Jak sprzęt pływający do cementowania, który można rozwiercać, wpływa na wydajność rozwiercania po cementowaniu

Sprzęt pływający do cementowania, który można rozwiercać, bezpośrednio kontroluje, jak szybko platforma wiertnicza może przewiercić się przez ślad obuwia i wrócić do wiercenia. Po uderzeniu górnego korka wycierającego i osiągnięciu przez zaczyn wstępnego ustawienia, rozwiercalny but pływający, kołnierz pływający i zawór zwrotny wewnątrz śladu obuwia obudowy muszą zostać usunięte podczas następnego biegu świdra. Konstrukcje, które rozwiercają się szybko, w jednym biegu i rozpadają się na małe fragmenty, które cyrkulują czysto, minimalizują czas przestoju i chronią osłonę cementową przed uszkodzeniami udarowymi. Wybór materiału, żeliwo, aluminium, tworzywo termoutwardzalne lub ceramika, określa równowagę między rozwiercalnością a wytrzymałością na ściskanie potrzebną do utrzymania ciśnienia różnicowego podczas umieszczania cementu. Kilka dodatkowych godzin na śladzie obuwia może zniwelować czas zaoszczędzony dzięki szybkiemu biegowi świdra. Ten przewodnik wyjaśnia, czym jest sprzęt pływający do cementowania, który można rozwiercać, dlaczego wydajność rozwiercania ma znaczenie dla ekonomiki odwiertu i jak zaplanować przewidywalne rozwiercanie zgodne z praktyką API Spec 10F.

Czym jest sprzęt pływający do cementowania, który można rozwiercać, i jak działa rozwiercanie

Sprzęt pływający do cementowania, który można rozwiercać, obejmuje but pływający, kołnierz pływający i elementy zaworu pływającego, które pozostają w obudowie po cementowaniu, a następnie są niszczone przez świder. But pływający kieruje obudowę do dna i zazwyczaj przenosi zawór zwrotny; kołnierz pływający jest instalowany od jednego do trzech złączy powyżej buta, zazwyczaj dwóch złączy, i zapewnia drugi punkt uszczelnienia. Odcinek między kołnierzem a butem, znany jako ślad obuwia, zazwyczaj rozciąga się na 20-90 stóp i pozostaje wypełniony cementem po przemieszczeniu. Ponieważ te elementy pozostają w otworze, muszą być wykonane z materiałów, które rozwiercają się przewidywalnie, a nie ze stali, która wymagałaby frezowania.

Producenci budują rozwiercalne korpusy i elementy wewnętrzne z żeliwa, aluminium, tworzyw termoutwardzalnych i kompozytów lub ceramiki. Żeliwo oferuje wysoką wytrzymałość na ściskanie i odporność na erozję, ale rozwierca się wolniej; aluminium rozwierca się szybko i jest powszechnym wyborem do standardowych zastosowań; tworzywa termoutwardzalne i materiały kompozytowe rozwiercają się najszybciej, ale mają niższe limity temperatury i ciśnienia; ceramika jest wybierana głównie tam, gdzie ścierny zaczyn erodowałby miększe siedzenia. Niewiercalny sprzęt stalowy jest zarezerwowany dla przypadków specjalnych, takich jak odcinki, które będą perforowane, lub operacje, które planują frezowanie zamiast wiercenia. Niezależnie od materiału, sprzęt musi niezawodnie uszczelniać podczas umieszczania cementu, a następnie kontrolowanie ulegać awarii pod świdrem.

Rozwiercanie zazwyczaj rozpoczyna się po tym, jak cement osiągnie wystarczającą wytrzymałość na ściskanie. Do otworu wprowadza się świder PDC lub walcowy, najpierw przebija się rozwiercalny kołnierz, następnie but, a na końcu cement w śladzie obuwia jest rozwiercany na krótką odległość, aż do osiągnięcia następnego zaplanowanego punktu. Usunięty materiał cyrkuluje na powierzchnię jako małe fragmenty. Testy wydajności sprzętu pływającego, w tym testy uszczelnienia cieczy i cyklu temperaturowego, są zgodne z API Spec 10F / ISO 10427-2, więc oceny podawane przez dostawcę odzwierciedlają uznany standard branżowy. Faza rozwiercania kończy się, gdy świder minie but, a odwiert jest gotowy do następnego odcinka otworu.

