2.9.4. Управление «Power Drive vorteX» во время бурения.
Управление системой во время бурения осуществляется подачей команд с поверхности путем уменьшения-увеличения расхода буровых насосов с плавно регулируемой подачей (электродвигатель постоянного тока) по алгоритму, выданному программной Tool Scope в соответствии с выбранной установкой. Выбирается нужная установка (Tool Face), а так же процентное соотношение слайд/ротор (рис. 14). В соответствии с требуемыми данными программа выдает повременную распечатку команд на уменьшение-увеличение расхода промывочной жидкости. Команду Down Link можно наблюдать в HSPM (рис. 15).
При бурении процентное соотношение слайд/ротор распределяется так:
в начале цикла бурения (по умолчанию 180 с) лопатки Bias Unit отклоняются в соответствии с выбранным направлением, затем в нейтральном режиме (частота открывания лопаток на 16 об/мин меньше, чем частота вращения бурильной колонны). В следующем цикле все повторяется снова. Пример: 60% с Tool Face 45 град, затем 40% в нейтральном режиме и т.д.
Рис. 14. Установки (Tool Face) и процентное соотношение.
Рис.15. Пример Down Link.
2.9.5. Долота «pdc» c резцами второго поколения «onyx II», применяемые с роторной управляемой компоновкой «Power Drive vorteX».
Созданные резцы линейки «ONYX PDC», прошедшие оптимизацию в комплексной системе динамического моделирования «IDEAS», были еще более термостойкими, износостойкими и ударопрочными по сравнению с традиционным «премиум классом». Идея создания резцов «ONYX» второго поколения следовала той же логике.
Резец должен дольше оставаться в работоспособном состоянии, сохранять остроту краев, противостоять выкрашиванию под действием температур и разрушению от ударных нагрузок. Это означает дальнейшее совершенствование работы с материалами и основного высокотемпературного процесса синтеза «PDC» при высоком давлении, а так же последующей обработки, включая, конечно, увеличение глубины выщелачивания кобальта. В итоге была получена более плотная структура резца со значительно более высокими рабочими характеристиками (рис. 16). Тщательный подбор размера кристаллов исходного алмаза и экстремальные термобарические условия синтеза обеспечивают максимальную прочность связей между частицами алмаза внутри резца.
Рис. 16. Структура резцов PDC
Лабораторные испытания на граните показали 20% - ное превосходство резцов второго поколения по метрам проходки, равно как и по состоянию резцов после бурения (рис. 17).
Рис. 17. Износостойкость долот PDC по данным лабораторных исследований.
По результатам промысловых испытаний на одном из месторождений штата Вайоминг (США) при бурении в высокоабразивных породах долото с резцами «ONYX II» прошло за один рейс 1480 м. со средней механической скоростью 19 м/ч, тогда как долото с резцами предыдущего поколения пришлось извлечь после бурения интервала в 1209 м. со средней механической скоростью порядка 15 м/ч.
При этом состояние резцов «ONYX II» отработавшего долота оказалось значительно лучшим. Если же сравнить применение резцов «ONYX II» на том же месторождении с результатами бурения долотами других поставщиков, то разница будет еще заметнее.
Наиболее успешное применение «PDC ONYX II» нашло в сочетании с роторной управляемой системой «PowerDrive vorteХ», которая позволила значительно повысить передаваемую на долото нагрузку, снизить количество вибраций за счет исключения искривленных компонентов КНБК, ликвидировать проблему передачи нагрузки на долото в наиболее твердой нижней части разреза и исключить время на ориентирование КНБК.
Рис .18. Долото SMITH PDC серии MDSi716 диаметром 190,5 мм.
При моделировании в системе «IDEAS» долото «PDC ONYX II»(рис. 18), обладающее как максимальной динамической стабильностью так и обеспечивающее максимальную интенсивность набора угла в сочетании с системой «PowerDrive vorteХ», позволило поставить сразу два рекорда: самый длинный интервал, пробуренный за один рейс – 2645 м и самая высокая средняя механическая скорость бурения интервала – 33,2 м/ч (рис. 19,20).
Рис.19. График механической скорости на интервале бурения под эксплуатационную колонну долот PDC