Cuscinetto del motorino fango

Gruppo cuscinetto del motore downhole viene utilizzato per trasmettere la forza dinamica di rotazione del motore alla punta, nel frattempo per sopportare il carico assiale e radiale dal peso di perforazione. All'interno del complessivo cuscinetto, Monton utilizza un cuscinetto radiale TC e cuscinetti reggispinta impilati. I cuscinetti reggispinta supportano la forza verso il basso derivante dal "peso sulla punta" (WOB) e i carichi derivanti dalla combinazione di spinta idraulica e carichi di peso dei componenti interni.Monton fornisce diversi gruppi di cuscinetti, progettati per soddisfare i diversi requisiti del settore della perforazione.

Cuscinetto radiale del motorino fango

 Un gruppo di cuscinetto per motore fango, comprendente:un alloggiamento fisso avente una superficie di parete interna che definisce un foro interno; un albero di azionamento girevole che si estende attraverso il foro interno dell'alloggiamento fisso, l'albero motore ruotabile avente un albero motore tubolare con un diametro esterno uniforme che termina in corrispondenza di una sezione di uscita con un diametro esterno allargato, l'albero motore ruotabile comprendendo un foro interno per il passaggio di un fluido di perforazione; una sezione di cuscinetto che porta un carico radiale e un carico assiale, la sezione di cuscinetto comprendendo almeno una coppia di anelli di cuscinetto fissi ed almeno una coppia di anelli di cuscinetto rotanti in una disposizione impilata, ciascuno degli anelli di cuscinetto fissi avendo una periferia interna ed una periferia esterna, La periferia esterna di ciascuno degli anelli di supporto fissi operativamente impegnati alla parete interna dell'alloggiamento fisso, la periferia interna di ciascuno degli anelli di supporto fissi comprendendo una sporgenza, ciascuno degli anelli di supporto rotanti avendo una periferia interna ed una periferia esterna, la periferia interna di ciascuno degli anelli di cuscinetto rotanti operativamente impegnati all'albero di trasmissione tubolare, la periferia esterna di ciascuno degli anelli di cuscinetto rotanti comprendendo una sporgenza, le sporgenze della coppia di anelli di appoggio fissi formanti un incavo che alloggia la sporgenza di uno della coppia di anelli di appoggio rotanti in impegno di scorrimento; in cui la disposizione impilata si alterna tra anelli di appoggio fissi almeno parzialmente sovrapposti e anelli di appoggio rotanti.  

Cuscinetti del motorino fango

I cuscinetti del motore fango, o cuscinetti a sfere, sono stati utilizzati convenzionalmente per reagire carichi di spinta, o assiali, nei motori fango a foro basso. Quando nell'applicazione vengono utilizzate sezioni di potenza a basso regime, tali cuscinetti garantiscono una durata e un'affidabilità sufficienti. Tuttavia, la fatica dei componenti del cuscinetto provoca una diminuzione lineare della vita all'aumentare della velocità. Questa fatica rende i cuscinetti a sfere inadatti per i motori ad alto regime. La pratica tecnica standard prevede che i cuscinetti a sfere siano specificati in base alla durata L10 o che il numero di giri che un gruppo di cuscinetti identici dovrebbe sostenere prima che il 10% di guasto si guasti. Poiché i giri sono correlati alla velocità, i cuscinetti che funzionano in un motore a velocità più elevata si guastano prima di quelli che funzionano in un motore a bassa velocità, ad esempio si potrebbe prevedere una riduzione del 90% della durata dei cuscinetti se la velocità è stata aumentata da 100 a 1000 giri/min. Oltre alla durata, le perdite di attrito e di potenza sono spesso di interesse nella perforazione. I cuscinetti a sfere sono indicati come cuscinetti senza attrito a causa della natura di rotolamento degli elementi, tuttavia in pratica si verificano perdite di attrito dovute alla resistenza al rotolamento e allo scorrimento. Un'approssimazione dell'ordine di grandezza del coefficiente di attrito (cof) per un cuscinetto a contatto angolare operante in condizioni di lubrificante non abrasivo ideali è 0.0032.1 nel fango di perforazione, si può ipotizzare che il cof sia significativamente più alto.

Gruppo cuscinetto

La funzione del gruppo cuscinetto in un motore di perforazione a spostamento positivo è di sostenere il carico assiale (tipicamente il peso sulla punta) e centralizzare e sostenere il carico laterale sull'albero di trasmissione del motore. I gruppi cuscinetti utilizzati nei motori di perforazione sono stati sviluppati per l'uso in diverse applicazioni con alcune configurazioni di motore che offrono una scelta di opzioni di tipo con cuscinetti assiali. Tutti i cuscinetti MONTON sono lubrificati a fluido e ottimizzati per applicazioni di perforazione specifiche.

