Немагнитные винтовые забойные двигатели от компании «ИНБУРТЕХ» демонстрируют надежность и высокую точность бурения при дегазации скважин

В своей работе компания «ИнБурТех» опирается на инновации, что позволяет в короткие сроки максимально эффективно решать задачи любого уровня сложности по производству, обслуживанию, ремонту и комплексному восстановлению бурового оборудования, отдельных систем и механизмов.

Технологии наклонно-направленного и горизонтального бурения, повышающие индекс доходности как показателя снижения капитальных вложений в сравнении с бурением скважин по обычным технологиям, находят широкое применение при добыче полезных ископаемых шахтным способом, Поскольку обеспечивают дегазацию угольных месторождений, водоотлив и осушение, проходку выработок, буровзрывные работы, скважинное выщелачивание и гидродобычу и способствуют значительному снижению затрат, повышению безопасности и технологической эффективности горных работ в целом.

При бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин необходима высокая точность проводки стволов для обеспечения попадания в заданные коридоры между различными пластами и исключения возможного прорыва газа из газовой шапки или чрезмерного приближения к границе водоносного горизонта.

Для отслеживания траектории скважины в процессе бурения в компоновке низа бурильной колонны применяются различные геоизмерительные телесистемы, размещаемые выше гидравлического забойного двигателя. Для обеспечения корректной работы датчиков и магнитных зондов телесистемы, а особенно инклинометрических, их размещают в немагнитных переводниках или немагнитных буровых трубах.

На точность измерения инклинометрических зондов влияет присутствие намагничиваемых металлических элементов забойного двигателя и дополнительных устройств, общая длина которых, в зависимости от габарита двигателя и необходимой мощности, составляет порядка 7–11 м, поэтому данный зонд (точка замера) в компоновке телесистемы отдален (до 12–18 м) от забойного двигателя и долота.

Отдаление инклинометрического зонда от долота ухудшает точность прогнозирования азимутального и зенитного углов бурового инструмента, что затрудняет удержание траектории ствола при проходке скважины в пределах проектных вертикальных и горизонтальных коридоров (±1 м), особенно с волнообразной пространственной траекторией проходки через пласты с высоким водоносным насыщением.

Компании «ИнБурТех» удалось успешно решить задачу уменьшения влияния элементов забойного двигателя на телеметрические телесистемы. Для этого потребовался соответствующий конструкционный материал. В результате исследовательских работ была выбрана немагнитная аустенитная Mn-Cr сталь марки Р550. Её преимущества – высокие физико-механические свойства, устойчивость к точечной коррозии и к коррозийному растрескиванию под напряжением, способность обеспечить надежную работу высоконагруженных элементов двигателя в тяжелых условиях бурения и, в отличие от обычных конструкционных сталей (например, стали SAE 1045, μ = 1000), более низкая относительная магнитная проницаемость (μ = 1,005). Дополнительным преимуществом стали Р550 является повышенная твердость (в среднем 400 HB). Это выше, чем у обычной углеродистой стали, применяемой для изготовления забойных двигателей обычного исполнения, что позволяет уменьшить степень истирания и повысить прочность корпусных деталей двигателя, особенно при бурении с вращением колонны бурильных труб ротором.

Винтовые забойные двигатели из немагнитных материалов превосходят забойные двигатели из традиционных материалов по прочности, вязкости и коррозионной стойкости. Из выбранной стали была изготовлена опытная партия двигательных секций с верхними переводниками (ловильными устройствами) для двигателей диаметром 76 и 106 мм. Двигатели успешно прошли стендовые испытания, после чего при проведении промысловых испытаний на месторождениях Урало-Поволжья и Республики Коми были подтверждены повышение показателя точности бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин с использованием имеющихся у буровых компаний систем телеметрии, а также показатели ресурса работы и надежности высоконагруженных узлов забойного двигателя. По результатам промысловых испытаний технические решения двигателей были запатентованы.

В настоящее время предприятие освоило серийный выпуск немагнитных забойных двигателей, которые широко используются в подразделениях ООО «Лукойл-Коми» НШУ «Яреганефть» для шахтной добычи высоковязкой нефти.

Журнал "Горная Промышленность" №4 / 2020, стр.59