и усталостной прочности.Износостойкие компоненты: Карбид вольфрама (WC-Co), пластины PDC, керамические покрытия и т. д. для повышения износостойкости.Максимальное рабочее давление/температура: Разработаны для работы в условиях высоких температур и давления в глубоких скважинах. Обычные изделия выдерживают температуру ≥150°C и давление ≥30 МПа.V. Сценарии применения и принципы выбораХарактеристики формацииМягкие образования: Отдайте приоритет спиральным или интегральным стабилизаторам, чтобы свести к минимуму нарушение пласта.Твердые/абразивные образования: Для предотвращения быстрого износа обязательны стабилизаторы вставного типа.Требования к типу скважиныВертикальные скважины: Сосредоточьтесь на контроле отклонения, выбрав высокоустойчивые интегральные или 4-реберные стабилизаторы.Направленные/горизонтальные скважины: Околодолотовые стабилизаторы требуют высокоточной конструкции в сочетании со спиральными структурами для уменьшения накопления шлама.Параметры буренияВысокоскоростное бурение (≥150 об/мин) требует использования встроенных стабилизаторов с высокой усталостной прочностью.При бурении с большим смещением приоритет отдается спиральным структурам.VI. Вопросы примененияОтбор Адаптация: Выберите подходящий тип стабилизатора в зависимости от твердости пласта, типа скважины (вертикальная/направленная/горизонтальная) и свойств бурового раствора.Положение установки: Обычно устанавливается над долотом около утяжеленной бурильной трубы или на расстоянии друг от друга в соответствии с конструкцией бурильной колонны, образуя конструкцию «полноразмерной бурильной колонны».Технический осмотр: Регулярно проверяйте износ ребер и целостность резьбы, чтобы избежать отклонения ствола скважины или повреждения бурильной колонны из-за выхода из строя стабилизатора.Координация с другими инструментами: работают синергетически с долотами, утяжеленными бурильными трубами, амортизаторами и т. д., оптимизируя общую устойчивость бурильной колонны.VII. Руководство по использованию и обслуживаниюПредварительная проверкаПроверьте износ ребер (замените, если износ превышает проектные пределы).Осмотрите основной корпус на предмет трещин, деформации или повреждения резьбы.Убедитесь, что вставки не ослаблены и не отсутствуют, а спиральные каналы не засорены.Мониторинг в процессе использованияМониторинг колебаний крутящего момента и нагрузки на долото в режиме реального времени; отклонения могут указывать на неисправность стабилизатора.Регулярно оценивайте траекторию ствола скважины, используя данные измерений во время бурения (MWD), чтобы проверить эффективность стабилизатора.ОбслуживаниеПосле использования удалите остатки бурового раствора и проверьте износ важнейших компонентов.Замените изношенные вставки для стабилизаторов вставного типа и своевременно замените втулки для стабилизаторов сменного типа. Стабилизатор бурильной колонны достигает основной цели: «стабильность бурильной колонны – нормальный ствол скважины – эффективное бурение» благодаря трём синергетическим функциям: жёсткой опоре для подавления колебаний бурильной колонны, ограничениям траектории для управления направлением ствола скважины и оптимизации гидравлических характеристик для повышения эффективности пескопроявления и охлаждения. Его эксплуатационные характеристики напрямую влияют на безопасность бурения, качество ствола скважины и эксплуатационные расходы, что делает его незаменимым инструментом при бурении сложных скважин (например, горизонтальных скважин для добычи сланцевого газа, глубоких скважин).

The установка для капитального ремонта скважин, смонтированная на грузовике Один из наиболее распространённых типов установок для капитального ремонта скважин. Его основная особенность — интеграция ключевых компонентов, необходимых для проведения капитального ремонта скважин, таких как система электропитания, система трансмиссии, буровая лебедкаи буровой вышки на шасси прочного грузовика. Благодаря собственным ходовым качествам транспортного средства, система обеспечивает быструю переброску, сочетая мобильность и эксплуатационную эффективность, и широко применяется при проведении традиционных операций по капитальному ремонту скважин на наземных нефтяных месторождениях. Ниже приводится подробное описание, включающее такие аспекты, как структурный состав, основные преимущества, применимые сценарии и ключевые параметры:Ⅰ. Структурный составУстановка для капитального ремонта скважин, смонтированная на шасси грузового автомобиля, представляет собой интегрированную конструкцию «шасси грузового автомобиля и система капитального ремонта скважин», все части которой работают согласованно.Шасси для тяжелых грузовиковВ качестве несущей и мобильной платформы всего оборудования обычно используется специальное внедорожное шасси с многоосным приводом, например, 6×4 или 8×4. Оснащенное мощным двигателем (300–600 лошадиных сил), высокопрочной рамой и надежной подвеской, оно способно перевозить десятки тонн оборудования и адаптироваться к условиям эксплуатации на внедорожных нефтепромыслах. Шасси также оснащено мощной трансмиссией (в основном механической или автоматической) и усиленными шинами (с внедорожным рисунком протектора и защитой от проколов).ЭнергосистемаДизельный двигатель, встроенный в шасси, служит основным источником энергии. Через раздаточную коробку мощность распределяется между «системой привода» и «системой капитального ремонта скважин»: во время движения она приводит в движение колёса; во время работы подача энергии отключается, чтобы направить её на питание лебёдки, подъёма вышки и т. д.В некоторых моделях высокого класса используется «система двойного питания» (дизель-электрический гибрид), которая может переключаться на работу от электродвигателя для снижения уровня шума и выбросов на буровой площадке.Основная система операций по капитальному ремонту скважинСистема буровой лебедки: Установленный в середине шасси, он включает в себя такие компоненты, как барабан, тормозные устройства (основной тормоз и вспомогательный тормоз) и тросы, и отвечает за подъем и опускание колонн труб (например, насосные штанги и нефтепроводы).Система Деррика: Складная или телескопическая буровая вышка (обычно высотой 18–30 метров). Во время работы она поднимается гидравлическими цилиндрами, обеспечивая вертикальное рабочее пространство. кронблок устанавливается сверху (образуя «движущуюся систему» с путевой блок для усиления тягового усилия лебедки).Система трансмиссии и управления: Включает в себя коробку передач, раздаточную коробку, сцепление и т. д. для реализации передачи мощности и регулирования скорости; оборудован кабиной (отдельной или интегрированной), посредством рычагов управления и приборных панелей управляет пуском/остановкой лебедки, подъемом/опусканием вышки, торможением и другими действиями.Вспомогательные устройства: Такой как противовыбросовый превенторs, гидравлические аутригеры (выдвигаются для стабилизации кузова транспортного средства во время работы), инструментальные ящики и интерфейсы системы циркуляции бурового раствора, повышающие безопасность и удобство эксплуатации.Ⅱ. Основные преимуществаСильная мобильностьБлагодаря ходовым качествам шасси грузового автомобиля, установка не требует дополнительной тяги и может передвигаться по нефтепромысловым дорогам (с максимальной скоростью, как правило, 30–60 км/ч). Она способна быстро перемещаться между несколькими скважинами, что особенно актуально для месторождений с разбросанными скважинами (например, на небольших и средних наземных месторождениях).Высокая эксплуатационная эффективностьПосле прибытия на буровую площадку кузов транспортного средства стабилизируется гидравлическими вышками и поднимается буровая вышка, а подготовка к операции обычно может быть завершена в течение 30 минут (намного быстрее, чем время сборки рамных или стационарных установок для капитального ремонта скважин), что значительно сокращает простои.Компактная структураВсе компоненты интегрированы на шасси с разумной компоновкой и небольшой площадью пола, что подходит для скважинных площадок с ограниченным пространством (например, кустовых групп скважин, где несколько устьев скважин плотно распределены).Широкая адаптивностьОснащенный шасси и лебедкой различной мощности, он может покрывать потребности в капитальном ремонте скважин неглубокой глубины (3000 метров) или сверхглубоких скважинах (требуются установки для капитального ремонта скважин на салазках или гусеничном ходу).