Cuscinetto a sfere il complessivo cuscinetto a sfere Ultra è stato migliorato nel corso degli anni e si adatta alla maggior parte delle applicazioni di perforazione. Questi cuscinetti sono utilizzati su varie sezioni di potenza in cui sono richiesti un peso moderato sulla punta e una coppia di foratura. Con l'introduzione di motori di perforazione Ultra ad alta potenza con una maggiore potenza di coppia, i cuscinetti a sfere sono stati continuamente migliorati per la gestione.

Il complessivo cuscinetto a sfere è il cuscinetto ideale per molte applicazioni, poiché i moderni design di punte PDC richiedono una coppia più elevata, disponibile dalle sezioni di potenza di perforazione odierne. Questo gruppo cuscinetto è adatto per le applicazioni più impegnative che utilizzano motori a bassa o media velocità, dove l'obiettivo è aumentare le prestazioni di perforazione mediante l'azionamento di una maggiore coppia alla punta.

I complessivi cuscinetti a sfere Extreme™ da 6 ¾ in. Sono stati sviluppati per massimizzare le prestazioni e l'affidabilità in ambienti di perforazione difficili e sono riservati all'uso esclusivo con i motori estremi. Inoltre, caratterizzato da un diametro interno aumentato, questo tipo di cuscinetto consente un cambio graduale della capacità di coppia dell'albero di trasmissione del motore, necessario per garantire un'erogazione affidabile della coppia massiccia generata dalla sezione di potenza estrema.

Sottogruppo cuscinetto

Il complessivo secondario del cuscinetto trasmette la coppia e la velocità del rotore, nonché il carico di compressione dal complessivo foro inferiore (BHA). I componenti principali del complessivo cuscinetto sono l'albero di trasmissione, l'alloggiamento cuscinetto, i cuscinetti radiali e i cuscinetti assiali.

I cuscinetti assiali sono un design a sfera e pista impilato che offre prestazioni durature nel foro inferiore mantenendo al contempo la facilità di riparazione. Il complessivo cuscinetto è inoltre un design lubrificato a fango in cui il fluido di perforazione fornisce lubrificazione sia ai cuscinetti radiali che assiali durante la perforazione. Un vantaggio della lubrificazione a fango è che vi sono limitazioni minime sulla caduta di pressione della punta rispetto al complessivo cuscinetto sigillato. La caduta di pressione della punta può essere massimizzata per una velocità di penetrazione ottimale senza compromettere la durata del sottogruppo del cuscinetto. Inoltre, poiché i sottogruppi di cuscinetti lubrificati con fango non contengono guarnizioni elastomeriche, essi possono essere eseguiti nelle temperature di perforazione più alte e in fluidi di perforazione altamente aromatici senza timore di degradazione. Gli alloggiamenti dei cuscinetti sono disponibili con un diametro esterno filettato per stabilizzatori avvitati per utensili di dimensioni con un diametro esterno superiore a 5". Questa opzione consente di modificare gli stabilizzatori sul campo.

Monton offre due opzioni di montaggio dei cuscinetti: M1 e M2.

Sottogruppo cuscinetto M1

Il sottogruppo di cuscinetti lubrificati a fango di prima generazione è un design collaudato sul campo che è stato implementato nella maggior parte delle applicazioni di perforazione. Il modello M1 è ideale per il funzionamento con sezioni di potenza Flex Drill.

GRUPPO cuscinetto M2

Il sottogruppo di cuscinetti ad alte prestazioni G2 (seconda generazione) è progettato per gli ambienti di perforazione più difficili di oggi. Grazie al design migliorato dei cuscinetti radiali e assiali, il sottogruppo M2 è in grado di gestire la coppia più elevata associata alle sezioni di potenza HR o Siro Star. I cuscinetti radiali migliorati garantiscono una maggiore durata nelle applicazioni con gamba dogmuta elevata. Un sottogruppo di cuscinetti M2 a punta corta è disponibile in dimensioni limitate.

Sezione cuscinetto

La sezione del cuscinetto costituisce la metà inferiore del motore. È composto da un albero motore supportato da una serie di cuscinetti radiali e reggispinta. La sezione cuscinetto controlla l'energia meccanica fornita dalla sezione di potenza all'albero di trasmissione. L'albero di trasmissione trasferisce questa energia alla punta attraverso la scatola di punte. I parametri di perforazione, come il peso sulla punta (WOB), la velocità di circolazione e la pressione differenziale della punta, influiscono direttamente sulla sezione del cuscinetto.

La sezione cuscinetto Monton è a cuscinetto aperto (ovvero i cuscinetti sono lubrificati dal fluido di perforazione). Monton utilizza un design a più sfere e anelli impilati per i cuscinetti reggispinta (vedere la Figura 5). Un sistema a cuscinetto aperto offre il vantaggio di consentire pressioni differenziali più elevate attraverso la punta da trapano rispetto a una disposizione a cuscinetto sigillato tradizionale.

I cuscinetti reggispinta supportano la forza verso il basso risultante dall' Peso sulla punta da trapano (WOB)

e i carichi provenienti dalla spinta idrostatica combinata e dal peso dei componenti interni del motore. I cuscinetti radiali supportano i carichi laterali sull'albero di trasmissione e aiutano a regolare il flusso del fluido di perforazione attraverso il complessivo cuscinetto. Parte del fluido di perforazione viene deviata per raffreddare e lubrificare i cuscinetti. Monton utilizza cuscinetti radiali con inserti in carburo di tungsteno integrati in una matrice in carburo di tungsteno per la massima resistenza all'usura da carichi laterali.

Sul processo di riprogettazione  

Appositamente progettati per fornire un eccellente supporto del carico radiale per motori sigillati e per motori a fango, i cuscinetti radiali in carburo di tungsteno Monton sono realizzati utilizzando un esclusivo processo di sinterizzazione a microonde (con una durezza di 1 600 Vickers) rispetto alla sinterizzazione tradizionale tipica (con una durezza di 1 000 Vickers). Ciò si traduce in un'elevata durezza di 92 HRA per un'eccellente resistenza all'usura e una maggiore durata.

Per migliorare significativamente le prestazioni e l'affidabilità dei cuscinetti, i tecnici Monton hanno utilizzato strumenti di progettazione e simulazione proprietari Monton per:

• definire con precisione il comportamento di un gruppo di cuscinetti

• riprogettare il cuscinetto per ridurre al minimo le sollecitazioni e ottimizzare il carico capacità di trasporto

• testare nuovi progetti e materiali. Con il banco di prova virtuale Monton, gli ingegneri sono stati in grado di identificare e correggere il problema degli anelli rotti e delle sfere tranciate, due problemi comuni con questi cuscinetti

Soluzioni di tenuta downhole

Monton ha design di tenuta innovativi e materiali di qualità per guarnizioni rotanti downhole esposte ad alta pressione. La guarnizione Monton Teflathene incorpora un anello di tenuta in PTFE a basso attrito fissato a un corpo in gomma. La guarnizione DM2 in gomma separa il fango di deriva dai lubrificanti presenti nei cuscinetti del motore a fango lubrificati a olio. Gli utensili per il montaggio del foro inferiore (BHA), quali urti e vasi, richiedono guarnizioni per proteggere l'impianto idraulico dell'utensile dalle muffe abrasive e dai tagli nel foro. Gli utensili di misurazione durante la foratura (MWD) talvolta richiedono soluzioni di tenuta ad alta temperatura. Monton ha sviluppato una linea completa di guarnizioni collaudate sul campo per lavorare in questo ambiente impegnativo, compresa una guarnizione in grado di resistere fino a 315 °C (600 °F).

Come funziona il nuovo cuscinetto

Il cuscinetto tipico del motore per fango contiene da 8 a 12 file per ottimizzare la progettazione. Quando il cuscinetto è nuovo, la maggior parte del carico viene accolto dalle prime quattro o cinque file . Quando ogni fila inizia ad usurarsi, il carico viene spostato alla fila successiva e alla fila successiva fino a quando tutte le file non vengono usurate in modo uniforme. Quindi, il carico viene riportato alla prima riga e il processo viene ripetuto.

Questo design esclusivo consente al cuscinetto di durare notevolmente più a lungo rispetto ai precedenti design dei cuscinetti.

Caratteristiche del prodotto

• acciaio speciale per tutti i componenti dei cuscinetti

• cuscinetto a complemento completo

• anelli di precisione abbinati

• esclusivo design dei cuscinetti per supportare carichi di perforazione assiali pesanti

Vantaggi per il cliente

• migliore resistenza all'usura

• maggiore capacità di carico

• distribuzione del carico ottimizzata

• maggiore robustezza

• maggiore affidabilità

• Design personalizzato

Applicazione:

Motore di perforazione dell'olio

Motore foro inferiore

Pompa elettrica sommersa

Durata dei cuscinetti:

300 ore

Clienti principali:

Società petrolifera come: SLB, Halliburton e GE

Applicazione principale:

Motore downhole o motore di perforazione

Elenco dimensioni già prodotto: