用于泥浆马达的欠固化定子制造技术

一种用于泥浆马达的定子及其制造和使用方法，其中一种这样的方法包括获得具有至少部分由橡胶制成的定子的泥浆马达。至少一部分橡胶被固化至多约90％。该方法还包括将泥浆马达作为钻柱的一部分部署到井中。在将泥浆马达部署到井中之前，橡胶没有进一步固化。该方法还包括使用泥浆马达通过将泥浆泵送通过定子来产生扭矩。产生扭矩。产生扭矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于泥浆马达的欠固化定子
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年12月19日提交的美国专利申请号62/950,469的权益和优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]井下或“泥浆”马达用于钻井组件，例如，在石油和天然气工业中，用于转动钻柱末端的钻头、发电或以其他方式使工具在井筒内旋转。泥浆马达可以由流经钻柱的钻井液(“泥浆”)提供动力。泥浆还用于润滑钻柱，并带走钻柱和井筒壁之间环形空间中的钻屑。因此，除了溶剂和其他液体之外，泥浆可能还包括颗粒物质。同样地，泥浆虽然可用于驱动井下泥浆马达，但对其部件来说却是恶劣的工作环境。
[0004]在这种环境中成功使用的一种泥浆马达是渐进式腔或Moineau型马达。这种类型的泥浆马达通常包括接收在定子孔内的螺旋转子。定子孔通常具有向内延伸的弯曲凸角，与向外延伸的弯曲腔或“室”交替。流体中的压力驱动螺旋转子在定子的孔内旋转。为了适应恶劣的环境，同时避免损坏转子，至少定子的内部可以由相对较软的材料制成，例如橡胶。然而，橡胶容易磨损和破裂，这可能会改变定子的几何形状，降低泥浆马达的效率。因此，通常寻求完全固化和硬化的橡胶来抵抗这种几何形状变化，并在定子的整个生命周期中保持高效率。
[0005]在达到定子寿命周期的终点时，可能必须将钻井组件从井中拉出，并带回地面，以便新的定子(或至少其新的橡胶部件)可以替换磨损的定子。因此，定子磨损是钻井作业非生产时间的来源。

