Głowica osłony o średnicy 13-5/8 cala i ciśnieniu 5000 psi przykręcona do szpuli osłony o ciśnieniu 10 000 psi to niedopasowanie, które pojawia się podczas pierwszej próby ciśnieniowej, a nie w katalogu. Właśnie tam zaczyna się większość problemów z głowicą odwiertu: na powierzchni kołnierza, gdzie łączono części o różnych wartościach znamionowych, klasach materiałów lub zakresach temperatur, zakładając, że będą pasować.
Konwencjonalne systemy głowic odwiertów są nadal właściwym rozwiązaniem w przypadku większości studni lądowych, remontów i platform płytkowodnych. Ich siłą jest modułowość. Każda bariera ciśnieniowa jest oddzielnym, niezależnie ocenianym i niezależnie wymiennym komponentem, zatem stos można określić etapowo, w miarę wiercenia i naprawy odwiertu pojedynczo.
Kosztem tej elastyczności jest wzrost, masa, większa średnica kołnierza i większa liczba potencjalnych dróg wycieku. Poniżej opisano, jak zbudowany jest system, jak go określić oraz gdzie wygrywa, a gdzie przegrywa w porównaniu z kompaktową głowicą odwiertu.
Co liczy się jako konwencjonalny system głowicy odwiertu
Konwencjonalny system głowicy odwiertu to stos oddzielnych, skręconych ze sobą elementów znajdujących się pod ciśnieniem — głowicy obudowy, jednej lub więcej szpul obudowy, szpuli głowicy rurowej i choinki — każdy z własnym ciśnieniem znamionowym API 6A, klasą temperaturową i klasą materiału.
Termin ten oddziela tę architekturę od zwartej lub jednoodwiertowej głowicy odwiertu, w której te same bariery są obrabiane w mniejszą liczbę większych korpusów. W konwencjonalnym stosie każdy element jest zbudowany wokół obudowy lub przewodu, który podtrzymuje i uszczelnia, dzięki czemu zespół zachowuje się jak system: ciśnienie robocze jest ustalane przez najsłabsze ogniwo, a nie przez najmocniejszą część.
| Komponent | Rola w stosie | Określ według |
|---|---|---|
| Głowica obudowy | Ląduje i uszczelnia obudowę powierzchniową oraz przenosi wszystko przykręcone nad nią | Rozmiar i waga obudowy, rozmiar i moc górnego kołnierza, wyloty |
| Wieszak na obudowę | Podtrzymuje kolejny sznurek osłonowy i uszczelnia pierścień pomiędzy sznurkami | Typ ślizgowy lub trzpieniowy, nośność, materiał uszczelnienia |
| Szpula obudowy | Dodaje jedną barierę i jedno wyjście na sznurek w miarę pogłębiania się studni | Liczba szpul, średnica otworu, układ wylotu, zwiększenie wartości znamionowej |
| Szpula z głowicą rurkową | Przesuwa stos od wiercenia do zakończenia i podtrzymuje wieszak | Zakończenie pojedyncze lub podwójne, prześwit ESP, wyloty |
| Wieszak na rurkę | Zawiesza rurkę produkcyjną i uszczelnia pierścień łączący rurkę z głowicą | Typ trzpieniowy lub ślizgowy, uszczelka elastomerowa lub metalowa, wariant ESP |
| Choinka | Kontrola ciśnienia końcowego: zawory główne, skrzydełkowe i wymazowe oraz dławik | Układ zaworów, typ dławika, wartość znamionowa, materiał wykończenia |
Jak budowany jest stos, etap po etapie
Konwencjonalne systemy głowic odwiertów są montowane w kolejności wiercenia odwiertu, a każda nowa szpula powinna mieć co najmniej taką samą wysokość jak ta znajdująca się pod nią. Każdy inny rozkaz tworzy barierę słabszą niż studnia, którą ma kontrolować.
