ההשפעה של חומרים מתקדמים על המשקל והדרידות של התאמות כוונון

התפתחות החומרים ב-כיוון

קידוח בכיוון מהפכה תעשיית הנפט והגז על ידי כך שתאפשר למפעילים לגשת למאגרים שהיו פעם בלתי ניתנים להשגה עם בארות אנכיות בלבד.הצלחתן של פעולות מורכבות אלה תלויה בביצוע רכיבי הפרצה, כולל פיסות קידוח, צינורות קידוח, סטיות חורות תחתית, וכלים למדידה.במשך עשרות שנים, רכיבים אלה נשענים על ⁇ פלדה קונבנציונליים, בעוד שלעתים מוצגות, הן מגבלות משמעותיות, הן, הן מבחינתם, הן, והן מבחינת איכות חיים מתקדמת, והן, הן, והן, הן, והן, הן, והן, הן, והן, והן יכולות לשנות את החומרים הגמישות מתקדמת.

מתוך Steels מסורתיים ועד ל-Alloys מתקדמים

רכיבים סטנדרטיים מסורתיים מיוצרים מעומסים נמוכים מאוד (HSLA) פלדה, אשר סיפקו כוח מספיק עבור בארות אנכיות, אך נאבקו תחת עומסים דינמיים ותנאים פנימיים של קידוח כיוון.המבוא של סגסוגת FLT:0 גבוה-Strength-Strength-FLT:1, כגון פלדות chromi-mobdenum (למשל, 47.8) ירידה במשקל גבוה יותר (R.

התפקיד של חומרים Composite

אולי הקטגוריה המפריעה ביותר של חומרים מתקדמים היא מרוכבים בעלי כוח רב-עוצמה.פחמן סיבים-מחזקים פולימרים (CFRP) משלבת כוח רב-קרקעי יוצא דופן עם דריכות סביב 1.6 גרם/CM3 – שבתוך כך אחד-חמישית של עומסי פלדה.בהמשך נוקשות, צינורות מרחץ מורכבים וקוסים משמשים יותר ויותר כדי להפחית את המשקל הכולל, לשפר את החיוכות האופקי בסעיפים אופקיים, ולא פחות מתואמים את התכונות המסובכות, במיוחד, אך לא ניתן לבודדות, במיוחד, למעט תכונות מורכבות.

ירידה במשקל: יתרונות תפעוליים וכלכליים

כל קילוגרם שהוסר מאסיפה קידוח כיוון יש השפעה מכפילת על ביצועי קידוח. Lighter מחרוזים להפחית דרישות עומס על הנוקשות, להוריד את האנרגיה הנדרשת לסיבוב ולטיול, ולשפר את היכולת לרוץ קטעים אופקיים ארוכים ללא מגבלות על מומנט.

דרישות אנרגיה ודרישות נמוכות יותר

קידוח בכיוון דורש מומנט גבוה כדי להתגבר על חיכוך בחלקים מעוקלים ומאוחר יותר. מחרוזת תרגיל קלה יותר מפחית את הכוח הרגיל נגד הקיר הגנוב (האפקט הקפיטליסטי), חיכוך חיתוך ואת התוספת המשויכת וגרור. מחקרים שדה הראו כי החלפת צינור פלדה עם FLT:0titanium או חלופות מורכבות יותר FLT:1 יכול להפחית פני השטח עד 1525% לתוך קיבולת גבוהה יותר, בנוסף לדחפים מהירים יותר.

בקרת משטח מוגברת וכיוון

ירידה במשקל משפרת את ההיענות של הרכבה התחתונה (BHA) לפקודות על פני השטח.כאשר מחרוזת הקידוח שוקלת פחות, הקשר בין משקל על פני השטח (WOB) לבין אנרגיה מכנית טהורה (MSE) הוא יותר צפוי.זה מאפשר למקדחים כיוון לשמור על שליטה הדוקה יותר על הפת, במיוחד בסינון (מכוון) שבו ניתן לחיכוך בפועל WBOFerrateration (האפקטיבי של יעילות אופטימלית) של מערכת הקלה של BFer (מחדשת משקל (מחדשהפחתת יעילות) ו-F) באופן כללי יותר) אשר גם כן, אשר משפרת של מערכת יעילה יותר (DVFFHA) באופן עקבי יותר (מתאים יותר) באופן עקבי יותר עבור יעילות גבוהה יותר של מערכת יעילה יותר (מחדשהפחתת משקל (מתאים באופן עקבי יותר) של מערכת יעילה יותר) של מערכת יעילה יותר:

שיפורים לוגיסטיים ונדידים

משקל צינור קידוח פלדה (בדרך כלל 30-40 lbs / ft) מטיל נטל לוגיסטי משמעותי.הובלת מאות מפרקים למקומות קידוח מרחוק דורש משאיות כבדות ו cranes. חומרים מתקדמים לחתוך משקל על ידי חצי או יותר, צמצום עלויות תחבורה ושימוש דלק. על רצפת הנוקשות, רכיבים קלים יותר לתמרן עם ידניים לngs ומעליות, הורדת הסיכון של פציעות דינמיות יותר עבור חומרים מתקדמים לחיסכון בלחץ גבוה יותר של פעילות גופנית.

שיפור יכולת באמצעות מדע חומרי

בעוד ירידה במשקל היא יתרון כותרת, שיפורים עמידות הניתנים על ידי חומרים מתקדמים הם קריטיים באותה מידה.רכיבי קידוח חובה לשרוד שחיקה קיצונית מחיתוך סלעים, סביבות קורוזיות (H2S, CO2, chlorides), טמפרטורות גבוהות (עד 200 מעלות צלזיוס+), ועומסי עייפות אופניים.

חבטה ולבוש התנגדות

(ב) פיסות ודמיינים עומדים בפני תנאי הלבוש האגרסיביים ביותר.פלדות מוקשות ללבוש במהירות היווצרותים של צינורות כמו חולסטון ו-chert. Advanced Materials כגון FLT:0tungsten carbide מסובבים סגסוגת מגנטית (למשל, ניקוי חומרים מטבוליים) עם כוויות חום (Raltungsten) ו-F:2pocrebide (מחזקים) קומפקטיים) קומפקטיים (מחזקים בבטיחים) קומפקטיים (Ricbresive to unite) סגסוגת חריפה (Ricbresvcres) קומפקטיים (Ricbresive carbide) קומפקטיים (pungsvfungsvres) קומפקטיים (pungsvresive carbide) קומפקטיים (מחזקים (Ride) קומפקטיים (Ride) קומפקטיים (מחזקים (מחזקים) קומפקטיים) קומפקטיים (מחזקים של חומרים מכווץ חזק יותר) כדי לכדי סגסוגת אחוריים (מחזקים) סגסוגת אחוריים) סגסוגת אחוריים של דלקים של קומפקטיים (pungsvresv

קורוזיה ושומן החיים הרחבה

בארות גז סוטור המכילות מימן sulfide (H2S) לגרום ללחץ sulfide סדקing (SSC) בפלדות קונבנציונליות. Superalloys מבוסס ניקל (למשל, Alloy 718, Alloy 925) ו duplex נירוסטה מציעים עמידות מצוינת ל-SSC ו- פיזור של corrosion, אפילו בטמפרטורות גבוהות יותר.

High-Temperature and High-Pressure Performance

כטיפולים בכיוון דוחקים עמוק יותר לתוך מדכא גבוה, עתירי זמן גבוהים (HPHT) מאגרים ניקל (עד 30,000 psi ו 250 מעלות צלזיוס), בחירה חומרית הופכת קריטית. Elastomers המשמשים בחותמות ומריצים מוטוריים מחלחלים במהירות מעל 150 מעלות צלזיוס, רכיבים מתקדמים כגון:0perfluoroelastomers (FFKM)FLT:1 ו-FLT2n) לשמור על רכיבים מכניים קיצוניים (RIRSTERRIRLD)

התאמות ספציפיות וחדשנות חומרית

הבנת כיצד חומרים מתקדמים מוחלים על רכיבים ספציפיים של קידוח כיוון מבהיר את ההשפעה המעשית שלהם.

תרגיל ביט: Polycrystalline Diamondקומפקטי (PDC) ו Tungsten Carbide

(החלות של PDC שולטות בתרגול כיוון בשל יכולתם לסלע ביעילות תוך שמירה על עמידות: החתכים מיוצרים באופן סינתטי שכבות יהלומים המחוברות ל- tungsten carbide substrate. innovations בעיצוב חתך - כגון FLT:0 גרם לכיסויים של פלדה מ"מסלול" 1, חתך עם גודלי דגנים שונים, ולא מתוכנן - יש לו השפעה מועטה על פני השטח) של פלדה, לעתים קרובות על בסיס קבוע של פלדה.

צנרת: טיטניום ואלטרנטיבה משלימה

צינור קידוח פלדה הוא עמוד השדרה של המיתרים אבל הוא כבד ורגיש לקורטוזיון ועייפות. Titanium drill צינורות (בדרך כלל כיתה 5 Ti-6Al-4V) מציע ירידה במשקל 40% והתנגדות קורוזית יוצאת דופן, מה שהופך אותו אידיאלי עבור סיבים אלקטרומגנטיים ו- HPHT) צינור מטען גבוה - טיטניום יכול להיות 5-10 פעמים יותר יקר מאשר פלדה, 000, 000 ממתכת, אפילו ממתכת גבוהה.

כלי הנפץ: Motors, MWD, ו-Reamers

מנועים נחושת (מנועים עקירה חיובית, PDMs) וטורבינות מסתמכים על סיבי גוף אלסטומר (Plastomer) ו- Plastre מגנטיים (HNBR) ו- carboxylated nitrile (XNBR) מספקים טמפרטורה טובה יותר והתנגדות כימית מאשר תקן NBR.

השפעה על דחיפות ובטיחות

היתרונות המשולבים של רכיבים קלים יותר, עמידים יותר מתורגמים ישירות ליעילות קידוח משופרת ופעולות בטוחות יותר. שיפורים אלה אינם תיאורטיים - הם מתועדים בנתונים שדה של מפעילי העולם.

זמן לא פרודוקטיבי (NPT)

(הכישלון הוא גורם מוביל של NPT בקידוח כיוון.חומרים מתקדמים להפחית את שיעורי הכשל על ידי שיפור ההתנגדות ללבוש, קורוזיה ועייפות.לדוגמה, החלפת ייצוב פלדה קונבנציונלי עם צבים קשיחים tungsten carbide יכול להאריך את הזמן על ידי 50 עד 100%, צמצום מספר הנסיעות הדרושות כדי להחליף רכיבים.

סיכון נמוך של כישלונות

סדקים שומניים ברכיבי מחרוזת קידוח לעתים קרובות propagate unetected עד שכישלון קטסטרופלי מתרחש.חומרים מתקדמים עם קשיחות רבה יותר שבר והתנגדות פציפציה טובה יותר להפחית את הסיכון הזה.יתר על כן, כמה חומרים - כמו ⁇ טיטניום מסוימים - יש רמות FLT:0fatigue להגביל את רמות הפחתת חומרים מתקדמים יותר, כלומר, ללא קשר לספירת מחזור (למשל, עם טכניקות מתקדמות), חומרים אלקטרומגנטיים, באופן יעיל יותר, חומרים).

יתרונות סביבתיים ובטיחות

מחרורים קלים להפחית את האנרגיה הנצרכים במהלך קידוח, להפחית את פליטות גזי החממה לחבית של שמן שווה ערך המיוצר.מעט יותר נסיעות עבור רכיבים כושלים פירושו פחות מעליות, פחות דיזל נצרך על ידי ערניים, ולהפחית פליטות מספינות תמיכה.עבור אנשים, פחות כישלונות להפחית את החשיפה לפעולות מסוכנות כגון דיג, פסטה, ולטפל בהתנגדות קירור כבדה.

מגמות עתידיות וחומרים מתעוררים

הצינור המדעי החומרי למקדח בכיוון עשיר עם חידושים המבטיחים אפילו הישגים גדולים יותר.

ננו-חומרים ו-Nano-Coatings

חיזוק ננומטרי של מתכות ופולימרים הוא אזור מחקר פעיל.שילוב צינורות פחמן או גרפן לתוך ציפוי צינור קידוח יכול ללבוש התנגדות ולהפחית מחסנים חיכוך על ידי פקודות של גודל. דגנים סגסוגת nanobide בנוי nanobide ב carbided carbides יכול להגביר את הקשידות ללא הקרבה קשה.

ייצור תוספתי עבור Components Custom

הדפסה 3D של ⁇ מתכת (ייצור ממכר) מאפשר ייצור של ג'ממות מורכבות שלא ניתן למכונה באופן קונבנציונלי.בכיוון קידוח, זה מאפשר ייצור של FLT:0 ליבר blades blades (FLT:1 עם רכיבי הידרודינמיקה אופטימיזציה, מבני מינוף קלים בצווארון לא מגנטי, וחיישנים משולבים עבור אבקת ניטור בזמן אמת.

חומרים שליליים ופוסטטים חכמים

מחקר הוא נכנס לחומרים שיכולים לתקן באופן אוטונומי מיקרו-קליפים.עבור ממריצים אלסטומר במנועים של חור, פולימרים בעלי משקל עצמי שמשתמשים במיקרו-קפיצים של סוכני ריפוי יכולים להאריך את החיים בעשורים. דחוסים חכמים עם חיישנים אופטיים מוטבעים יכולים לפקח באופן קבוע על מתח, טמפרטורה והתקפה כימית, מתן נתונים בזמן אמת לתחזוקה חיזויית.

המהפכה החומרית יוצאת

ההשפעה של חומרים מתקדמים על המשקל והעמידות של רכיבי קידוח כיוון היא עמוקה ועדיין מאיצה.כל ⁇ חדשה, מורכבת או ציפוי דוחף את הגבולות של מה שניתן להשיג בהגעה למאגרים מאתגרים יותר ויותר. המפעילים את הטכנולוגיות הללו מרוויחים יתרונות תחרותיים במהירות הקידוח, השליטה והבטיחות התפעולית.