Motor de pozo de petróleo

Tipos de motores de fondo de pozo para pozos de petróleo

Un motor de fondo de pozo para pozos de petróleo es un componente clave del conjunto de perforación en un pozo de petróleo. Proporciona la energía de rotación necesaria para las brocas de perforación para fracturar las formaciones rocosas subterráneas y acceder a los depósitos de petróleo crudo. Existen varios tipos de motores de fondo de pozo, factores como la eficiencia, el costo y las características particulares del pozo deseado influyen en la elección.

• Motores de desplazamiento positivo (PDMs)

  Los PDMs son un tipo común de motor de fondo de pozo. Funcionan desplazando progresivamente fluidos a través de cavidades selladas, creando diferenciales de presión que generan fuerza de rotación. La estructura de los PDMs contiene estatores, rotores y secciones de potencia. La fuerza del fluido hace girar el rotor dentro del estator, produciendo salida.volt. Los PDMs son reconocidos por su alto par (fuerza de torsión) a bajas velocidades y su buena confiabilidad en diversas condiciones de perforación.

• Sistemas de dirección rotatoria (RSS)

  Los sistemas de dirección rotatoria representan un enfoque avanzado para la perforación direccional. Los RSS controlan directamente la trayectoria del pozo mientras rotan simultáneamente la sarta de perforación. Esto asegura un pozo circular de alta calidad, a menudo menos costoso de completar. Un RSS se basa en una combinación de herramientas de fondo de pozo sofisticadas y sistemas de superficie, motores controlados electrónicamente y pulsos de lodo u otros tipos de transmisión para el control. Los sistemas de dirección rotatoria son beneficiosos cuando la colocación precisa del pozo y la desviación mínima de la trayectoria planificada son esenciales. Permiten velocidades de perforación rápidas, daños mínimos a la formación y una mejor eficiencia de perforación.

• Perforación con tubería enroscada (CTD)

  La perforación con tubería enroscada es una alternativa a los métodos tradicionales de perforación con tuberías articuladas. Utiliza un carrete continuo de tubería flexible para transportar fluidos de perforación, herramientas y equipos hacia el fondo del pozo. Los motores de tubería enroscada se integran en la sarta de tubería enroscada para proporcionar la potencia necesaria para la perforación. Esta configuración permite la perforación horizontal y direccional en entornos desafiantes, como en alta mar o a través de pozos de producción existentes. La perforación con tubería enroscada también ofrece beneficios como la reducción del tiempo de la plataforma, la mayor precisión y la capacidad de perforar en múltiples secciones desde una sola ubicación de preparación. La CTD puede utilizarse para nuevos pozos de perforación, perforación lateral desde pozos existentes y pozos de inyección de ácido sulfúrico y citrato para métodos de recuperación mejorada de petróleo (EOR).

• Motores poliédricos flexibles

  Los motores poliédricos flexibles son un tipo específico de motor de desplazamiento positivo. Su diseño emplea un rotor poliédrico flexible y un estator circular que comprende un contenedor elástico multilobular. Esta configuración permite la conversión eficiente de la energía hidráulica en energía mecánica rotatoria. Presentan algunas ventajas, por ejemplo, su tamaño compacto, diseño ligero, alta densidad de potencia y posiblemente niveles de ruido más bajos en comparación con otros tipos de motores. Sin embargo, como cualquier otro motor de fondo de pozo, la elección adecuada de motores poliédricos flexibles debe depender de las condiciones de perforación y los requisitos del proyecto.

• Motores de lodo

  Los motores de lodo, también llamados motores de fluido, representan otro tipo de motor de desplazamiento positivo. Utilizan directamente la energía hidráulica del lodo de perforación (un fluido especializado empleado durante el proceso de perforación) para generar potencia de rotación para la broca. El principio de funcionamiento de los motores de lodo se basa en el rápido intercambio de fluido de perforación a través de la sección de potencia del motor, creando empuje axial y rotación del rotor. Los motores de lodo cuentan con varias ventajas: mayor par y potencia de salida a bajas velocidades de rotación, idoneidad para diversas formaciones rocosas y altos niveles de eficiencia. No obstante, su selección también debe considerar cuidadosamente el entorno de perforación específico y las necesidades del proyecto.

