Cojinete del motor de barro

Montaje de rodamiento del motor de perforación descendente se utiliza para transmitir fuerza dinámica rotativa del motor a la broca, mientras que para soportar la carga axial y radial del peso de perforación. En el interior del conjunto del cojinete, Monton utiliza un cojinete radial TC y cojinetes de empuje apilados. Los rodamientos de empuje soportan la fuerza descendente resultante del "peso sobre la broca" (WOB) y las cargas de la combinación de cargas de empuje hidráulico y de peso de componentes internos.Monton proporciona diferentes conjuntos de rodamientos, diseñados para satisfacer las diversas necesidades de la industria de perforación.

Rodamiento radial del motor de barro

 Un conjunto de rodamiento de motor de barro, que comprende: Un alojamiento fijo con una superficie de pared interior que define un diámetro interior; un árbol motor giratorio que se extiende a través del diámetro interior del alojamiento fijo, el eje de accionamiento giratorio que tiene un eje de accionamiento tubular con un diámetro exterior uniforme que termina en una sección de salida con un diámetro exterior ampliado, el eje de accionamiento giratorio que incluye un orificio interior para el paso de un fluido de perforación; una sección de cojinete que lleva una carga radial y una carga axial, la sección del cojinete que incluye al menos un par de anillos de cojinete estacionarios y al menos un par de anillos de cojinete giratorios en disposición apilada, cada uno de los anillos de cojinete estacionarios que tienen una periferia interior y una periferia exterior, La periferia exterior de cada uno de los anillos de rodamiento estacionarios se acopla operativamente a la pared interior de la carcasa estacionaria, la periferia interior de cada uno de los anillos de rodamiento estacionarios incluyendo una proyección, cada uno de los anillos de rodamiento giratorios teniendo una periferia interior y una periferia exterior, la periferia interior de cada uno de los anillos de rodamiento giratorios acoplados operativamente al eje de accionamiento tubular, la periferia exterior de cada uno de los anillos de rodamiento giratorios incluyendo una proyección, las proyecciones del par de anillos de cojinete estacionarios que forman un hueco que acomoda la proyección de uno de los pares de anillos de cojinete giratorios en el acoplamiento deslizante; en donde la disposición apilada alterna entre al menos parcialmente superpuestos anillos de cojinete estacionario y anillos de cojinete giratorios.  

Rodamientos del motor de barro

Los cojinetes de motor de barro, o cojinetes de bolas han sido utilizados convencionalmente para reaccionar cargas axiales o de empuje en motores de lodo de agujero inferior. Cuando se utilizan secciones de potencia de baja velocidad en la aplicación, tales cojinetes proporcionan una vida útil y fiabilidad suficientes. Sin embargo, la fatiga de los componentes del cojinete hace que la vida disminuya linealmente a medida que aumenta la velocidad. Esta fatiga hace que los rodamientos de bolas no sean adecuados para motores de altas rpm. La práctica de ingeniería estándar dicta que los rodamientos de bolas se especifican de acuerdo con la vida útil de L10, o el número de revoluciones que se espera que un grupo de rodamientos idénticos sostenga antes de que falle el 10%. Como las revoluciones están relacionadas con la velocidad, los cojinetes que funcionan en un motor de mayor velocidad fallarán antes que los que funcionan en un motor de baja velocidad, por ejemplo, podría esperarse una reducción del 90% en la vida útil del cojinete si la velocidad se aumentara de 100 a 1000 rpm. Además de la vida, la fricción y las pérdidas de potencia son a menudo de interés en la perforación. Los rodamientos de bolas se denominan rodamientos sin fricción debido a la naturaleza de rodamiento de los elementos, sin embargo en la práctica existen pérdidas por fricción debido a la resistencia a la rodadura y al deslizamiento. Una aproximación de orden de magnitud del coeficiente de fricción (COF) para un rodamiento de contacto angular que opera en condiciones ideales de lubricante no abrasivo es de 0.0032.1 en el lodo de perforación, el COF puede ser supuesto para ser significativamente más alto.

Conjunto de cojinete

La función del conjunto de cojinete en un motor de perforación de desplazamiento positivo es soportar la carga axial (normalmente el peso sobre la broca) y centralizar y soportar la carga lateral en el eje de transmisión del motor. Los conjuntos de cojinetes utilizados en los motores de perforación se han desarrollado para su uso en diferentes aplicaciones con ciertas configuraciones de motor que ofrecen una selección de opciones de tipo de cojinete axial. Todos los rodamientos MONTON están lubricados con fluido y optimizados para aplicaciones de perforación específicas.