技术实现思路

[0006]本公开的实施例可提供一种用于泥浆马达的定子，该定子包括至少部分由橡胶制成的主体。至少一部分橡胶至多约90％固化。
[0007]本公开的实施例还提供了一种用于制造泥浆马达的定子的方法。该方法包括将橡胶体定位在模具中，使得橡胶体限定螺旋内孔。橡胶体基本上未固化。该方法还可包括在足以使橡胶体的至少一部分固化至多约90％的温度和时间下固化橡胶体，并允许橡胶体冷却以保持橡胶体的至少一部分固化约90％。
[0008]本公开的实施例可进一步提供一种方法，该方法包括获得具有至少部分由橡胶制成的定子的泥浆马达。至少一部分橡胶被固化至多约90％。该方法还包括将泥浆马达作为钻柱的一部分部署到井中。在将泥浆马达部署到井中之前，橡胶没有进一步固化。该方法还包括使用泥浆马达通过将泥浆泵送通过定子来产生扭矩。
[0009]提供本概述以介绍将在下文详细描述中进一步描述的一些概念。该概述不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护的主题的范围。
附图说明
[0010]包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本教导的实施例并且与描述一起用于解释本教导的原理。在图中：
[0011]图1示出了根据一实施例的井场系统的示例。
[0012]图2示出了根据一实施例的泥浆马达的一部分的截面图。
[0013]图3示出了根据一实施例的泥浆马达定子中橡胶的疲劳寿命与固化百分比的关系图。
[0014]图4示出了根据一实施例的泥浆马达的一部分的轴向截面图。
[0015]图5示出了根据一实施例的用于固化定子主体的系统的示意图。
[0016]图6示出了根据一实施例的由橡胶样品的差示扫描量热法(DSC)测试产生的图。
[0017]图7示出了根据一实施例的固化模拟系统的示意图，该固化模拟系统可用于确定例如给定定子的固化时间和温度。
[0018]图8A示出了根据一实施例的用于制造定子的方法的流程图。
[0019]图8B示出了根据一实施例的用于部署包括定子的泥浆马达的方法的流程图。
[0020]图9示出了根据一实施例的计算系统的示意图。
具体实施方式
[0021]现在将对实施例进行详细说明，其示例在附图中说明。在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对本公开的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员来说，显然可以在没有这些具体细节的情况下实施本公开。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、程序、组件、电路和网络，以免不必要地模糊实施例的各个方面。
[0022]还应理解，尽管术语第一、第二等可以在这里用来描述各种元件，但是这些元件不应该被这些术语所限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一对象可以被称为第二对象，并且类似地，第二对象可以被称为第一对象。第一对象和第二对象分别都是对象，但是它们不被认为是同一个对象。
[0023]本公开描述中使用的术语仅用于描述特定实施例，无意限制本公开。如在本公开的说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出。还应该理解，这里使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关列出项目的任何可能组合。还将理解，术语“包括(includes)”、“包括(including)”、“包含(comprises)”和/或“包含(comprising)”在本说明书中使用时，指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。此外，如这里所使用的，根据上下文，术语“如果”可以被解释为表示“当...时”或“在...时”或“响应于确定”或“响应于检测”。
[0024]现在关注根据一些实施例的处理程序、方法、技术和工作流程。这里公开的处理过程、方法、技术和工作流程中的一些操作可以被组合和/或一些操作的顺序可以被改变。
[0025]图1示出了井场系统，其中可使用根据本公开示例的数据。井场可以是陆上的或海上的。在该示例系统中，以众所周知的方式通过旋转钻井在地下地层中形成井眼。钻柱225悬挂在井眼236内，并且具有底部钻具组合(BHA)240，该底部钻具组合包括在其下端的钻头246。地面系统220包括位于井眼236上方的平台和井架组件，该组件包括转盘224、方钻杆
(未示出)、钩221和旋转接头222。钻柱225通过由未示出的装置提供能量的转盘224旋转，转盘224在钻柱225的上端与方钻杆(未示出)接合。钻柱225通过方钻杆(未示出)和允许钻柱225相对于钩221旋转的旋转接头222悬挂在附接到游车(也未示出)的钩221上。众所周知，可以使用顶部驱动系统来代替图1所示的转盘系统。
[0026]在所示示例中，地面系统还包括储存在井场形成的坑231中的钻井液或泥浆232。泵233经由旋转接头222中的端口(未示出)将钻井液输送到钻柱225的内部，使得钻井液如方向箭头234所示通过钻柱225向下流动。钻井液经由钻头246中的端口(未示出)离开钻柱，然后通过钻柱225的外侧和井眼236的壁之间的环形区域向上循环，如方向箭头235和235A所示。以这种方式，钻井液润滑钻头246，并在返回到井坑231进行再循环时将地层切屑带到地面。
[0027]所示实施例的BHA 240可包括随钻测量(MWD)工具241、随钻测井(LWD)工具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于泥浆马达的定子，该定子包括至少部分由橡胶制成的主体，其中至少一部分橡胶至多约90％被固化。2.根据权利要求1所述的定子，其中，所述橡胶限定了固化梯度，使得所述橡胶在其外表面被更多地固化而在其内表面被更少地固化，所述内表面限定了穿过所述主体的孔，其中，至多约90％固化的橡胶的至少一部分包括所述内表面。3.根据权利要求2所述的定子，其中，所述外表面被配置为与泥浆马达的管接合，其中所述内表面被配置为与转子配合，并且其中所述孔被配置为接收通过其的钻井液。4.根据权利要求1所述的定子，其中，所述橡胶的至少一部分至多70％被固化。5.根据权利要求1所述的定子，其中，所述橡胶的至少一部分在大约50％固化和大约90％固化之间。6.根据权利要求1所述的定子，其中，所述主体限定了包括交替的凸角和室的螺旋内孔，其中，所述主体的径向厚度在凸角处比在室处更大，并且其中在凸角处形成内表面的橡胶比在室处形成内表面的橡胶固化程度低。7.根据权利要求6所述的定子，其中，至多约90％固化的橡胶的至少一部分位于凸角处的内表面处，而不位于室处的内表面处。8.一种泥浆马达，包括权利要求1的定子和延伸穿过定子的转子。9.一种用于制造泥浆马达的定子的方法，该方法包括:将橡胶体定位在模具中，使得橡胶体限定螺旋内孔，其中橡胶体基本上未固化；和在足以使至少一部分橡胶体固化至多约90％的温度和时间下固化橡胶体；和允许橡胶体冷却，以保持橡胶体的至少一部分约90％固化。10.根据权利要求9所述的方法，其中，在固化之后，橡胶体在其内孔处比在其外表面处的固化程度低。11.根据权利要求10所述的方法，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：A科利什金，L郭，Y刘，M阿玛兰特，
申请(专利权)人：斯伦贝谢技术有限公司，
类型：发明
国别省市：