Пути совершенствования и развития винтовых забойных двигателей

Ways to improve and develop positive displacement motors

D.F. BALDENKO1, F.D. BALDENKO2, G.P. TCHAIKOVSKY1
1«NPO Burovaya Tekhnika» OJSC
Moscow, 115114, Russian Federation
2 Gubkin Russian State University of Oil and Gas
Moscow, 119991, Russian Federation

Создание 55 лет назад в СССР винтовых забойных двигателей (ВЗД) с многозаходными рабочими органами обеспечило прорыв в развитии техники и технологии бурения скважин. Благодаря своей уникальной энергетической характеристикe на начальном этапе ВЗД зарекомендовали себя как эффективный привод шарошечных долот, что обеспечило увеличение проходки на долото, рост рейсовой скорости бурения и способствовало освоению месторождений Урало-Поволжья и Западной Сибири.

Сегодня в России и за рубежом ВЗД превратились в одно из основных технических средств бурения нефтяных и газовых скважин. Так, в нашей стране винтовыми забойными двигателями осуществляется более 75 % общей проходки, в том числе в высокотехнологичных процессах горизонтального бурения и проводки дополнительных стволов. ВЗД открыли новую страницу в технологиях капитального ремонта скважин.

В статье рассматриваются технические предложения по совершенствованию конструктивных схем ВЗД и их рабочих органов, направленные на повышение эффективности использования двигателей в современных технологиях бурения и ремонта скважин.

The creation of positive displacement motors (PDM) with multi-lobe working bodies in the USSR 55 years ago provided a breakthrough in the development of well drilling equipment and technology. Due to their unique energy characteristics, at the initial stage, the PDM proved to be an efficient drive for roller cone bits, which ensured an increase in penetration per bit, an increase in the drilling speed, and contributed to the development of fields in the Ural-Volga region and Western Siberia.
Today, in Russia and abroad, PDM has become one of the main technical means of drilling oil and gas wells. Thus, in our country, PDM accounts for more than 75 % of the total drilling, including in high-tech processes of horizontal drilling and posting additional wellbores. PDM opened a new page in well workover technologies.
The article discusses technical proposals for improving the design schemes of the PDM and their working bodies, aimed at increasing the efficiency of using motors in modern technologies for drilling and well workover.

Если вас интересует полный текст статьи, Вы можете заказать ее в издательстве.

Литература

1. Гусман М.Т., Балденко Д.Ф., Кочнев А.М., Никомаров С.С. Забойные винтовые двигатели для бурения скважин. М.: Недра, 1981.
2. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д. История создания в России одновинтовых гидравлических машин // Бурение и нефть. – 2021. – № 12.– С. 4–9.
3. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Одновинтовые гидравлические машины (в двух томах). М.: ИРЦ Газпром, 2005 – 2007.
4. Samuel R., Baldenko D.F., Baldenko F.D. Mud Motor (PDM) and Well Engineering. SigmaQuadrant Engineering Publication, 2020.
5. Чайковский Г.П., Попко В.В., Балденко Д.Ф., Сергеев И.С. Новые конструкции забойных гидравлических двигателей и импортозамещающих гидромеханических устройств КНБК // Проектирование и разработка нефтегазовых месторождений.– 2017.– № 1.
6. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Попко В.В., Чайковский Г.П. Винтовой забойный двигатель. Патент на полезную модель № 197188; 12.08.2019.
7. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Чайковский Г.П. Технические аспекты создания высокооборотных винтовых забойных двигателей (может ли ВЗД конкурировать с турбобуром в зоне высоких частот вращения?) // Бурение и нефть.– 2017.– № 2. – С. 22–27.
8. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Чайковский Г.П. Винтовой забойный двигатель с вращающимся статором. Патент на полезную модель № 200583; 18.05.2020.
9. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Чайковский Г.П. Забойный гидравлический вращатель. Патент на полезную модель № 200831; 06.03.2020.
10. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Двойников М.В. Винтовой забойный двигатель. Патент на полезную модель
№ 126747; 16.11.2012.
11. Мальцев А.А., Лягов И.А., Лягов А.В. Разработка инновационной системы радиального бурения для повышения нефтеотдачи пласта // Нефть. Газ. Новации.– 2016.– № 11.
12. Селиванов С.М. Башмак с силовым приводом. Патент РФ № 17053; 10.01.2017.
13. Курочкин Б.М., Балденко Д.Ф., Власов А.В. и др. Винтовой забойный двигатель. Патент РФ № 2232245; 01.04.2003.
14. Крутик Э.Н., Осипов Д.А., Фуфачев О.И., Борисов М.С. Ударно-вращательное устройство для бурильной колонны. Патент на полезную модель № 172421; 26.04.2017.
15. Симонянц С.Л. Бурение скважин гидравлическими забойными двигателями. Уч. пос. М.: РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2018.
16. Яо Ян, Балденко Ф.Д. К вопросу оптимизации геометрических параметров циклоидального зацепления винтовых забойных двигателей // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса.– 2021. – № 6.
17. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д. О выборе профиля зубьев механических передач и гидравлических двигателей // Бурение и нефть. – 2019.– № 3. С. 3–10.
18. Шевердяев О.Н., Пятов И.С., Врублевская Ю.И. и др. Влияние ПАВ-модификатора на антифрикционные свойства эластомерных материалов на основе бутадиен-нитрильных каучуков // Химическая промышленность.– 2012.– № 5.
19. Электронные ресурсы фирм: НПО Буровая техника, ВНИИБТ-Буровой инструмент, Пермнефтемашремонт, Радиус-Сервис, Гидробур-Сервис, РЕАМ-РТИ, Сокол, НГТ.

References

1. Gusman M.T., Baldenko D.F., Kochnev A.M., Nikomarov S.S. Zaboynyye vintovyye dvigateli dlya bureniya skvazhin [Downhole screw motors for drilling wells]. Moscow, Nedra Publ., 1981. (In Russian).
2. Baldenko D.F., Baldenko F.D. Istoriya sozdaniya v Rossii odnovintovykh gidravlicheskikh mashin [The history of the creation of single-screw hydraulic machines in Russia]. Bureniye i neft' [Drilling and oil], 2021, no. 12, pp. 4–9. (In Russian).
3. Baldenko D.F., Baldenko F.D., Gnoyevykh A.N. Odnovintovyye gidravlicheskiye mashiny (v dvukh tomakh) [Single-screw hydraulic machines (in two volumes)]. Moscow, IRTS Gazprom Publ., 2005 – 2007. (In Russian).
4. Samuel R., Baldenko D.F., Baldenko F.D. Mud Motor (PDM) and Well Engineering. SigmaQuadrant Engineering Publication, 2020. (In English).
5. Chaykovskiy G.P., Popko V.V., Baldenko D.F., Sergeyev I.S. Novyye konstruktsii zaboynykh gidravlicheskikh dvigateley i importozameshchayushchikh gidromekhanicheskikh ustroystv KNBK [New designs of downhole hydraulic motors and import-substituting hydromechanical BHA devices] Proyektirovaniye i razrabotka neftegazovykh mestorozhdeniy. [Design and development of oil and gas fields], 2017, no. 1. (In Russian).
6. Baldenko D.F., Baldenko F.D., Popko V.V., Chaykovskiy G.P. Vintovoy zaboynyy dvigatel' [Screw downhole motor]. Patent na poleznuyu model' no. 197188, dd. 12.08.2019. (In Russian).
7. Baldenko D.F., Baldenko F.D., Chaykovskiy G.P. Tekhnicheskiye aspekty sozdaniya vysokooborotnykh vintovykh zaboynykh dvigateley (mozhet li VZD konkurirovat' s turboburom v zone vysokikh chastot vrashcheniya?) [Technical aspects of creating high-speed screw downhole motors (can a PDM compete with a turbodrill in the zone of high rotational speeds?)]. Bureniye i neft' [Drilling and oil], 2017, no. 2, pp. 22–27. (In Russian).
8. Baldenko D.F., Baldenko F.D., Chaykovskiy G.P. Vintovoy zaboynyy dvigatel' s vrashchayushchimsya statorom. [Screw downhole motor with a rotating stator]. Patent na poleznuyu model' no. 200583, dd. 18.05.2020. (In Russian).
9. Baldenko D.F., Baldenko F.D., Chaykovskiy G.P. Zaboynyy gidravlicheskiy vrashchatel' [Downhole hydraulic rotator]. Patent na poleznuyu model' no. 200831, dd. 06.03.2020. (In Russian).
10. Baldenko D.F., Baldenko F.D., Dvoynikov M.V. Vintovoy zaboynyy dvigatel' [Screw downhole motor]. Patent na poleznuyu model' no. 126747, dd. 16.11.2012. (In Russian).
11. Mal'tsev A.A., Lyagov I.A., Lyagov A.V. Razrabotka innovatsionnoy sistemy radial'nogo bureniya dlya povysheniya nefteotdachi plasta [Development of an innovative system of radial drilling for enhanced oil recovery]. Neft'. Gaz. Novatsii [Oil. Gas. Innovations], 2016, no.11. (In Russian).
12. Selivanov S.M. Bashmak s silovym privodom [Power shoe]. Patent RF no.17053, dd.10.01.2017. (In Russian).
13. Kurochkin B.M., Baldenko D.F., Vlasov A.V. Vintovoy zaboynyy dvigatel' [Downhole screw motor]. Patent RF no. 2232245, dd. 01.04.2003. (In Russian).
14. Krutik E.N., Osipov D.A., Fufachev O.I., Borisov M.S. Udarno-vrashchatel'noye ustroystvo dlya buril'noy kolonny [Percussion-rotary device for the drill string]. Patent na poleznuyu model' no. 172421, dd. 26.04.2017. (In Russian).
15. Simonyants S.L. Bureniye skvazhin gidravlicheskimi zaboynymi dvigatelyami [Well drilling with hydraulic downhole motors]. Moscow, Russian Gubkin State university nefti i gaza (NIU) Publ., 2018. (In Russian).
16. Yao Yan, Baldenko F.D. K voprosu optimizatsii geometricheskikh parametrov tsikloidal'nogo zatsepleniya vintovykh zaboynykh dvigateley [On the issue of optimizing the geometric parameters of the cycloidal gearing of downhole screw motors]. Oborudovaniye i tekhnologii dlya neftegazovogo kompleksa [Equipment and technologies for the oil and gas complex], 2021, no. 6. (In Russian).
17. Baldenko D.F., Baldenko F.D. O vybore profilya zub'yev mekhanicheskikh peredach i gidravlicheskikh dvigateley [On the choice of the profile of the teeth of mechanical transmissions and hydraulic engines]. Bureniye i neft' [Drilling and oil], 2019, no. 3, pp. 3–10. (In Russian).
18. Sheverdyayev O.N., Pyatov I.S., Vrublevskaya Yu.I. Vliyaniye PAV -modifikatora na antifriktsionnyye svoystva elastomernykh materialov na osnove butadiyen-nitril'nykh kauchukov [Influence of a surfactant modifier on the antifriction properties of elastomeric materials based on nitrile rubbers]. Khimicheskaya promyshlennost' [Chemical Industry], 2012, no. 5. (In Russian).
19. VNIIBT-Burovoy instrument, Permneftemashremont [VNIIBT-Drilling Tool, Permneftemashremont] Radius-Servis, Gidrobur-Servis, REAM-RTI, Sokol, NGT. Electronic resources of the firm (In Russian).

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей


    Авторизация


    регистрация

    Балденко Д.Ф.

    Балденко Д.Ф.

    д.т.н., почетный нефтяник, заслуженный изобретатель РФ, советник

    ОАО «НПО Буровая техника»

    Балденко Ф.Д.

    Балденко Ф.Д.

    к.т.н., доцент

    РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина

    Чайковский Г.П.

    Чайковский Г.П.

    к.т.н., генеральный директор, дважды Лауреат Премии Правительства РФ в области науки и техники

    ОАО НПО «Буровая техника»

    Просмотров статьи: 614

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru