2.9.2. Способ отклонения долота в рус «Power Drive vorteX».

Отклонение долота в системе «Power Drive vorteX» может осуществляться двумя способами;

1. Отклонения вала системы с долотом – «Point-the-bit» (рис. 4).

Рис.4.

Принцип действия технологии «Point-the-bit» (рис. 5) заключается в отклонении крутящего вала на участке между долотом и бурильной колонной. Верхняя часть корпуса миниатюрный компактный и прочный управляемый компьютером отклоняющий узел, состоящий из двух эксцентриковых колец (одно кольцо вложено в другое). Эта пара эксцентриковых колец перемещает приводной вал от центра бурильного инструмента, приводя к гибкой деформации приводного вала, в результате чего долото отклоняется и происходит его ориентация. Существует свыше 11000 возможных комбинаций колец, соответствующих постоянно изменяющемуся темпу набора кривизны и положению передней поверхности и инструмента. Все корректировки осуществляются без остановки бурения при нахождении долота на забое.

Рис. 5.

2. отклонение долота от оси вращения путем придания боковой силы отклоняющимися лопатками – «Push-the-bit» (рис 6)

Рис. 6. Система Push-the-bit

Блок отклонения (Bias Unit) предназначен для отклонения долота от оси вращения в заданном направлении. Он состоит из корпуса, системы отклоняющих лопаток, управляющего клапана и фильтра, расположенного в удлиняющем переводнике. Блок управления – полностью механическое изделие (рис. 7,8,9,10).

Рис.7. Блок отклонения (Bias Unit)

Лопатки отклоняются давлением промывочной жидкости. Каждая лопатка отклоняется в определенный момент времени. Управляет отклонением лопаток клапан, статор которого жестко связан с блоком управления (Bias Unit), а ротор свободно вращается на подшипниках и соединен осью с управляющей электроникой, находящейся в блоке управления (Control Unit).

Рис. 8. Блок отклонения

Рис. 9. Лопатки блока отклонения (Bias Unit)

Рис. 10. Управляющий клапан

Во время управления статор с тремя отверстиями вращается вместе с бурильной колонной. Ротор, связанный с управляющей электроникой, неподвижен относительно земли. Как только отверстие совпадает с окном в тарелке клапана, промывочная жидкость подается на соответствующую лопатку и отклоняет ее. Таким образом, поочередно отклоняются все лопатки.

2.9.3. Высокомоментная, интегрированная силовая секция «Power Drive vorteX».

Для большей скорости проходки и более продуктивного бурения PowerDrive vortex позволяет создавать большую нагрузку на долото. Дополнительно создаваемый крутящий момент на РУС «Power Drive vorteX», позволяет увеличить скорость проходки для более продуктивного бурения, за счет большей нагрузки на долото. Система может использоваться как с «PowerDrive X5», так и «PowerDrive Xceed», в зависимости от условий бурения, создавая максимальную скорость вращения долота, что в результате позволяет добиться большего метража за долбление. Дополнительно создаваемый момент увеличивает мощность РУС «Power Drive vorteX»(рис.11).

Рис. 11.

Мощность для большей скорости проходки.

Высокопроизводительная роторная система «Power Drive vorteX» оснащена полностью интегрированной высокомоментной силовой секцией, которая преобразует энергию бурового раствора в механическую. Эта энергия, вместе с моментом и вращением буровой колонны, приводимой в движение буровым станком, значительно увеличивает полезный крутящий момент и скорость вращения долота. Дополнительный момент позволяет увеличивать нагрузку на долото, что приводит к увеличенной скорости проходки и экономически эффективному бурению.

Эксплуатационные характеристики, повышающие эффективность бурения.

Блок подшипники и трансмиссия системы «Power Drive vorteX» специально разработаны для обеспечения безопасной работы при длительных рейсах с повышенной нагрузкой. В отличии от обычных роторных управляемых систем (РУС), «Power Drive vorteX» увеличивает крутящий момент и количество оборотов в минуту, трансформирующееся в увеличение скорости проходки, увеличение рентабельности бурения и продолжительности рейсов. На буровых станках, не имеющих достаточной мощности для вращения колонны бурильных труб, при бурении обычных наклонно – направленных скважин «Power Drive vorteX» увеличивает рабочий диапазон таких станков, позволяя использовать доказавшую свою работоспособность технологию роторных управляемых систем (РУС) для лучшей управляемости и эффективности бурения.

Интегрированная силовая секция системы «Power Drive vorteX» вращает долото с высокой скоростью и позволяет снизить скорость вращения бурильной колонны. Уменьшает крутильные и другие опасные для КНБК режимы вибрации, свойственные при бурении обычными РУС. Вся энергия расходуется на обеспечение эффективного бурения и увеличение скорости проходки. На участках интенсивного искривления ствола скважины уменьшается износ обсадных труб и бурильной колонны, уменьшая вероятность их повреждения.

Все внешние элементы системы «Power Drive vorteX» вращаются со скоростью вращения бурильной колонны, уменьшая затяжки и увеличивая скорость проходки. Вращение помогает эффективно очищать ствол скважины от шлама, значительно снижая риск механических или дифференциальных прихватов.

Для оптимизации производительности «Power Drive vorteX» калибраторы могут быть установлены в любой из 4 точек по длине прибора.

«Power Drive vorteX» совмещает в себе «PowerDrive» с силовой секцией большой мощности от ВЗД (А700GT)(рис. 12), которая обеспечивает систему дополнительной энергией при бурении для значительного улучшения параметров бурения. «Power Drive vorteX» существенно снижает неравномерность вращения долота, повышая эффективность передачи энергии к буровому долоту. Комбинация «Vortex» с новой телеметрической системой, обеспечивающей сжатие передаваемых данных процессе бурения (операционная система «Orion») позволяет быстрее передавать команды управления и данные инклинометрических измерений, что, в свою очередь, максимально повышает эффективность «Power Drive vorteX»

Рис. 12.

Встроенная, высокомоментная силовая секция «PowerDrive vorteХ» имеет следующие особенности (рис. 13):

1. Интегрированная силовая секция преобразует гидравлическую энергию бурового раствора в дополнительную механическую энергию долота.

2. Высокая скорость вращения долота.

3. Высокоэффективный блок подшипников и трансмиссия.

4. Вращение всех внешних элементов со скоростью вращения колонны.

5. Применение в широком диапазоне скоростей вращения бурильной колонны.

6. Различные варианты стабилизации.

7. Возможность автоматического удержания зенитного угла при бурении горизонтального участка скважины.

Рис. 13.

Технические данные системы «PowerDrive vorteХ»

Номинальный наружный диаметр	121 мм.
Диаметр ствала скважины	149-311 мм
Максимальный наружный диаметр корпуса	137мм, гладкий корпус
Общая длина	9 м
Максимальная интенсивность кривизны ствола скважины для проходки прибора	300/30 м – направленно 150/30 м - вращательно
Максимальный рабочий момент с высокомоментной силовой секцией	30000 Н м
Максимальная нагрузка на долото	2700 кН
Масса в воздухе	1071 кг
Максимальное содержание кольматантов	142,8 кг/м3
Диапазон расхода	378 – 4540 л/мин
Виброударные нагрузки	Класс 3 (предел 50 г.) 30 мин предел
Заклинка/проворот	100% ср. скорости вращения, 30 мин предел
Максимальная скорость вращения на поверхности	От 170 до 90 об/мин
Максимальная скорость вращения долота	250 об/мин
Максимальная температура	150 С0
Максимальное гидростатическое давление	138 Мпа
Минимальный перепад давления при мин. расходе	5,2 Мпа
Рекомендуемый перепад давления на долоте	1,4 – 5,5 Мпа
Содержание песка в растворе	1% от объема
Максимальная наработка на отказ	320 часов