Rodamiento de bolas el conjunto de rodamiento de bolas Ultra se ha mejorado a lo largo de los años y se adapta a la mayoría de las aplicaciones de perforación. Estos cojinetes se utilizan en varias secciones de potencia donde se requiere un peso moderado en la broca y un par de perforación. Con la introducción de motores de perforación Ultra de alta potencia con una mayor potencia de par, los cojinetes de bolas se han mejorado continuamente para manejarlos.

El conjunto de rodamiento de bolas es el rodamiento elegido para muchas aplicaciones, ya que los diseños modernos de puntas PDC exigen un par mayor, disponible en las secciones de potencia de perforación actuales. Este conjunto de cojinetes es adecuado para aplicaciones más exigentes que utilizan motores de velocidad baja o media, donde el objetivo es aumentar el rendimiento de perforación al impulsar más par a la broca.

Los conjuntos de cojinetes de bolas Extreme™ de 6 ¾ in. Se han desarrollado para maximizar el rendimiento y la fiabilidad en entornos de perforación difíciles y están reservados para uso exclusivo con motores extremos. Además, con un mayor diámetro interno, este tipo de cojinete permite un cambio gradual en la capacidad de par del árbol de transmisión del motor, lo que garantiza una entrega fiable del par masivo generado por la sección de potencia extrema.

Subconjunto de cojinete

El subconjunto del cojinete transmite el par y la velocidad del rotor, así como la carga de compresión del conjunto del orificio inferior (BHA). Los componentes principales del conjunto del cojinete son el árbol de transmisión, el alojamiento del cojinete, los cojinetes radiales y los cojinetes axiales.

Los cojinetes axiales son un diseño de bola y carrera apilada que proporciona un rendimiento duradero en el agujero inferior al tiempo que mantiene la facilidad de reparación. El conjunto de cojinetes es también un diseño lubricado con barro en el que el fluido de perforación proporciona lubricación tanto a los cojinetes radial como axial mientras se realiza la perforación. Una ventaja de la lubricación por barro es que hay limitaciones mínimas en la caída de presión de la broca en comparación con el conjunto de cojinetes sellados. La caída de presión de la broca se puede maximizar para obtener una tasa de penetración óptima sin afectar negativamente a la vida útil del subconjunto del cojinete. Además, debido a que los conjuntos de cojinetes de subs lubricados con barro no contienen ningún sello elastomérico, pueden funcionar en las temperaturas más altas de los agujeros y en fluidos de perforación altamente aromáticos sin temor a la degradación. Los alojamientos de los cojinetes están disponibles con un diámetro exterior roscado para estabilizadores roscados para tamaños de herramienta con un diámetro exterior superior a 5". Esta opción permite cambiar los estabilizadores en el campo.

Monton ofrece dos opciones de montaje de cojinetes: M1 y M2.

M1 subconjunto de marcación

El subconjunto de cojinetes lubricado con barro de primera generación es un diseño probado en campo que se ha desplegado en la mayoría de las aplicaciones de perforación. El M1 es ideal para funcionar con secciones de potencia Flex Drill.

m2 conjunto de cojinete

El subconjunto de cojinetes de rendimiento G2 (segunda generación), diseñado para los entornos de perforación más duros de hoy en día. Con un diseño de rodamiento radial y axial mejorado, el subconjunto M2 puede manejar el par más alto asociado con las secciones de potencia HR o Siro Star. Sus cojinetes radiales mejorados proporcionan una mayor durabilidad en aplicaciones de pata de perrito alta. Un subconjunto de cojinete corto de punta a curva M2 está disponible en tamaños limitados.

Sección de cojinete

La sección de cojinetes constituye la mitad inferior del motor. Se compone de un eje de accionamiento que está soportado por una serie de cojinetes radiales y de empuje. La sección de rodamientos es la que controla la energía mecánica suministrada por la sección de potencia al eje de accionamiento. El eje de transmisión transfiere esta energía a la broca a través de la caja de puntas. Los parámetros de perforación, como el peso en bit (WOB), la velocidad de circulación y la presión diferencial de bit afectan directamente a la sección de marcación.

La sección del cojinete Monton es un diseño de cojinete abierto (es decir, los cojinetes se lubrican con el fluido de perforación). Monton utiliza un diseño de bolas y carreras múltiples apiladas para los cojinetes de empuje (ver Figura 5). Un sistema de rodamientos abiertos ofrece la ventaja de permitir presiones diferenciales más altas en la broca sobre una disposición de rodamientos sellada tradicional.

Los cojinetes de empuje soportan la fuerza descendente resultante del Peso de la broca (WOB)

y las cargas del empuje hidrostático combinado y el peso de los componentes internos del motor. Los cojinetes radiales soportan las cargas laterales en el eje de accionamiento y ayudan a regular el flujo de fluido de perforación a través del conjunto de cojinete. Parte del fluido de perforación se desvía para enfriar y lubricar los rodamientos. Monton utiliza cojinetes radiales con insertos de baldosas de carburo de tungsteno que están integrados en una matriz de carburo de tungsteno para una máxima resistencia al desgaste de las cargas laterales.

Sobre el proceso de rediseño  

Especialmente diseñado para proporcionar un excelente soporte de carga radial para motores sellados y de barro, los cojinetes radiales de carburo de tungsteno Monton se hacen utilizando un proceso de sinterización por microondas único (que resulta en una dureza de 1 600 Vickers) en comparación con el sinterizado convencional típico (con una dureza de 1 000 Vickers). Esto da como resultado una alta dureza de 92 HRA para una excelente resistencia al desgaste y una mayor vida útil.

Para mejorar significativamente el rendimiento y la fiabilidad de los rodamientos, los ingenieros de Monton utilizaron herramientas de diseño y simulación propias de Monton para:

• definir con precisión el comportamiento de una pila de rodamientos

• rediseñar el rodamiento para minimizar las tensiones y optimizar la carga capacidad de transporte

• probar nuevos diseños y materiales. Con el equipo de pruebas virtual Monton, los ingenieros pudieron identificar y corregir el problema de los anillos agrietados y las bolas de las ovejas - dos problemas comunes con estos cojinetes

Soluciones de sellado para agujeros

Monton tiene diseños de sellos innovadores y materiales de calidad para sellos giratorios de agujero inferior expuestos a alta presión. El sello Monton Tefflathene incorpora un anillo de sellado PTFE de baja fricción pegado a un cuerpo de caucho. La junta DM2 de goma separa el barro que se deriva de los lubricantes de los cojinetes del motor de barro lubricados con aceite. Las herramientas de montaje del orificio inferior (BHA), como los golpes y los tarros, requieren juntas para proteger el sistema hidráulico de la herramienta de los lodos de perforación abrasivos y los cortes en el orificio. Las herramientas de medición durante la perforación (MWD) a veces requieren soluciones de sellado a alta temperatura.Monton ha desarrollado una línea completa de sellos probados en campo para trabajar en este exigente entorno, incluyendo un sello capaz de soportar hasta 315 °C (600 °F).

Cómo funciona el nuevo rodamiento

El rodamiento típico del motor de barro contiene entre 8 y 12 hileras para la optimización del diseño. Cuando el cojinete es nuevo, la mayor parte de la carga se aloja en las primeras cuatro o cinco filas . A medida que cada hilera comienza a desgastarse, la carga se desplaza a la siguiente hilera y a la siguiente hasta que todas las hileras se desgasten por igual. A continuación, la carga se desplaza de nuevo a la primera fila y el proceso se repite.

Este diseño único permite que el cojinete dure mucho más que los diseños de cojinete anteriores.

Características del producto

• Acero especial para todos los componentes del rodamiento

• rodamiento de complemento completo

• Anillos de precisión

• Diseño de rodamientos único para soportar cargas de perforación axial pesadas

Ventajas para el cliente

• mayor resistencia al desgaste

• mayor capacidad de carga

• distribución optimizada de la carga

• mayor robustez

• mayor fiabilidad

• Diseño personalizado

Aplicación:

Motor de perforación de aceite

Motor de orificio inferior

Bomba eléctrica sumergible

Vida útil del cojinete:

300hours

Principales clientes:

Compañía petrolera como: SLB, Halliburton y GE

Aplicación principal:

Motor de perforación o motor de perforación

Lista de tamaños que ya hemos producido: