1760985805
2025-10-20 18:20:00
Знаете ли вы, что первая коммерчески успешная конструкция бурового долота с шарошечной головкой была запатентована Говард Р. Хьюз-старший в 1909 году?
Это привело к созданию компании Hughes Tool Company – одной из прародительниц сегодняшней Baker Hughes. В этом революционном сверле использовались два конических стальных тела качения с фрезерованными зубьями. Когда устройство вращалось, оно вступало в контакт с горной породой, обеспечивая более эффективное режущее действие.
Эта конструкция представляла собой значительное улучшение производительности по сравнению со скребковыми долотами типа «рыбий хвост», которые в то время обычно использовались при роторном бурении. В течение следующих двух десятилетий роторное бурение шарошечными долотами в значительной степени заменило все другие методы бурения на нефтяных месторождениях. Двухшарошечное буровое долото Hughes было отмечено к своему 100-летнему юбилею, когда ему было присвоено звание Историческая достопримечательность машиностроения, созданная Американским обществом инженеров-механиков.
В 2025 году индустрия буровых долот будет быстро развиваться благодаря технологическим инновациям и меняющимся требованиям клиентов. Команда Energy Forward Stories поговорила с Дереком Нелмсом, менеджером по продукции буровых долот с поликристаллическими алмазами (PDC) в компании Baker Hughes, и он поделился пятью ключевыми тенденциями, формирующими отрасль.
Дерек Нелмс, Бейкер Хьюз
Эти тенденции отражают как необходимость повышения эффективности, так и сложность современных условий бурения.
Тенденция № 1: внедрение цифровых технологий
Цифровые возможности представляет передовые инструменты для выбора буровых долот и оптимизации конструкции. Эти цифровые инструменты улучшают предоставление услуг и индивидуализацию, согласовывая конструкцию долот с эксплуатационными целями клиента и уникальной геологией каждой скважины. Такой подход показывает ощутимые результаты для клиентов по всему миру, включая оператора в Колумбии, который столкнулся со сложными условиями в недрах, потребовавшими многократной замены долот. Абразивные переслаивающиеся образования состояли из песчаника, алевролита и аргиллита, которые «притупляли» долото. После применения программного обеспечения для моделирования для оптимизации новое долото пробурилось на 50% дальше. Последующая скорость проходки (МСП) была на 39% выше по сравнению со средним долотом PDC. Такое повышение эффективности значительно снизило затраты на строительство скважин.
ТЕХНОЛОГИЯ
Бейкер Хьюз Программное обеспечение для моделирования бурения долотом 3DTetrahedron™ является ведущим примером этой цифровой технологии. Программное обеспечение создает цифрового двойника среды бурения, откалиброванного по скважинным данным, что позволяет моделировать различные траектории скважин и типы пластов. Это снижает риск и ускоряет проектирование решений по сравнению с традиционными эмпирическими методами.
Другим примером является цифровая оценка затупления — автоматизированная компьютерная система оценки состояния бурового долота после его извлечения из скважины. Используя компьютерное зрение и машинное обучение, он анализирует изображения или 3D-модели бурового долота, чтобы оценить износ и повреждения каждого отдельного резца. Это, в свою очередь, создает цифровую запись, которую можно использовать для анализа производительности и оптимизации бурения. Этот автоматизированный процесс обеспечивает более быстрый и точный анализ износа долота, дополняя моделирование для эффективного решения проблем.
Тенденция № 2: Более сложные задачи бурения
Операторы бурят скважины быстрее и проектируют более сложные траектории скважин.такие как более длинные отводы и горизонтальные развороты, чтобы максимизировать производительность и не выходить за рамки бюджета. Увеличение мощности оборудования и двигателей буровой установки передает больше энергии на долото, но это повышает риск преждевременного выхода из строя и незапланированного простоя из-за сложных переходов между различными типами горных пород и условиями бурения. Буровые долота теперь должны эффективно работать в различных пластах и по траекториям за один проход, что требует повышенной долговечности и контроля направления.
Компания Baker Hughes решает эти проблемы с помощью таких инноваций, как элитное буровое долото PermaFORCE™ PDC, в котором используются самые современные режущие материалы, новая технология изготовления режущих головок, режущие конструкции, ориентированные на конкретные применения, и улучшенные материалы корпуса. Гибридные долота, такие как Kymera Mach 6, сочетают в себе дробящее и режущее действие и предназначены для самых экстремальных условий.
Тенденция №3: Обсадная колонна во время бурения
Например, на зрелом наземном нефтегазовом месторождении в Индонезии оператор столкнулся с рисками потери циркуляции и сланцевого газа при бурении поверхностного участка. В результате они обратились к системе обсадных долот EZCase™ компании Baker Hughes, которая позволила им избежать бурения пилотной скважины для проверки наличия газа на малых глубинах и управлять потерей циркуляции, одновременно увеличивая глубину установки обсадной колонны.
Тенденция № 4: Внутридолотное зондирование дает ценную информацию о бурении
Технология внутрибитового зондирования Сегодня это важно для более точной идентификации источников вибрации и предотвращения эксплуатационных нарушений во время бурения. Безопасность в работе является главным приоритетом. Датчики, такие как система динамического картирования MultiSense компании Baker Hughes, размещаются непосредственно в буровом долоте для измерения динамических условий в скважине, таких как вибрации, количество оборотов в минуту (об/мин) и температура. Эти высокочастотные данные (1000 Гц+) дают детальное представление о динамике бурения, которую датчики поверхности или бурильной колонны могут не улавливать так эффективно, поскольку они не расположены близко к источнику многих скважинных вибраций – взаимодействию породы и долота.
Тенденция № 5: Увеличение объемов геотермального бурения
Геотермальное бурение представляет собой уникальные проблемы из-за более высоких температур в скважине и более твердых и абразивных пластов по сравнению с типичными нефтяными и газовыми скважинами. Эти суровые условия вызывают чрезмерный износ долот и короткие пробеги, что увеличивает затраты на бурение. Чтобы преодолеть эти проблемы, буровые долота должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать такие экстремальные температуры, и компания Baker Hughes добилась значительных успехов в этой области. В одном примереоператор из Японии заложил в бюджет 164 дня на бурение двух геотермальных скважин в твердой вулканической формации, исходя из типичных характеристик долота. Используя долота, специально разработанные для таких условий, где температура превышает 446 градусов по Фаренгейту, оператор смог сэкономить 101 день бурения и 2 миллиона долларов. Другой пример из Исландии также доступен здесь.
Платформа геотермального бурового долота компании Baker Hughes оптимизирована для обеспечения долговечности и производительности в экстремальных геотермальных условиях. Эти долота рассчитаны на температуру выше 400 градусов по Фаренгейту (204 градуса по Цельсию), что увеличивает срок службы долота и снижает затраты на проекты геотермальной энергетики.
Цифровые инструменты, инновационные конструкции долот и специализированные методы бурения способствуют развитию индустрии буровых долот, отвечая все более сложным эксплуатационным требованиям, одновременно повышая эффективность и безопасность.
Постоянное совершенствование, индивидуализация и интеграция сенсорных технологий являются центральными темами, определяющими эти тенденции во всем мире. История инноваций Baker Hughes продолжает формировать будущее энергетических технологий.
#Пять #технологических #тенденций #бурении #на #которые #стоит #обратить #внимание
Продолжение темы