Głowica obudowy i jej wieszak
Głowica obudowy jest kotwicą zespołu: ląduje na obudowie powierzchniowej, unosi wszystko przykręcone nad nią i zapewnia pierwsze wyjścia dla powrotów, monitoringu lub linii dławiącej. Otwór powierzchniowy zwykle zaczyna się od korpusu o średnicy 13-3/8 cala lub 20 cali i ciśnieniu znamionowym od 2000 do 5000 psi, a ciśnienie wzrasta do 10 000 psi w przypadku programów głębszych lub wyższych ciśnień. Znajdujący się w nim wieszak albo wsuwa się na obudowę podczas jej opuszczania, albo jest typu trzpieniowego wykonanego na sznurku; wieszaki ślizgowe pasują do strun, które muszą być przecięte i wyładowywane, natomiast wieszaki trzpieniowe zapewniają bardziej kontrolowane uszczelnienie tam, gdzie integralność ciśnienia ma większe znaczenie niż prędkość działania.
Głowica obudowy Csg do zespołów głowicy obudowy studni Wpis dotyczący produktu głowicy obudowy Csg pod zespołami głowicy obudowy głowicy odwiertu; przydatne do identyfikacji i dociekania, podczas gdy pobliski tekst omawia kotwiczenie, wieszaki i ułożone w stos bariery ciśnieniowe. Zobacz produkt → Szpule osłonowe i wzrost ciśnienia
Każda przykręcona szpula dodaje jedną barierę i jeden wylot, dzięki czemu stos rośnie wraz ze studnią. Sekwencja lądów może obejmować głowicę rurową o średnicy 13-5/8 cala i ciśnieniu 5000 psi, szpulę o średnicy 11 cali i 10 000 psi, a następnie głowicę rurową o średnicy 7-1/16 cala i ciśnieniu 15 000 psi, ale kolejność jest zgodna z programem osłony, a nie z katalogiem. Przed wywierceniem kolejnej części otworu każdy stopień jest zwykle poddawany próbie płaszczowej przy 1,5-krotności znamionowego ciśnienia roboczego, a karta testowa znajduje się w aktach odwiertu wraz z certyfikatami materiałowymi.
Konwencjonalne a kompaktowe: wybieranie na liczbach rzeczywistych
Konwencjonalne stosy kosztują mniej w przeliczeniu na element i można je naprawiać na miejscu, podczas gdy kompaktowe głowice odwiertów oszczędzają czas platformy i miejsce na pokładzie. To, który z nich wygra, zależy od tego, ile studni jest wierconych i jaki jest dostępny udźwig.
| Czynnik | Konwencjonalny stos | Kompaktowa głowica odwiertowa |
|---|---|---|
| Architektura | Oddzielne korpusy ułożone i skręcone, jedna bariera na szpulę | Mniej, większe korpusy z wbudowanymi barierami |
| Wzrost i waga | Wyższy i cięższy, z większym kołnierzem | Krótszy i lżejszy, z mniejszą liczbą połączeń |
| Elastyczność | Komponents can be re-rated, repaired or replaced individually | Konfiguracja ustalona fabrycznie |
| Profil kosztów | Niższe na komponent, więcej części do zamówienia i śledzenia | Wyższa na jednostkę, mniej interfejsów do zarządzania |
| Najlepsze dopasowanie | Studnie gruntowe, remonty, programy wierceń etapowych | Szablony offshore i wiercenia wsadowe |
W przypadku offshore różnica jest największa. W przypadku szablonu, w którym wierci się partiami kilka odwiertów, unikanie powtarzającego się uzupełniania kołnierzy pozwala zaoszczędzić godziny w przypadku każdego dołka w przypadku tego związku w całym programie. Zaleta ta występuje tylko wtedy, gdy dźwig platformowy, harmonogram wierceń i projekt wykonawczy obsługują korpus jednootworowy. Na jednym terenie, na którym znajduje się skromna platforma remontowa, możliwość wymiany jednej szpuli zwykle przewyższa czas montażu.
Dopasowywanie stosu do ukończenia
Głowica odwiertu dostosowana do jednostrunowego producenta ropy naftowej nie będzie pasować do odwiertu ESP ani do studni z podwójnym zakończeniem, dlatego przed zamówieniem głowicy rurowej należy ustalić projekt wykończenia.