Dlaczego wydajność rozwiercania bezpośrednio wpływa na ekonomię odwiertu

Każda godzina spędzona na rozwiercaniu sprzętu pływającego to czas przestoju: platforma nie wierci, zużywa się świder, a codzienne koszty operacyjne nadal się naliczają. W głębokich lub przybrzeżnych odwiertach ślad obuwia jest stałym punktem w planie odwiertu, więc powolne lub nieprzewidywalne rozwiercanie opóźnia cały harmonogram. Gorsze wyniki obejmują element zaworu, który obraca się ze świdrem, duże fragmenty żeliwa, które są trudne do cyrkulacji, uszkodzoną osłonę cementową, która później nie przechodzi testu ciśnieniowego, oraz dodatkowy wyjazd w celu uruchomienia innego świdra lub frezu. Wpływ finansowy skaluje się wraz z ceną platformy: kołnierz pływający, który rozwierca się w trzydzieści minut, i ten, który wymaga dwóch godzin, różnią się niewiele ceną materiału, ale znacząco kosztem eksploatacji, a różnica mnoży się na platformie lub statku wiertniczym.

Dobrze zaprojektowany system rozwiercalny przyczynia się do wydajności na cztery sposoby:

• Szybsze przenikanie przez ślad obuwia. Wewnętrzne elementy aluminiowe, termoutwardzalne i kompozytowe są zaprojektowane tak, aby rozpadać się pod umiarkowanym naciskiem na świder, skracając czas między uderzeniem korka a wierceniem naprzód.
• Kompatybilność ze świdrami PDC. Wewnętrzne elementy rozwiercalne są formułowane w taki sposób, aby noże PDC mogły je ścinać bez uszkodzeń udarowych, eliminując potrzebę dedykowanego biegu frezującego.
• Małe, lekkie odpady. Kontrolowane fragmentowanie wytwarza cząstki, które łatwo cyrkulują z odwiertu, chroniąc BHA i unikając problemów związanych z odpadami.
• Niezawodne uszczelnienie do punktu rozwiercania. Te same materiały, które szybko się rozwiercają, muszą nadal utrzymywać ciśnienie różnicowe, zazwyczaj 5000-10000 psi, podczas umieszczania cementu, więc wydajność nie jest kupowana kosztem awarii zaworu zwrotnego.

Wydajność rozwiercania wpływa również na ocenę cementu, która następuje później. Czyste rozwiercanie pozostawia osłonę nienaruszoną, dzięki czemu logi wiązania dają wiarygodny obraz cementu za obuwiem; gwałtowne wiercenie lub nadmiernie duże odpady mogą spowodować pęknięcie lub kanałowanie utwardzonego cementu w pobliżu obuwia, dając niejednoznaczne logi i defensywne prace naprawcze, których dane mogą nawet nie uzasadniać. Wybór klasy rozwiercalnej jest zatem kompromisem między dwiema fazami pracy. Miękki materiał rozwierca się szybko, ale musi przetrwać obciążenia hydrostatyczne i udarowe podczas wprowadzania obudowy; twardszy materiał jest bardziej wybaczający w otworze, ale wolniejszy pod świdrem. Inżynierowie rozwiązują konflikt, dopasowując klasę materiału do głębokości odwiertu, temperatury, gęstości zaczynu i zaplanowanego okna rozwiercania, oraz weryfikując ocenę na certyfikacie testowym dostawcy, zamiast zakładać, że jedna klasa pasuje do każdego odwiertu. Gdy odwiert jest później perforowany lub szczelinowany w pobliżu obuwia, stan tej kolumny cementowej określa, czy bariera wytrzyma, więc sprzęt pływający, który rozwierca się czysto, jest warunkiem wstępnym dla obuwia, które można przetestować, zalogować i produkować z pewnością.

Jak zaplanować i wykonać szybkie, niezawodne rozwiercanie

Przewidywalne rozwiercanie jest planowane przed uruchomieniem obudowy, a nie odkrywane po stwardnieniu cementu. Poniższe kroki odpowiadają sekwencji, którą inżynierowie cementowania i zespoły wiertnicze stosują do określania, weryfikowania i rozwiercania sprzętu pływającego.

Dopasuj klasę rozwiercalnego materiału do profilu odwiertu

W przypadku standardowych odwiertów pionowych i skośnych o normalnych temperaturach, wewnętrzne elementy aluminiowe lub z tworzywa termoutwardzalnego rozwiercają się najszybciej i są zazwyczaj wystarczające. Żeliwo jest preferowane tam, gdzie wyższa wytrzymałość mechaniczna, głębsze głębokości osadzania lub ścierne zaczyny uzasadniają wolniejsze rozwiercanie. Potwierdź maksymalną znamionową temperaturę, zazwyczaj 350-400 °F dla standardowych klas, w stosunku do krążącej temperatury dna otworu, ponieważ elementy termoutwardzalne tracą wytrzymałość powyżej swojej oceny. Tam, gdzie operator planuje rozwiercanie za pomocą świdra PDC, wybierz elementy wewnętrzne z udokumentowaną rozwiercalnością PDC; tam, gdzie będzie używany świder walcowy, dopuszczalne są twardsze klasy.

Zweryfikuj oceny ciśnienia, temperatury i połączeń przed pracą

Każdy kołnierz pływający i but pływający powinien być określony dla rozmiaru obudowy, wagi i gwintu, od 4-1/2 cala do 20 cali z połączeniami API LTC, STC, BTC lub premium. Sprawdź, czy znamionowe ciśnienie różnicowe, zazwyczaj 5000 psi lub 10000 psi z opcjami 15000 psi dla pracy HPHT, przekracza najgorsze obciążenie po przemieszczeniu. Poproś o indywidualny zapis testu i potwierdź, że testowanie było zgodne z API Spec 10F / ISO 10427-2. Dostawca powinien również potwierdzić, że rozwiercalny korpus nie zapadnie się pod ciśnieniem hydrostatycznym na głębokości osadzania ani nie odkształci się podczas uruchamiania, wzajemnego ruchu lub obracania obudowy.

Zaprojektuj BHA do rozwiercania i parametry operacyjne

Większość operatorów rozwierca za pomocą tego samego świdra PDC zaplanowanego dla następnego odcinka otworu. Zacznij od zmniejszonych parametrów, zazwyczaj 2000-5000 lbf nacisku na świder i 60-120 obr./min, aż do przebicia rozwiercalnego kołnierza, a następnie znormalizuj parametry przez but i pozostały cement. Obserwuj moment obrotowy i ciśnienie w rurociągu pod kątem sygnatury obracającego się elementu ze świdrem i natychmiast zatrzymaj się, jeśli przenikanie ustanie. Unikaj nadmiernego nacisku na świder na kołnierzu, który może odłamać duże kawałki lub przesunąć zespół na bok w rozmytej dziurze. Bezpieczniej jest utrzymać kontrolowaną prędkość przenikania i pozwolić sitom potwierdzić postęp, niż naciskać na świder i ryzykować zablokowanie przewodu.

Zaplanuj zarządzanie odpadami i czyszczenie otworu

Ponieważ rozwiercalne fragmenty muszą dotrzeć na powierzchnię, zaplanuj cyrkulację z prędkością pierścieniową wystarczającą do transportu największej oczekiwanej cząstki. Zamiatanie pigułek i krótki wyjazd wycierający przed wierceniem naprzód zmniejsza ryzyko osadzania się odpadów wokół BHA. Zbieraj próbki na sitach, aby potwierdzić, że kołnierz pływający i but pływający zostały całkowicie usunięte, i porównaj objętość cyrkulacji z obliczoną objętością śladu obuwia. Potwierdź, że kołnierz pływający jest punktem odniesienia głębokości dla śladu obuwia: gdy świder osiągnie kołnierz, załoga wie dokładnie, ile rozwiercalnego materiału pozostało poniżej.

Sprawdź obsługę, przechowywanie i dokumentację przed uruchomieniem

Element rozwiercalny uszkodzony podczas transportu lub przechowywany na wilgotno może pęknąć pod świdrem lub, co gorsza, przeciekać, gdy powinien uszczelniać. Sprawdź osłony gwintów, stan otworu i ruch zaworu na placu; przechowuj sprzęt pionowo i sucho; i przejrzyj dokumentację jakości producenta, zazwyczaj produkowaną w ramach systemów API Spec Q1 lub ISO 9001, przed złożeniem sprzętu w ciąg. Zapisz numery seryjne, aby wszelkie anomalie rozwiercania można było prześledzić do konkretnego elementu i jego historii testów.

Postępowanie zgodnie z tą sekwencją daje zespołowi wiertniczemu jasne odniesienie do czasu rozwiercania i objętości odpadów, dzięki czemu każde odchylenie od planu jest wykrywane wcześnie, gdy problem jest jeszcze tani do naprawienia.

Często zadawane pytania

Co to jest sprzęt pływający do cementowania, który można rozwiercać?

