Khắc phục sự cố thủy lực khi khoan giếng sâu: Giải quyết biến động quá nhiệt và áp suất

Trong các hoạt động khoan nhiệt độ cao, đặc biệt là cho các lỗ khoan vượt quá1,000 méthoặc khi điều hướnghình thành đá cứng, hệ thống thủy lực đóng vai trò là "trái tim" của giàn khoan.nhiệt độ dầu caohoặcáp suất không ổn định✓ không thể tránh khỏi dẫn đến tỷ lệ thâm nhập không nhất quán (ROP), mô-men xoắn không đủ và rủi ro hoạt động đáng kể.

Đối với các nhà điều hành trang web độc lập và quản lý đội xe, hiểu nguyên nhân kỹ thuật gốc rễ của những " triệu chứng" này là sự khác biệt giữa một dự án có lợi nhuận và một tổn thất tài chính thảm khốc.Bài viết này cung cấp một sự phân tích kỹ thuật của các lỗi thủy lực dựa trên dữ liệu thực tế trên thực địa và các tiêu chuẩn bảo trì chuyên nghiệp.

Chi phí cao của việc bỏ bê hệ thống thủy lực: Một nghiên cứu trường hợp

Một dự án thăm dò giếng sâu gần đây ở Bắc Trung Quốc minh họa tác động tài chính của sự cố thủy lực.830 méttrong đá cứng khi giàn khoan bắt đầu trải qua mô-men xoắn bất thường và áp suất dao động.

Phi hành đoàn tiếp tục hoạt động bằng cách tăng áp suất kéo xuống, làm cho nhiệt độ dầu thủy lực tăng lên đến85°C(phạm vi hoạt động tiêu chuẩn là40°C ∼ 65°CĐiều này dẫn đến một hệ thống hoàn toàn bắt giữ, để lại dây khoan bị mắc kẹt trong lỗ.

Sự phân chia tài chính:

• Các thành phần và vật liệu tiêu thụ:Thay bơm thủy lực chính, niêm phong và dầu:$6,500.

• Thời gian ngừng hoạt động & Hình phạt:Ba ngày mất năng suất cộng với tiền phạt chậm hợp đồng:11 đô.000.

• Total Loss:Kết thúc.17 đô.500từ một sự cố duy nhất có thể tránh được.

Phân tích kỹ thuật: Tại sao quá nóng thủy lực xảy ra?

Nhiệt độ dầu thủy lực vượt quá70°CChúng tôi phân loại nguyên nhân gốc thành ba trụ chính kỹ thuật:

1. Phân tán nhiệt không hiệu quả (45% trường hợp)

Trong môi trường khoan khắc nghiệt, bụi trong không khí và các vỏ đá thường tắc nghẽn vây bộ tản nhiệt.tốc độ sưởi ấm hệ thống sẽ vượt quá công suất làm mát của nóHơn nữa, một dây chuyền quạt làm mát lỏng lẻo hoặc bị hỏng có thể làm giảm lưu lượng không khí lên đến30%, dẫn đến sự tích tụ nhiệt nhanh chóng.

2. Sự phân hủy chất lỏng và lựa chọn không chính xác (30% trường hợp)

Sử dụng một loại dầu có độ nhớt thấp (ví dụ, ISO VG 32) trong khoan đá ở nhiệt độ cao hoặc tải trọng cao là một sai lầm phổ biến.2,000 giờ hoạt độngmất sự ổn định cắt và tính chất chống mài mòn. Dầu phân hủy làm tăng ma sát bên trong máy bơm và van, tạo ra "nắng ma sát" đi vào vòng nhiệt.

3. Hệ thống quá tải

Việc buộc một giàn khoan duy trì RPM cao trong các lớp cứng làm tăng tải trọng trên động cơ và máy bơm thủy lực.nơi dầu áp suất cao thoát trở lại bể mà không làm việc, chuyển đổi năng lượng áp suất trực tiếp thành nhiệt.

Giải quyết áp suất biến động và mô-men xoắn không đủ

Áp suất không ổn định là nguyên nhân chính của việc "ngập" nguồn cung cấp khoan.

1. Sự rò rỉ bên ngoài và bên trong

Ngay cả một rò rỉ vi mô trong một ống cao áp hoặc một vòng O đeo có thể ngăn chặn hệ thống đạt đến thiết lập van cứu trợ của nó.Giảm áp suất 5%do rò rỉ có thể dẫn đến mộtMất mô-men xoắn 15%, làm cho nó không thể phá vỡ các lớp đá cứng.

2. ô nhiễm khối van

Sự hiện diện của vật chất hạt (bảng kim loại hoặc bụi đá) có thể làm cho cuộn dây trong van cứu trợ hoặc van điều khiển hướng bị dính. Điều này dẫn đến các đỉnh áp suất bất thường hoặc giảm đột ngột,có hại cho tính toàn vẹn của dây khoan.

3. Tăng hiệu suất bơm

Khi bơm thủy lực bị mòn, khoảng cách giữa các piston và khối xi lanh tăng lên.có nghĩa là máy bơm không còn có thể cung cấp tốc độ dòng chảy nhất quán cần thiết để duy trì mô-men xoắn ổn định ở độ sâu.

Hướng dẫn thực hiện: Giải pháp 3 bước cho các kỹ sư thực địa

Bước 1: Chẩn đoán trường nhanh

• Hình ảnh nhiệt:Sử dụng nhiệt kế hồng ngoại để kiểm tra nhiệt độ delta trên máy lạnh.

• Bản đồ áp suất:Lắp đặt các máy đo áp suất tại cửa ra của máy bơm và lối vào động cơ để xác định nơi giảm áp suất xảy ra.

• Xét nghiệm xà phòng:Sử dụng dung dịch phát hiện rò rỉ trên tất cả các khớp nối và giao diện đa năng để xác định rò rỉ "người im lặng".

Bước 2: Giảm thiểu tình trạng khẩn cấp

Nếu không thể sửa chữa hoàn toàn ngay lập tức, hãy thực hiện các bước sau để ngăn ngừa mất công cụ:

1. Ngừng và Thanh Trừng:Ngừng khoan và cho phép động cơ chạy không để dầu lưu thông qua bộ làm mát mà không bị tải.

2. Làm sạch máy lạnh:Sử dụng không khí áp suất cao (không phải nước trên lò sưởi nóng) để loại bỏ các mảnh vụn bên ngoài.

3. Bổ sung dầu:Nếu dầu bị đốt cháy, hãy thay thế một phần của thùng chứa bằng dầu chống mòn tươi, độ nhớt cao để tạm thời khôi phục độ bôi trơn.

Bước 3: Sửa chữa nguyên nhân gốc lâu dài

• nâng cấp hệ thống làm mát:Đối với các hoạt động trong khu vực nhiệt đới hoặc vùng cao, xem xét lắp đặt một máy làm mát dầu điện độc lập với một công tắc nhiệt được thiết lập để55°C.

• Phân tích dầu nghiêm ngặt:Chuyển sang mộtChu kỳ thay thế dầu 6 thángsử dụng chất lượng caoISO VG 46 hoặc 68chất lỏng thủy lực chống mòn.

• Độ lọc xuất sắc:Thay thế các bộ lọc dòng trở lại mỗi500 giờ. Duy trì mức độ sạch sẽ củaISO 18/16/13 (NAS 7/8)là điều cần thiết để bảo vệ các khối van đắt tiền.

Kết luận: Bảo trì phòng ngừa như một chiến lược lợi nhuận

Trong lĩnh vực khoan B2B, hệ thống thủy lực không chỉ là một thành phần cơ khí mà còn là một tài sản tài chính.Bảo trì phòng ngừa (PM)lịch trình có thể giảm thời gian không sản xuất (NPT) lên đến40%.

Bằng cách theo dõi tình trạng dầu, đảm bảo hiệu quả làm mát và giải quyết biến động áp suất sớm,các nhà thầu khoan có thể bảo vệ đầu tư thiết bị của họ và đảm bảo việc cung cấp dự án nhất quán trong điều kiện địa chất đòi hỏi khắt khe nhất.