Wybór głowicy rurowej i wieszaka
Szpula głowicy rurki jest punktem przejściowym pomiędzy wierceniem a produkcją: podtrzymuje wieszak rurki, uszczelnia pierścień łączący rurkę z głowicą i zawiera wyloty do monitorowania pierścienia, podnoszenia gazu lub cyrkulacji. Wieszaki na trzpienie są standardem w przypadku większości uzupełnień, w wersjach z dwoma sznurkami i wersjami poślizgowymi, w których dwa sznurki mają jedną głowicę. W studniach ESP adapter i wieszak muszą znajdować się poza przejściem kabla i zewnętrzną średnicą pompy, w przeciwnym razie wykończenie nie przejdzie.
Szpula głowicy rurowej do zespołów końcowych głowicy odwiertu Strona ze szczegółami produktu identyfikuje szpulę głowicy rurowej pod zespołem głowicy rurowej odwiertu, dostarczoną przez Jiangsu Zhonglin Oil Equipment; dostępna opcja kontaktu. Zobacz produkt → Temperatura, kwasowość i klasa materiału
Klasa materiału i klasa temperatury to decyzje inżynieryjne, a nie papierkowa robota. Odwiert wytwarzający 3% mol. H2S w temperaturze 120°C to inna specyfikacja niż odwiert suchego gazu w temperaturze 60°C, a przed obróbką korpusów należy uzgodnić granice twardości, dobór elastomeru i metalurgię zgodną z NACE. Późniejsza ich zmiana oznacza ponowne przycięcie lub złomowanie elementu.
Kontrola ciśnienia nad drzewem
Kontrola ciśnienia nie kończy się na choince. Powierzchniowy zawór bezpieczeństwa jest utrzymywany w pozycji otwartej za pomocą zasilania hydraulicznego lub pneumatycznego i zamyka się w przypadku utraty tego zasilania, co sprawia, że siłownik i panel sterowania są rzeczywistymi wyznacznikami czasu zamknięcia. Dławiki absorbują spadek ciśnienia, który w przeciwnym razie zniszczyłby rurociąg za rurociągiem: dławik dodatni, w przypadku którego akceptowalne jest stałe ograniczenie, dławik regulowany, w którym przepływ musi zostać ograniczony w miarę spadku ciśnienia w zbiorniku. Panel wiąże ciśnienie w głowicy odwiertu z zaworem, a ustawienia pilota, czas reakcji i ręczne sterowanie decydują o szybkości zamykania komina. Mechanika tego łącza została opisana w tej nocie sposób, w jaki panel sterowania komunikuje się ze zdalnym zaworem bezpieczeństwa .
Panel sterowania awaryjnego wyłączania głowicy odwiertu dla zaworów bezpieczeństwa Panel sterowania do zdalnego awaryjnego wyłączania zaworów bezpieczeństwa głowicy odwiertu; API 6A, rozmiary od 1-13/16 do 7-1/16 cala i wartości znamionowe od 2000 do 15 000 PSI. Zobacz produkt → Lista kontrolna specyfikacji przed złożeniem zamówienia
Większość sporów dotyczących głowic odwiertowych ma swoje źródło w szczegółach, które nigdy nie zostały ujęte w zapytaniu. Potwierdź wszystkie poniższe elementy, zanim zamówienie zostanie wysłane.
- Ciśnienie znamionowe na każdym styku, nie tylko na górnym kołnierzu.
- Rozmiary obudów i rurek, ciężary i typy gwintów dla każdego wieszaka.
- Klasa temperaturowa i klasa materiałowa każdego korpusu, dopasowana do produkowanych cieczy.
- Poziom specyfikacji produktu API 6A (PSL) i wymagania dotyczące wydajności (PR1 lub PR2).
- Konfiguracja wylotu: z kołkami lub kołnierzem, rozmiar, wartość znamionowa i kompatybilność z zaworem.
- Wymagania dotyczące testów i dokumentacji: badania skorupy i gniazda, certyfikaty materiałowe, identyfikowalność.
- Części zamienne: zestawy uszczelek, uszczelnienia wieszaków, zestawy naprawcze i narzędzia potrzebne do ich wymiany.
- Czas realizacji, pakowanie i punkty podnoszenia, szczególnie w przypadku głowic osłonowych o dużej średnicy.