Sprzęt pływający do cementowania, który można rozwiercać, to buty pływające, kołnierze pływające i zawory pływające zbudowane z materiałów takich jak aluminium, żeliwo, tworzywo termoutwardzalne lub ceramika, które świder może zniszczyć po wykonaniu cementowania. Sprzęt uszczelnia przed cofaniem się cementu podczas umieszczania, a następnie jest rozwiercany, aby odwiert mógł przejść do następnego odcinka otworu.

Jakie materiały są używane do sprzętu pływającego, który można rozwiercać?

Najczęściej stosowane materiały rozwiercalne to aluminium, żeliwo, tworzywa termoutwardzalne i kompozyty oraz ceramika. Wewnętrzne elementy aluminiowe i termoutwardzalne rozwiercają się najszybciej i nadają się do odwiertów o standardowej temperaturze; żeliwo zapewnia wyższą wytrzymałość; ceramika jest odporna na erozję ze strony gęstych lub ściernych zaczynów. Klasa jest dopasowana do wymagań ciśnieniowych, temperaturowych i rozwiercalnych każdego odwiertu.

Jak długo trwa rozwiercanie sprzętu pływającego?

Czas rozwiercania zależy od klasy materiału, liczby zaworów i użytego świdra. Nowoczesne konstrukcje rozwiercalne są zazwyczaj usuwane w ciągu kilku minut do kilku godzin wiercenia i cyrkulacji. Wewnętrzne elementy aluminiowe i kompozytowe rozwiercają się najszybciej, podczas gdy żeliwo zajmuje więcej czasu. Rzeczywisty czas należy porównać z planem, aby problemy były wykrywane wcześnie.

Czy świdry PDC mogą rozwiercać sprzęt pływający, który można rozwiercać?

Tak. Kołnierze pływające i buty pływające, które można rozwiercać, są zaprojektowane w taki sposób, aby noże PDC mogły je ścinać przy kontrolowanym nacisku na świder i prędkości obrotowej. Rozpoczęcie od zmniejszonych parametrów, zazwyczaj kilku tysięcy funtów nacisku i 60-120 obr./min, chroni świder i wytwarza małe fragmenty. W niektórych programach stosuje się również świdry walcowe.

Co się stanie, jeśli sprzętu pływającego nie da się rozwiercić?

Jeśli element się obraca, blokuje świder lub nie można go przebić, zespół wiertniczy może potrzebować zwiększyć nacisk na świder, zmienić na frez lub wykonać dodatkowy wyjazd, co wszystko dodaje czas przestoju. Duże fragmenty, które nie cyrkulują, mogą wymagać dedykowanego biegu czyszczącego. Większość problemów wynika z wyboru materiału, uszkodzonych elementów lub nieprawidłowych parametrów.

Czy rozwiercalność zmniejsza ciśnieniową ocenę sprzętu?

Rozwiercalność i ciśnieniowa ocena są zrównoważone, a nie przeciwstawne. Miękki materiał rozwierca się szybciej, ale zazwyczaj ma niższą ocenę ciśnienia różnicowego, podczas gdy klasy żeliwne i ceramiczne mają wyższe oceny. Kupujący powinni potwierdzić, że znamionowe ciśnienie różnicowe, zazwyczaj 5000-10000 psi, spełnia oczekiwane obciążenie, zamiast zakładać, że miększy materiał oznacza niższą jakość.

Wniosek

Sprzęt pływający do cementowania, który można rozwiercać, znajduje się na styku dwóch faz pracy: musi niezawodnie uszczelniać podczas umieszczania cementu, a następnie szybko znikać pod świdrem. Wybór materiału, zweryfikowane oceny, staranna obsługa i zdyscyplinowana procedura rozwiercania przekształcają ten kompromis w przewidywalny czas przestoju. W przypadku większości odwiertów, wewnętrzne elementy aluminiowe, termoutwardzalne i kompozytowe zapewniają szybkie, jedno-biegowe rozwiercanie za pomocą świdrów PDC, podczas gdy klasy żeliwne i ceramiczne zasługują na swoje miejsce w głębszych, gorętszych lub bardziej ściernych środowiskach. Wspólnym wątkiem jest weryfikacja: oceny ciśnienia i temperatury potwierdzone na podstawie zapisów testów API Spec 10F / ISO 10427-2 oraz zachowanie podczas rozwiercania uzgodnione z dostawcą przed uruchomieniem obudowy. Gdy plan jest jasny, ślad obuwia przestaje być źródłem niepewności. Skontaktuj się z naszymi inżynierami aplikacyjnymi, podając rozmiar obudowy, głębokość i dane dotyczące temperatury, aby potwierdzić odpowiednią klasę rozwiercalną dla Twojej następnej pracy cementowej.