Высокая зависимость от шасси: надежность шасси напрямую влияет на посещаемость всего оборудования, требуя регулярного технического обслуживания (например, двигателя, трансмиссии, шин и т. д.).Непригодны для экстремально сложных ландшафтов (требуют использования другого оборудования) Глубокие болота или грязевые участки: поверхность имеет крайне низкую несущую способность, из-за чего можно легко застрять и не иметь возможности выбраться самостоятельно.Внутренние районы пустыни (мобильные песчаные дюны): Мягкий песок приведет к полному погружению колес, в результате чего потребуются гусеничные буровые установки или специальные транспортные средства для работы в пустыне.Крутые горные склоны (уклон >25°): тормозную систему колес трудно установить устойчиво, и во время работы существует риск опрокидывания.Затопленные районы или глубокие водоемы (глубина воды > 50 см): это может привести к попаданию воды в двигатель и короткому замыканию в электрической системе.4. Ключевые технические параметры (основные индикаторы для выбора)Максимальная нагрузка на крюк: максимальная нагрузка, которую может поднять буровая лебёдка (единица измерения: килоньютон, кН или тонна), которая является основным показателем эксплуатационных характеристик. Обычно диапазон составляет 100–300 тонн (что соответствует глубине скважин 1000–3000 метров).Высота вышки: определяет максимальную длину колонны труб, которую можно поднять и опустить, обычно 18–30 метров (может регулироваться в соответствии с длиной одной нефтяной трубы; например, для 9-метровой одной нефтяной трубы требуется высота вышки ≥ 12 метров).Форма привода шасси: например, 6×4 (6 колес, 4 ведущих), 8×4 (8 колес, 4 ведущих) и т. д. Чем больше ведущих колес, тем выше внедорожные качества (адаптация к грязевым и гравийным дорогам).Мощность двигателя: Мощность двигателя шасси обычно составляет 200–500 лошадиных сил. Чем выше мощность, тем больше грузоподъёмность и тяговая мощность.Тормозная система: Эффективность работы основного тормоза (гидравлического дискового или ленточного типа) и вспомогательного тормоза (вихретокового или гидротормоза) напрямую влияет на безопасность эксплуатации (например, на устойчивость торможения при спуске колонны труб).Ⅴ. Тенденции развитияВ связи с растущими требованиями к охране окружающей среды и интеллектуальным возможностям нефтяных месторождений современные мобильные установки для капитального ремонта скважин развиваются в направлении «энергосбережения и интеллекта».Внедрение электрических или дизель-электрических систем двойного назначения для снижения расхода топлива и выбросов.Оснащен функциями дистанционного мониторинга и автоматического управления (такими как автоматическая подача долота и система помощи при торможении) для повышения безопасности эксплуатации.Улучшение внедорожных характеристик шасси (таких как полный привод и взрывозащищенные шины) для адаптации к более сложным дорожным условиям буровой площадки.В заключение следует отметить, что благодаря таким характеристикам, как «быстрая передислокация и эффективная работа», установка для капитального ремонта скважин, смонтированная на шасси автомобиля, стала основным оборудованием для проведения ремонтных работ на наземных нефтяных месторождениях и представляет собой оптимальное решение, сочетающее в себе мобильность и практичность.

Установка для капитального ремонта скважин — специализированное оборудование в нефтегазовой отрасли, используемое для обслуживания, ремонта, интенсификации притока и ловильных работ на нефтяных и газовых скважинах. Она является ключевым инструментом для обеспечения нормальной эксплуатации нефтяных и газовых скважин и продления срока службы скважин. Она может выполнять различные внутрискважинные операции на введенных в эксплуатацию скважинах, такие как замена скважинных колонн, ремонт стволов скважин, устранение внутрискважинных дефектов и проведение мероприятий по интенсификации притока, таких как кислотная обработка и гидроразрыв пласта.Ⅰ. Основные функции и принципыОсновные функции1.Ремонт скважинУстранение застрявших труб и упавших предметов: принудительное вытягивание застрявших колонн с помощью подъемной системы или использование поворотного стола для приведения в действие ловильных инструментов (например, рыболовных острог и овершотов) для извлечения упавших предметов из скважины (например, сломанных штанг, камней).Замена скважинного оборудования: извлечение старых труб, насосные штанги, и насосы для нефтяных скважини обкатка нового оборудования для восстановления производительности скважины.Ремонт обсадных труб: заделывание, формование или укрепление поврежденных обсадных труб для предотвращения обрушения ствола скважины.2. Операции по стимуляцииПомощь в кислотной обработке и гидроразрыве пласта: спуск и спуск колонн гидроразрыва, подключение поверхностного оборудования для гидроразрыва и закачка жидкостей гидроразрыва в пласт для повышения добычи.Очистка скважин и удаление парафина: удаление парафина, накипи и осадков со стенок скважин с помощью циркуляции горячей воды или химических реагентов для улучшения каналов потока нефти.3.Операции по завершению работПомощь в цементировании, спуске эксплуатационных колонн и других процессах завершения работ после бурения новых скважин.4.Рыболовные операцииИзвлечение сломанных инструментов и колонн из скважины для восстановления целостности ствола скважины.Основные принципыОсновная рабочая логика установки для капитального ремонта скважин заключается в приведении в действие таких механизмов, как лебедки и поворотный стол через энергосистему, используя грузоподъемность буровой вышки и вращательную способность роторного стола для выполнения таких операций, как спускоподъемные операции на забойных колоннах и устранение неисправностей:1.Отключающие струны: Лебедка наматывает стальной канат, который через шкив кронблока (обычно 3-5 снопов), состоящих из кронблок и талевый блок, преобразует мощность в подъемную силу для подвешивания и подъема насосно-компрессорных труб, насосных штанг и т. д. При опускании скорость контролируется тормозной системой для обеспечения стабильной работы.2.Ротационные операции: Поворотный стол приводит во вращение скважинные буровые инструменты или обсадные трубы посредством зубчатой передачи, что позволяет выполнять такие операции, как фрезерование и шлифование обсадных труб (например, отвод и резка при работе с застрявшими трубами).3.Вспомогательные операции: Регулировка угла наклона вышки и выдвижение аутригеров с помощью гидравлической системы для обеспечения совмещения оборудования с устьем скважины; предохранительные устройства, такие как противовыбросовые превенторы (ПВП), контролируют риск выбросов и фонтанирования во время работ.Ⅱ. Основные компонентыУстановка для капитального ремонта скважин обычно состоит из следующих основных компонентов:ПодструктураВ основном это специализированные подрамники для тяжелых грузовиков или гусеничных машин, обеспечивающие мобильность и оперативную поддержку.Основание должно обладать достаточной несущей способностью и устойчивостью; некоторые модели оснащены гидравлическими выносными опорами, которые выдвигаются во время работы для распределения веса и предотвращения опрокидывания.ДеррикИспользуется для подвешивания и подъема скважинных инструментов и колонн с определенной грузоподъемностью и высотой.1. Основная конструкция (рама вышки)Материал: В основном высокопрочная низколегированная сталь (например, Q345, Q460), сформированная в ферменную конструкцию с помощью сварки или болтового соединения, сочетающая в себе малый вес и высокую прочность.Тип конструкции: В основном фермы типа «четырехугольной пирамиды» или «портала», состоящие из колонн, поперечных и диагональных связей, образующих устойчивый пространственный каркас. Колонны являются основными несущими элементами, а поперечные и диагональные связи повышают общую жесткость, предотвращая деформацию.2. Платформа кронблока Расположен в верхней части буровой вышки, используется для установки кронблока и оснащен устройствами, предотвращающими столкновения, ограждениями и другими средствами безопасности.Кронблок состоит из нескольких шкивов, соединенных с лебедкой и талевым блоком посредством тросов для передачи усилия и изменения направления, выступая в качестве ключевого узла в подъемной системе.3. Основание вышкиОпорная конструкция, соединяющая буровую вышку с основанием буровой установки (или землей), используемая для увеличения высоты основания буровой вышки и резервирования пространства для операций на устье скважины (например, ПБ монтаж, соединение струн).Некоторые основания являются телескопическими или складными, что позволяет уменьшить высоту при транспортировке и расширить их для повышения устойчивости во время работы.4.Система растяжекДля самонесущих вышек (небашенного типа) требуются несколько комплектов растяжек (стальных тросов) для крепления верхней части вышки к земле, уравновешивая горизонтальные нагрузки на вышку для предотвращения опрокидывания.Один конец растяжки крепится к подъёмной проушине в верхней части вышки, а другой — к грунтовому анкеру. Натяжение регулируется стяжными муфтами для обеспечения вертикальной устойчивости вышки.5. Подъемный механизмИспользуется для подъема и опускания вышки, обычно приводится в движение гидравлическими цилиндрами. канаты для буровой лебедкиили цепи.Процесс подъема требует строгого контроля скорости и угла, чтобы избежать чрезмерной деформации вышки, вызванной напряжением.6.Аксессуары безопасностиПредотвращение столкновений корончатого блока: Автоматически активирует торможение лебедки, когда талевый блок поднимается близко к кронблоку, предотвращая несчастные случаи, связанные со столкновением кронблока.Лестницы и ограждения: Защитные каналы для персонала, позволяющие ему подниматься на вышку и работать на площадке для обезьян, обеспечивают безопасность при проведении высотных работ.Противоскользящие педали: Устанавливается на поверхностях платформ, таких как мостки и платформы кронблоков, для предотвращения скольжения персонала.Ⅲ. КлассификацияПо мобильности и сценариям эксплуатации установки для капитального ремонта скважин можно классифицировать на:Установки для капитального ремонта скважин, монтируемые на грузовиках: Наиболее распространенный тип, устанавливаемый на прочные основания грузовых автомобилей, обладающий высокой мобильностью, подходящий для обычных операций на суше.Гусеничные установки для капитального ремонта скважин: Использование гусеничных подконструкций с низким давлением на грунт, подходящих для сложных рельефов, таких как грязевые участки и горные районы.Установки для капитального ремонта скважин на салазках: Оборудование разбирается на несколько салазок, перевозится на прицепах и собирается на месте, подходит для стационарных скважин или крупномасштабных операций по капитальному ремонту скважин.Морские установки для капитального ремонта скважин: Устанавливается на буровых платформах или судах по ремонту скважин, адаптирован для эксплуатации на морских нефтяных и газовых скважинах, обладает коррозионной стойкостью и устойчивостью к ветровым волнам.По мощности и грузоподъемности:Малые установки для капитального ремонта скважин: Номинальная нагрузка < 300 кН, используется для простого обслуживания неглубоких скважин (< 1000 метров), водяные скважины или нефтяные скважины с низким дебитом.Средние установки для капитального ремонта скважин: Номинальная нагрузка 300–500 кН, подходит для проведения традиционных ремонтных работ на скважинах средней глубины (1000–3000 метров).Большие установки для капитального ремонта скважин: Номинальная нагрузка > 500 кН, используется для глубоких скважин (> 3000 метров) или сложных скважин (например, горизонтальных скважин, скважин высокого давления), способных выдерживать высокие нагрузки и высокорисковые операции.4. Отраслевые стандартыПроектирование, производство и использование установок для капитального ремонта скважин должны соответствовать действующим отраслевым стандартам, таким как стандарты нефтегазовой промышленности Китая (SY/T) и Американского института нефти (API) стандартов, чтобы гарантировать их безопасность, надежность и эксплуатационную эффективность.При разработке нефтяных и газовых месторождений установки для капитального ремонта скважин дополняют буровые установки: буровые установки отвечают за «бурение скважин», а установки для капитального ремонта скважин — за «поддержание скважин», совместно обеспечивая эффективную добычу нефтяных и газовых ресурсов.

Буровые установки, смонтированные на грузовиках или прицепах арe мобильное буровое оборудование, предназначенное для скважин мелкой и средней глубины. Благодаря системам питания, лебедкам, буровым вышкам, системам перемещения и механизмам трансмиссии, интегрированным на самоходном или буксируемом шасси, эти установки значительно повышают эксплуатационную эффективность. Они охватывают глубину бурения от 1000 до 4000 метров, с максимальными статическими нагрузками от 900 до 2250 кН, отличаясь высокой грузоподъемностью, надежной производительностьюce, отличная проходимость и удобная транспортировка.I. Основные классификации и структурные особенностиПо способу монтажа они делятся на: установки, смонтированные на грузовиках и прицепах, различающиеся по структуре, мощности и сценариям применения:1. Буровая установка, смонтированная на грузовикеУстановка интегрируется непосредственно в шасси грузового автомобиля, что обеспечивает возможность автономного вождения.Ключевые структуры:Шасси: Специальное внедорожное шасси с длинной колесной базой и высокой грузоподъемностью (обычно 20–50 тонн), подходящее для грязной, холмистой местности.Энергетическая система:Дизельный двигатель шасси обеспечивает как движение транспортного средства, так и буровые работы (например, вращение роторного стола, буровой насос) через раздаточную коробку или гидравлическую систему.Высококлассные модели могут иметь независимые генераторные установки для удовлетворения сложных потребностей в электроэнергии.Мачта (деррик): Гидравлический вертикальный тип, складной или телескопический (высотой 10-30 метров), для подъема бурильных колонн.Поворотный стол/Верхний привод: Приводит в движение бурильную трубу; роторные столы подходят для скважин средней и малой глубины, в то время как верхние приводы (например, на нефтяных вышках) отлично подходят для глубокого и направленного бурения.Система циркуляции бурового раствора: Интегрируется грязевой насоси емкости для охлаждения долот и транспортировки шлама.Функции:Высокая мобильность: Скорость движения по дороге до 50–80 км/ч, что позволяет производить непосредственное перемещение без разборки (идеально подходит для аварийного бурения скважин на воду).Компактная интеграция: Цельная конструкция уменьшает занимаемую площадь, подходит для узких участков (например, для осмотра городских трубопроводов).Ограничение: Нагрузка на шасси ограничивает глубину бурения (до 3000 метров на нефтяных месторождениях, обычно в пределах сотен метров в инженерных проектах).2. Буровая установка на прицепеУстановка монтируется на специальном прицепе, буксируемом грузовиком или тягачом, и доступна в двух вариантах: полуприцеп или полноприводный прицеп.Ключевые структуры:Полуприцеп: Шарнирно-сочлененная с трактором для гибкого управления, подходит для транспортировки на большие расстояния.Полный трейлер: Независимая, буксируемая сцепным устройством, устойчивая для тяжелого оборудования.Энергетическая система:Большинство из них имеют независимые дизельные двигатели или гидравлические электростанции, работающие автономно без внешнего источника питания.Модуль бурения:Более крупные мачты с гидравлическим телескопированием или наклоном под несколькими углами для направленного бурения (например, горизонтальных скважин). Дополнительные высококачественные аксессуары, такие как блоки управления обсадными колоннами и системы измерения во время бурения (MWD).Функции:Большая грузоподъемность: Поддерживает глубокое бурение (до 5000 м для нефтяных вышек, 2000 м для геологических вышек).Гибкость: Прицеп отсоединяется от трактора для самостоятельной эксплуатации на стационарных объектах.Требования к транспорту: Требуются специализированные тягачи; для перемещения может потребоваться разборка мачт (некоторые высококлассные модели допускают сборную транспортировку).II. Основные технологии и функциональные конфигурацииНесмотря на структурные различия, оба типа имеют общие основные технические требования:1.Системы электроснабжения и передачи электроэнергииТипы мощности:Дизельные двигатели: 200–2000 л.с., подходит для условий, не имеющих доступа к электросети.Электроприводы: Используется в городских установках для обеспечения низкого уровня шума и нулевых выбросов.Методы передачи:Механическая трансмиссия: Надежность, низкие эксплуатационные расходы благодаря цепям/шестерням.Гидравлическая трансмиссия: Плавная работа, бесступенчатая регулировка скорости для точного управления (например, направленное бурение).2. Адаптивность процесса буренияМетоды бурения:Вращательное бурение: Для обычных отверстий в грунте/скальной породе (например, долото PDC + бурильная труба).Ударно-вращательное бурение: Для твердых пород (например, скважинный пневмоударник + шарошечное долото).Шнековое бурение: Без циркуляции среды, идеально подходит для неглубоких сухих скважин (например, отбора проб почвы).Технологии обсадных труб:Обсадка во время бурения: Одновременное бурение и цементирование для предотвращения обвалов (например, в слоях плывуна).Устройства вращения/удара обсадной колонны: Решает проблемы спуска обсадных труб на большой глубине.3. Интеллектуальные и безопасные конфигурацииСистемы автоматизации:Гидравлические автоматические клещи сокращают ручной труд.Автоматическая компенсация веса бурильной колонны предотвращает застревание и разрушение.Устройства безопасности:Crown-o-matic предотвращает столкновение бурильной колонны с вершиной мачты.Системы экстренного торможения на случай внезапных отказов (например, выхода двигателя из строя).Дизайн окружающей среды:Резервуары для сбора ила сводят к минимуму сброс отходов.Шумозащитные кожухи ограничивают уровень шума при работе в городских условиях до 85 дБ.III. Ключевые факторы выбораГлубина бурения и пласт:Мелкий (1000 м) или твердые породы (например, гранит): требуются установки на прицепе с мощными силовыми головками.Потребности в мобильности:Частые перемещения (например, геологические изыскания): установки, смонтированные на грузовиках, более эффективны.Долгосрочные стационарные работы (например, разработка нефтяных месторождений): установки, смонтированные на прицепе, обеспечивают более высокую экономическую эффективность.Стоимость и обслуживание:Установка на грузовике: более низкая первоначальная стоимость (обычно 1–5 миллионов йен), простота обслуживания.Установка на прицепе: дорого (до десятков миллионов для нефтяных вышек), требует профессиональных бригад по техническому обслуживанию.Ⅳ.ЗаключениеБуровые установки, устанавливаемые на грузовиках и прицепах, решают проблемы перемещения традиционных стационарных установок за счет интеграции «мобильной платформы и бурового модуля», становясь основой современного бурения. При выборе следует учитывать глубину, рельеф, экологические требования и бюджет. В будущем ключевыми направлениями развития станут интеллект и зеленые технологии.

Ⅰ. Определение оборудованияThe Центрифуга для отделения бурового раствора является критически важным устройством для разделения твердой и жидкой фаз в операциях по бурению нефтяных и газовых скважин. Он в основном используется для высокоэффективного центробежного разделения бурового раствора (также известного как буровой раствор), обеспечивая градуированную обработку твердых частиц в растворе и рециркуляцию жидкой фазы. Это оптимизирует производительность раствора, снижает сброс отходов и экономит затраты.Ⅱ. Основные функцииТвердофазная сортировка обработкиРазделяет твердые частицы разных размеров (например, шлам и обломки горных пород), обычно способно разделять частицы размером ≥2–5 микрон (в зависимости от модели оборудования и условий эксплуатации). Различают «крупные твердые частицы» (подлежащие отбрасыванию) и «мелкие твердые частицы» (оставающиеся в шламе для поддержания производительности).Жидкофазная переработкаВосстанавливает жидкую фазу в буровом растворе (базовая жидкость, химические реагенты и т. д.), сокращая объем подготовки свежего бурового раствора и материальные затраты.Для бурового раствора на нефтяной основе или в экологически уязвимых ситуациях переработка жидкости сводит к минимуму загрязнение окружающей среды.Оптимизация производительности бурового раствораРегулирует плотность, вязкость и реологические свойства бурового раствора путем контроля содержания твердой фазы и распределения размеров частиц для соответствия технологическим требованиям на различных этапах бурения (например, бурение, цементирование).Ⅲ. Принцип работыМеханизм центробежного разделенияОборудование состоит из горизонтального барабана (вращающегося с высокой скоростью, 1500–4000 об/мин) и внутреннего шнекового конвейера.Буровой раствор поступает в центр барабана, и под действием центробежной силы твердые частицы оседают на стенке барабана и выталкиваются к коническому концу шнековым конвейером; жидкость образует внутреннее жидкостное кольцо и выливается через переливное отверстие на противоположном конце барабана.Контроль ключевых параметровСкорость барабана: Более высокие скорости создают большую центробежную силу и более высокую точность разделения (подходит для разделения мелких частиц).Высота плотины: Регулирует время пребывания жидкости, влияя на эффективность разделения и прозрачность жидкости.Дифференциальная скорость (разница в скорости между барабаном и прокруткой): Контролирует скорость транспортировки твердых материалов, чтобы избежать чрезмерного сжатия или закупорки.Ⅳ. Типичные сценарии примененияНаземное бурение：Перерабатывает буровой раствор на водной и нефтяной основе, отделяет шлам и извлекает полезные твердые частицы, такие как бентонит и барит.Морское бурение：Соответствует экологическим нормам (например, Конвенции МАРПОЛ), сокращает сброс грязевых отходов и адаптируется к ограниченному пространству на морских платформах.Горизонтальное/направленное бурение：Справляется с высоковязким и содержащим много твердых частиц буровым раствором, поддерживает чистоту ствола скважины и предотвращает риск прихвата труб.Переработка отходов：Уменьшает объем отработанного шлама, снижая затраты на транспортировку и утилизацию твердых отходов.Ⅴ. Технические преимуществаВысокая эффективность и энергосбережение:Производительность обработки составляет от 30 до 150 м³/ч (в зависимости от модели), при этом энергопотребление на 30% ниже, чем у традиционного фильтрационного оборудования.Автоматизированное управление:Интегрированная система управления на основе ПЛК в режиме реального времени отслеживает параметры бурового раствора (например, плотность, расход) и автоматически регулирует рабочие параметры, такие как скорость и дифференциальная скорость.Износостойкая конструкция:Барабаны и спирали изготавливаются из износостойких материалов (например, покрытия из карбида вольфрама, высокохромистого чугуна), что позволяет продлить срок службы и выдерживать воздействие бурового раствора с высоким содержанием песка.Соблюдение экологических норм:Снижает содержание вредных веществ (например, тяжелых металлов, нефти) в грязевых отходах, соблюдая мировые экологические стандарты (например, EPA в США, Регламент CLP в ЕС).Ⅵ. Ключевые параметры выбораРазмеры барабанаДиаметр (например, 350 мм, 450 мм, 650 мм): Большие диаметры обеспечивают более высокую производительность обработки, подходят для крупномасштабных буровых работ.Соотношение длины и диаметра (Д/Д): Более высокое соотношение повышает точность разделения, идеально подходит для разделения мелких частиц.Мощность обработкиМаксимальная производительность обработки бурового раствора (м³/ч): Должна соответствовать расходу системы циркуляции бурового раствора.Точность разделенияМинимальный размер отделяемых частиц (микроны): выбирается на основе требований к контролю твердой фазы в процессах бурения (например, более глубокие скважины требуют более высокой точности).Режим приводаЧастотно-регулируемый привод (ЧРП): Обеспечивает гибкую регулировку скорости для адаптации к различным условиям грязи.Ⅶ. Вопросы технического обслуживанияЕжедневные проверкиКонтролируйте температуру подшипников и значения вибрации, чтобы предотвратить простои из-за механических неисправностей.Очищайте внутреннюю стенку барабана и шнековый конвейер от твердых отложений, чтобы уменьшить износ.Регулярное техническое обслуживаниеЗаменяйте смазочное масло в редукторе каждые 500–1000 часов и проверяйте зазор между спиралью и барабаном (отрегулируйте или замените в случае износа).Проведите неразрушающий контроль (например, ультразвуковую дефектоскопию) износостойких компонентов для оценки уровня износа.Ⅷ. ТипыЦентрифуги для бурового раствора можно классифицировать по различным типам на основе различных критериев. Ниже приведены общие классификации и их характеристики:By Точность разделения (минимальный размер разделяемых частиц)Среднескоростная центрифуга（5–40 микрон)）Первичное разделение для удаления более крупных частиц шлама, обычно используется при первичной очистке бурового раствора.Высокоскоростная центрифуга（2–5 микрон)）：Тонкое разделение для бурового раствора, содержащего мелкие частицы (например, бентонит, барит), подходит для глубоких скважин с высокими требованиями к производительности бурового раствора.По структуре барабана1.Цилиндрическая центрифугаФункции: Цилиндрический барабан обеспечивает большое пространство для разделения и высокую производительность обработки, но более низкую точность разделения.Приложение: Быстрая обработка больших объемов бурового раствора, подходит для первичных стадий контроля твердой фазы.2.Коническая центрифугаФункции: Конический хвост усиливает сжатие твердой фазы за счет центробежной силы, повышая эффективность разделения и обезвоживания твердой фазы.Приложение: Сценарии, требующие сброса твердых веществ высокой сухости (например, обработка бурового раствора на масляной основе).3.Цилиндрическо-коническая композитная центрифугаФункции: Сочетает в себе большую производительность цилиндрической секции с высокой эффективностью обезвоживания конической секции, сбалансированную производительность обработки и точность разделения.Приложение: Большинство сценариев бурения, особенно сложные скважинные условия с высокими требованиями к характеристикам бурового раствора.По режиму движения1. Центрифуга с одним двигателемСтруктура: Приводится в действие одним двигателем, при этом разность скоростей между шнеком и барабаном достигается посредством механической трансмиссии (например, планетарной коробки передач).Функции: Простая конструкция и низкая стоимость, но ограниченный диапазон регулировки дифференциальной скорости и гибкость.2. Центрифуга с двухмоторным приводомСтруктура: Барабан и спираль приводятся в движение независимыми двигателями, при этом дифференциальная скорость регулируется посредством преобразования частоты.Функции: Регулировка дифференциальной скорости в реальном времени на основе характеристик бурового раствора, высокая адаптивность, эффективность и экономия энергии (например, с помощью двигателей переменной частоты).3. Центрифуга с трехмоторным приводомСтруктура: Добавляет вспомогательный двигатель к двухдвигательной системе для точного управления крутящим моментом прокрутки и дифференциальной скоростью.Функции: Подходит для высоковязкого и высокосодержащего твердого раствора, обеспечивает более высокую надежность, но и более высокую стоимость.По классу взрывозащиты1.Стандартная центрифугаПриложение: Невзрывоопасные среды (например, обычное бурение на суше).2.Взрывозащищенная центрифугаФункции: Ключевые компоненты (двигатели, системы управления) имеют взрывозащищенное исполнение (например, огнестойкие, повышенной безопасности), соответствующее международным стандартам (ATEX, IECEx) или национальным стандартам (GB 3836).Приложение: Взрывоопасные среды, такие как морские буровые платформы и газосодержащие скважины.По мощности обработкиМалая центрифуга(30–60 м³/ч): Небольшие буровые бригады, лаборатории или системы циркуляции бурового раствора с низким расходом.Средняя центрифуга(60–120 м³/ч): Традиционное наземное бурение, отвечающее большинству требований к циркуляции бурового раствора.Большая центрифуга(120–150 м³/ч): морские платформы, большие горизонтальные скважины или ситуации, требующие быстрой обработки больших объемов бурового раствора.Рекомендации по выбору1.На основе глубины скважины:Мелкие колодцы (3000 метров): требуются высокоскоростные центрифуги с двухмоторным приводом для обеспечения тонкой сепарации и стабильной работы бурового раствора.2. В зависимости от типа грязи:Грязь на водной основе: достаточно стандартных центрифуг.Буровой раствор на нефтяной/синтетической основе: необходимо использовать взрывозащищенные, устойчивые к коррозии центрифуги с системы отопления.3.На основе экологических требований:Зоны со строгими экологическими требованиями (например, морское бурение): отдайте приоритет высокоточным центрифугам для сокращения сброса отходов или используйте их в сочетании с сушилками для резки для дальнейшего снижения содержания масла.