Certyfikacja dostawcy to najszybszy filtr sprawdzający. An Monogram API 6A i certyfikat ISO pokazują, że system jakości producenta obejmuje projektowanie, produkcję i testowanie, ale nie zastępują powyższego przeglądu specyfikacji, ponieważ certyfikowany dostawca nadal może zbudować dokładnie niewłaściwą głowicę odwiertu.
Instalacja, testowanie i konserwacja
Awarie w terenie w konwencjonalnych głowicach odwiertów są zwykle problemami związanymi z instalacją lub konserwacją, a nie wadami produkcyjnymi. Spójna kolejność zapobiega większości z nich.
- Przed montażem sprawdź powierzchnie kołnierzy, uszczelki pierścieniowe i śruby dwustronne z rysunkiem.
- Dokręć śruby w kontrolowany sposób, zgodnie z danymi producenta, a nie szacunkami załogi wiertnicy.
- Wykonuj próbę ciśnieniową etap po etapie, przytrzymaj próbę i zapisz wykres.
- Przed wywierceniem kolejnego buta upewnij się, że wieszak jest osadzony i uszczelka jest pod napięciem.
- Wymieniaj uszczelki elastomerowe w zalecanych odstępach czasu, korzystając z zestawu naprawczego znajdującego się już na miejscu.
- Sprawdź ponownie ustawienia panelu sterowania po każdej naprawie, która spowodowała zmianę ciśnienia w głowicy odwiertu.
Częstotliwość przeglądów wynika zwykle z polityki integralności odwiertu operatora, a nie z samej głowicy odwiertu, a każdy odstęp czasu jest wiarygodny tylko wtedy, gdy zestawy uszczelek i narzędzia do usuwania znajdują się na miejscu w wyznaczonym terminie.
Często zadawane pytania
Czy konwencjonalna głowica odwiertu jest nadal konkurencyjna w stosunku do głowicy kompaktowej?
Tak, na lądzie i w programach wymagających dużej pracy. Kompaktowa konstrukcja sprawdza się w przypadku szablonów offshore i wierceń seryjnych, gdzie dominuje przestrzeń na pokładzie i czas pracy platformy wiertniczej; konwencjonalny stos sprawdza się wszędzie tam, gdzie trzeba wymienić pojedynczy element bez ciągnięcia całego zespołu.
Jak wybrać ciśnienie znamionowe dla każdej szpuli osłonki?
Dopasuj go do maksymalnego przewidywanego nacisku powierzchniowego następnej sekcji otworu i nigdy nie pozwól, aby spadł poniżej wartości znamionowej elementu znajdującego się pod spodem. Kroki znamionowe wynoszą zwykle 2000, 3000, 5000, 10 000 i 15 000 psi.
Czy powinienem używać wieszaka do osłony ślizgowej czy trzpieniowej?
Używaj typu ślizgowego, gdy okrywka musi zostać przecięta i wyładowana lub gdy czas pracy ma największe znaczenie; użyj typu trzpieniowego, gdy priorytetem jest integralność uszczelnienia i kontrola obciążenia. Obydwa pasują do tej samej głowicy osłonowej lub szpuli, więc wyboru można dokonać dla każdego sznurka.
Jaką dokumentację należy dostarczyć wraz z głowicą odwiertu?
Co najmniej: certyfikaty materiałowe, monogram API 6A i zapisy dotyczące identyfikowalności, wykresy testów hydrostatycznych i gazowych, rysunki montażowe, tabele momentów obrotowych oraz lista zestawów uszczelek z numerami części.
Konwencjonalne systemy głowic odwiertowych zdobywają swoje miejsce, będąc nudnymi we właściwy sposób. Każda bariera jest widoczna, indywidualnie oceniana i indywidualnie wymienialna, a montaż może się zmieniać wraz ze zmianami studni. Określ interfejs ocen według interfejsu, dopasuj wieszaki do końca i przechowuj karty testowe i zapasowe uszczelki w miejscu, w którym załoga może je znaleźć — to właśnie zmienia stos kołnierzy w niezawodną głowicę odwiertu.
