머드 모터의 확장 및 개발 방향

1. 개요

머드 모터는 시추 유체를 동력원으로 사용하는 정용량식 시추공 동력 공구로, 액체의 압력 에너지를 기계 에너지로 변환합니다. 머드 펌프에서 펌핑된 머드가 바이패스 밸브를 통해 모터로 유입되면 모터의 입구와 출구에 일정한 압력 차이가 발생하고, 로터가 스테이터 축을 중심으로 회전하며, 이 속도와 토크가 유니버설 샤프트와 구동축을 통해 드릴에 전달되어 시추 작업을 수행합니다.

석유 시추 작업에서 엔진 역할을 하는 머드 모터는 매우 중요한 역할을 합니다. 머드 모터를 사용하면 시추 속도를 높이고, 왕복 횟수를 줄이며, 목표 지층에 정확하게 도달하고, 조정 제어 시간을 단축할 수 있습니다. 시추 기술의 성숙과 발전에 따라, 비트 근처 측정 시스템, 머드 모터 상태 실시간 모니터링 시스템, 자가 발전식 머드 모터, 그리고 머드 모터를 기반으로 한 트윈 머드 모터 회전 조향 시스템 등이 점차 개발되어 강력한 동력을 바탕으로 머드 모터의 기능을 확장하고 발전시킬 수 있게 되었습니다.

2. 머드 모터 타입 근접 비트 측정 시스템

근접 비트 측정 시스템은 비트에 가장 가까운 위치에서 경사, 온도, 감마 및 회전 속도 데이터를 측정하며, 비트 중량, 토크 및 기타 매개변수를 확장할 수 있습니다. 기존의 근접 비트 측정 시스템은 비트와 머드 모터 사이에 설치되며, 무선 단거리 전송 기술을 사용하여 근접 비트 측정 데이터를 머드 모터 상단에 있는 MWD에 연결된 수신 니플로 전송합니다. 그런 다음 데이터는 MWD를 통해 지면으로 전송되어 검출됩니다.

머드 모터 근접 비트 측정 시스템은 머드 모터 고정자에 감마 및 편차 측정 장치가 내장되어 있으며, FSK 단일 버스 통신을 사용하여 MWD와 데이터를 연결함으로써 통신 신뢰성을 크게 향상시킵니다. 또한, 머드 모터와 드릴 비트 사이에 드릴 칼라가 없으므로 드릴 공구의 지층 경사에 영향을 미치지 않고 드릴 공구 파손 위험을 줄여 시추 안전성을 높입니다. 머드 모터 근접 비트 측정 시스템은 기존 머드 모터의 길이를 변경하지 않고 동적 시추와 근접 비트 측정의 두 가지 기능을 통합하여 이 대형 엔진에 "눈"을 달아 시추 작업에 동력을 공급하고 방향을 제시합니다.

3. 자가 발전식 머드 모터 기술

자가 발전식 머드 모터는 머드 모터 로터의 회전을 이용하여 유연한 샤프트 또는 포크 구조를 통해 로터 회전을 없애고 발전기에 연결하여 전기를 생산합니다. 이를 통해 MWD 무선 드릴링 측정 시스템과 머드 모터 비트 근처 측정 시스템에 전력을 공급할 수 있으므로 배터리 사용으로 인한 낭비와 환경 오염 문제를 해결할 수 있습니다.

4. 머드 모터 상태 실시간 모니터링 시스템

머드 모터의 상태를 실시간으로 모니터링하는 시스템은 머드 모터의 고장 발생 가능성이 높은 부위에 센서를 설치합니다. 예를 들어, 낙하 방지 어셈블리 상단 나사산 부분에 스트레인 게이지를 추가하여 나사산 연결부가 헐거워졌는지 감지할 수 있습니다. 또한, 머드 모터 로터에 타이밍 측정 장치를 설치하여 지하에서 머드 모터가 작동한 총 시간을 계산하고, 사용 시간이 초과되면 적시에 교체할 ​​수 있도록 합니다. 동시에 머드 모터 로터에 속도 측정 센서를, 구동 어셈블리에 토크 및 압력 측정 센서를 설치하여 머드 모터의 작동 상태를 실시간으로 감지함으로써, 지상에서 머드 모터의 작동 상태를 파악하고 머드 모터 및 시추 공정의 최적화 설계를 위한 데이터 자료를 제공할 수 있습니다.