Especificaciones y mantenimiento de motores de fondo de pozo para pozos de petróleo

Algunas especificaciones clave del motor de fondo de pozo para campos petroleros:

• Rango de flujo

  El rango de flujo de trabajo del motor suele estar entre 30 L/min y 200 L/min. Cuando el caudal de fluido de trabajo se encuentra dentro del rango de flujo del motor, puede obtener la potencia y el par nominales.

• Rango de potencia

  De 10 Kw a 1000 Kw. La potencia suele estar entre 5 HP y 600 HP. La selección específica del modelo de potencia se puede determinar de acuerdo con el entorno de trabajo y la carga de trabajo.

• Par de salida

  Los pares suelen estar entre 50 Nm y 50000 Nm. De acuerdo con la profundidad de operación y la presión de la formación, se puede determinar el par de salida requerido para las operaciones de perforación.

• Temperatura de operación

  La temperatura de trabajo del motor suele estar entre -20~80 ℃, y la presión puede funcionar en condiciones de alta presión, generalmente entre 10 MPa y 70 MPa.

• Tamaño y peso del paquete

  Según el modelo específico del motor, la longitud suele estar entre 1 y 5 metros, y el peso ronda los 100 a 2000 kg.

Mantenimiento

Ya sea un motor de perforación de fondo de pozo u otro tipo, las prácticas de mantenimiento del motor de fondo de pozo para campos petroleros incluyen:

• Limpiar

  Primero, limpie la superficie del filtro de aceite con un paño limpio. Asegúrese de que el paño de limpieza no contenga ningún otro residuo o hilo que pueda quedar en el área. Además, limpie la arena, los residuos de compuestos especiales y los hilos de seda en el área de asiento, asegurándose de que no quede ninguna materia extraña en el área de asiento.

• Revisar

  Si el diámetro interno del filtro de aceite es redondo y si el diámetro externo del tanque de aceite es redondo. Un filtro de aceite redondo se sentará de forma cuadrada en el tanque de aceite. No solo promueve la circulación adecuada del aceite, sino que también minimiza el riesgo de fugas.

• Reemplazo

  Reemplazar el filtro de aceite es esencial para garantizar que el motor siga funcionando correctamente y para reducir los gastos operativos generales. El filtro de aceite debe reemplazarse cada 5000 millas. Si el automóvil se utiliza con calor intenso o clima extremadamente frío, debe reemplazarse antes. La razón del reemplazo temprano en clima extremadamente cálido o frío es proteger el motor de un desgaste excesivo. El aceite en el motor no solo es un lubricante, sino también un refrigerante.

• Ejecutar la prueba

  Una vez que el motor ha completado la limpieza, inspección y reemplazo de piezas nuevas, el siguiente paso es arrancar el motor y realizar una prueba de funcionamiento. Sin embargo, durante la prueba, el motor no debe acelerarse a altas revoluciones para dar a las nuevas piezas del motor un período de rodaje. Las piezas como el pistón, los anillos, los cojinetes y los sellos de la bomba comenzarán a desgastarse y asentarse correctamente, proporcionando un mejor ajuste a medida que se desgastan durante la operación. El aceite circulará del lado de descarga al lado de succión de la bomba, rodando aún más los sellos de la bomba. Esto es ideal para eliminar fugas en las bombas recién instaladas y ayuda a prolongar la vida útil del motor. Consulte las recomendaciones del fabricante sobre las RPM y el período de rodaje recomendado.

Escenarios de aplicación

• Extracción de petróleo convencional: En las plataformas petroleras tradicionales, los motores de fondo de pozo se utilizan para accionar las brocas de perforación directamente, facilitando así la perforación de pozos de petróleo verticales o inclinados. La eficiencia y confiabilidad de los motores de fondo de pozo los han convertido en equipos estándar en las industrias de extracción de petróleo convencional.
• Extracción de petróleo en alta mar: La extracción de petróleo en alta mar se refiere al proceso de perforación de petróleo desde lechos marinos o aguas oceánicas para localizar y extraer recursos petroleros. A menudo tiene lugar en entornos de aguas profundas, como el Golfo de México, el Mar del Norte, el Mar de China Meridional, etc., donde no se puede utilizar la perforación terrestre convencional. Por lo tanto, la extracción de petróleo en alta mar emplea equipos y técnicas especializadas para acceder a estas reservas de petróleo en alta mar.
• Extracción de petróleo de formación apretada: El petróleo de formación apretada se refiere al petróleo que se almacena en formaciones rocosas con baja permeabilidad, lo que dificulta el flujo natural del petróleo hacia la superficie. Esto significa que los depósitos de petróleo de formación apretada a menudo están enterrados en las profundidades del subsuelo y están muy extendidos, lo que hace que la extracción sea desafiante y costosa. Gracias a tecnologías avanzadas como la fracturación hidráulica y la perforación horizontal, los motores de fondo de pozo han sido un actor clave en la extracción eficiente de petróleo de formación apretada. Han permitido la perforación y fracturación precisas de los yacimientos de petróleo de formación apretada, facilitando la extracción de este valioso recurso energético.
• Desarrollo de energía geotérmica: La energía geotérmica se refiere a la energía derivada del calor almacenado dentro de la Tierra. Utiliza el vapor de alta temperatura o el agua caliente subterráneos para generar electricidad o proporcionar calefacción. La energía geotérmica se considera una fuente de energía renovable y no está sujeta a las fluctuaciones de los combustibles fósiles.

Cómo elegir un motor de fondo de pozo para pozos de petróleo

Cuando busque un buen motor de fondo de pozo para pozos de petróleo, el comprador debe considerar primero el tipo de motor de fondo de pozo que se adapta a la configuración y la tarea de su pozo. La configuración del pozo del comprador debe estar en línea con la capacidad operativa del motor que está tratando de obtener. En este caso, el método de bombeo del comprador también importa. Si utilizan un PCP, VSM o SVM, tendrán que elegir motores que funcionen de manera óptima con esos métodos. Además, las dimensiones del pozo y el ajuste del motor son esenciales para operaciones sin problemas y una integración perfecta.

Las condiciones del campo juegan un papel importante en la selección del motor. La temperatura y la presión allí abajo determinarán la durabilidad y el rendimiento del motor de fondo de pozo para pozos de petróleo. Por lo tanto, es correcto que los compradores comprueben si el motor puede soportar las condiciones ambientales del pozo. Además, la potencia y el par de salida requeridos del motor deben determinarse antes de salir a buscar un motor. Diferentes tareas requieren diferentes niveles de potencia y par. Finalmente, se debe considerar el mantenimiento y el servicio del motor. Algunos motores requieren un mantenimiento y un servicio más frecuentes que otros. En este caso, será más fácil elegir un motor con líneas de mantenimiento accesibles.

P&R

P: ¿Cómo se alimenta el motor de fondo de pozo para pozos de petróleo?

R: Los motores de fondo de pozo suelen ser alimentados por fluidos de perforación, también conocidos como lodo. La energía del lodo en flujo se convierte en energía mecánica a través del motor, que luego impulsa la broca de perforación.

P: ¿Cuál es la vida útil de los motores de fondo de pozo?

R: La vida útil de un motor de fondo de pozo para pozos de petróleo puede variar en función de factores como la calidad del motor, el tipo de operación de perforación, las prácticas de mantenimiento y las condiciones del pozo. Normalmente, los motores de fondo de pozo están diseñados para ser robustos y pueden durar desde varios meses hasta unos pocos años en condiciones óptimas.

P: ¿Cuáles son las principales ventajas de utilizar un motor de fondo de pozo para pozos de petróleo?

R: Los motores de fondo de pozo para pozos de petróleo son esenciales para perforar pozos de petróleo de manera eficiente. Proporcionan alto par y potencia para las operaciones de perforación, permiten altas velocidades de perforación y ayudan a reducir el costo de la perforación de pozos de petróleo. Además, los motores de fondo de pozo tienen diversas aplicaciones de perforación y se adaptan a diferentes condiciones geológicas.

P: ¿Cuáles son las principales tendencias en el mercado mundial de motores de fondo de pozo para pozos de petróleo?

R: Se espera que el mercado mundial de motores de fondo de pozo para pozos de petróleo se beneficie de la recuperación del sector upstream de petróleo y gas. Junto con los avances tecnológicos en el diseño y el rendimiento de los motores de fondo de pozo, es probable que el mercado experimente un crecimiento constante.