Традиционные устьевые системы: компоненты, выбор и реалии месторождения

Головка обсадной колонны размером 13-5/8 дюйма и давлением 5000 фунтов на квадратный дюйм, прикрепленная болтами к катушке обсадной колонны с давлением 10 000 фунтов на квадратный дюйм, представляет собой несоответствие, которое проявляется при первом испытании под давлением, а не в каталоге. Именно здесь начинается большинство проблем с устьем скважины: на торце фланца, где детали с разными номиналами, классами материалов или температурными диапазонами были соединены в предположении, что они подойдут друг к другу.

Обычные устьевые системы по-прежнему являются правильным решением для большинства наземных скважин, ремонтных работ и мелководных платформ. Их сила – модульность. Каждый барьер давления представляет собой отдельный компонент с независимой оценкой и независимой заменой, поэтому пакет можно определять поэтапно по мере того, как скважина бурится и ремонтируется по одной детали.

Платой за эту гибкость являются высота, вес, дополнительная сборка фланцев и большее количество потенциальных путей утечек. Далее следует, как устроена система, как ее определить и в чем она выигрывает или проигрывает по сравнению с компактным устьем скважины.

Что считается традиционной устьевой системой

Обычная устьевая система представляет собой набор отдельных, скрепленных болтами компонентов, находящихся под давлением — головку обсадной колонны, одну или несколько катушек обсадной колонны, катушку головки НКТ и рождественскую елку — каждый со своим собственным номинальным давлением API 6A, температурным классом и классом материала.

Этот термин отличает эту архитектуру от компактного или одноствольного устья скважины, где те же барьеры преобразуются в меньшее количество более крупных корпусов. В традиционной трубе каждый компонент построен вокруг обсадной колонны или колонны насосно-компрессорных труб, которые он поддерживает и герметизирует, поэтому сборка ведет себя как система: рабочее давление задается самым слабым звеном, а не самой прочной частью.

Как строится стек, этап за этапом

Обычные устьевые системы собираются в порядке бурения скважины, и каждая новая катушка должна иметь номинал не ниже той, что находится под ней. Любой другой порядок создает барьер, более слабый, чем колодец, который он должен контролировать.

Обсадная головка и ее подвеска

Головка обсадной колонны является якорем сборки: она приземляется на надземную обсадную колонну, несет на себе все, что над ней закреплено болтами, и обеспечивает первые выходы для возврата, мониторинга или дроссельной линии. Поверхностное отверстие обычно начинается с корпуса диаметром 13-3/8 дюйма или 20 дюймов с номинальным давлением от 2000 до 5000 фунтов на квадратный дюйм, с шагом до 10 000 фунтов на квадратный дюйм для более глубоких программ или программ с более высоким давлением. Подвеска внутри него либо надевается на обсадную трубу при ее опускании, либо представляет собой оправку, собранную на веревке; скользящие подвески подходят для струн, которые необходимо разрезать и посадить, а подвески на оправке обеспечивают более контролируемое уплотнение, когда целостность давления имеет большее значение, чем скорость движения.

Головка обсадной колонны Csg для сборок головки устьевой обсадной колонны Ввод продукта головки обсадной колонны Csg под компоновки головки устьевой обсадной колонны; полезно для идентификации и запроса, а в соседнем тексте обсуждаются крепления, подвески и сложенные барьеры давления. Посмотреть продукт →

Катушки обсадной колонны и повышение давления

Каждая прикрученная катушка добавляет один барьер и одно выпускное отверстие, что позволяет стопке расти вместе со скважиной. Последовательность наземных работ может проходить от головки обсадной колонны диаметром 13-5/8 дюйма, давление 5000 фунтов на квадратный дюйм до катушки диаметром 11 дюймов, давление 10 000 фунтов на квадратный дюйм и далее до головки НКТ диаметром 7-1/16 дюйма, давление 15 000 фунтов на квадратный дюйм, но порядок соответствует программе обсадных труб, а не каталогу. Перед бурением следующей секции скважины каждая ступень обычно подвергается испытаниям в корпусе давлением, в 1,5 раза превышающим ее номинальное рабочее давление, а таблица испытаний хранится в файле скважины вместе с сертификатами на материалы.

Обычный или компактный: выбор в пользу действительных чисел

Обычные трубы обходятся дешевле в расчете на один компонент и могут быть отремонтированы на месте, а компактные устья скважин экономят время буровой установки и пространство на палубе. Какой из них выиграет, зависит от того, сколько скважин пробурено и какая грузоподъемность имеется.

В оффшорном случае разрыв самый большой. На шаблоне, где несколько скважин пробурены партиями, отсутствие повторной свинчивания фланцев экономит часы на скважину, что усугубляется в рамках программы. Это преимущество сохраняется только в том случае, если кран-платформа, график бурения и конструкция заканчивания поддерживают одноствольный корпус. На одной скважине, обслуживаемой скромной установкой для капитального ремонта, возможность замены одной катушки обычно перевешивает время сборки.

Сопоставление стека с завершением

Устье скважины, рассчитанное на добычу нефти с одной колонной, не подойдет для скважины УЭЦН или системы двойного заканчивания, поэтому перед заказом головки НКТ необходимо исправить конструкцию заканчивания.

Выбор головки трубки и подвески

Золотник НКТ является точкой перехода между бурением и добычей: он поддерживает подвеску НКТ, герметизирует затрубное пространство между НКТ и головкой и имеет выпускные отверстия для мониторинга затрубного пространства, газлифта или циркуляции. Подвесы для оправок являются стандартными для большинства комплектаций, в двухструнных и скользящих версиях, где две струны имеют общую головку. На скважинах ЭЦН адаптер и подвеска должны закрывать проход кабеля и внешний диаметр насоса, иначе оборудование для заканчивания не пройдет.

Золотник НКТ для устьевых компоновок заканчивания скважин На странице с подробными сведениями о продукте указана катушка головки НКТ под узлом головки НКТ, поставляемая компанией Jiangsu Zhonglin Oil Equipment; доступен вариант контакта. Посмотреть продукт →

Температура, кислая среда и класс материала

Класс материала и температурный класс — это инженерные решения, а не бумажная работа. Скважина, производящая 3 мол% H2S при 120 °C, отличается от спецификации скважины с сухим газом при 60 °C, и до механической обработки корпусов необходимо согласовать пределы твердости, выбор эластомера и металлургию, соответствующую требованиям NACE. Изменение их позже означает повторную резку или списание компонента.

Контроль давления над деревом

Контроль давления не ограничивается рождественской елкой. Поверхностный предохранительный клапан удерживается открытым с помощью гидравлической или пневматической подачи и закрывается при потере этой подачи, что делает привод и панель управления реальными определяющими факторами времени закрытия. Дроссели поглощают перепад давления, который в противном случае мог бы разрушить трубопроводы, расположенные ниже по потоку: дроссель положительного давления, где допустимо фиксированное ограничение, и регулируемый дроссель, где поток необходимо регулировать при падении пластового давления. Панель связывает давление на устье скважины с клапаном, а ее настройки пилота, время отклика и ручное управление определяют, насколько быстро закроется стек. Механизм этой ссылки описан в этой заметке на как панель управления взаимодействует с дистанционным предохранительным клапаном .

Панель управления аварийным остановом на устье скважины для предохранительных клапанов Пульт дистанционного аварийного отключения устьевых предохранительных клапанов; API 6A, размеры от 1-13/16 до 7-1/16 дюйма и номинальное давление от 2 000 до 15 000 фунтов на квадратный дюйм. Посмотреть продукт →

Контрольный список спецификаций перед заказом

Большинство споров по поводу устьев скважин возникают из-за деталей, которые никогда не были включены в запрос. Подтвердите все следующее, прежде чем заказ на покупку будет отправлен.

• Номинальное давление на каждом интерфейсе, а не только на верхнем фланце.
• Размеры обсадных труб и трубок, вес и типы резьбы для каждой подвески.
• Температурный класс и класс материала для каждого корпуса в соответствии с добываемыми жидкостями.
• Уровень спецификации продукта API 6A (PSL) и требования к производительности (PR1 или PR2).
• Конфигурация выпускного отверстия: шпильковая или фланцевая, размер, номинал и совместимость с клапаном.
• Требования к испытаниям и документации: испытания корпуса и седла, сертификаты на материалы, отслеживаемость.
• Запасные части: комплекты уплотнений, подвеска-набивка, ремкомплекты и инструменты, необходимые для их замены.
• Время выполнения заказа, упаковка и точки подъема, особенно для обсадных головок большого диаметра.

Сертификация поставщика является самым быстрым фильтром фильтрации. Ан Монограмма API 6A и сертификация ISO показывают, что система качества производителя охватывает проектирование, производство и испытания, но они не заменяют приведенный выше обзор спецификаций, поскольку сертифицированный поставщик все равно может изготовить совершенно неправильное устье скважины.

Установка, тестирование и обслуживание

Отказы на обычных устьях скважин обычно связаны с проблемами монтажа или обслуживания, а не с производственными дефектами. Последовательная последовательность действий предотвращает большинство из них.

1. Перед сборкой проверьте поверхности фланцев, кольцевые прокладки и шпильки по чертежу.
2. Затяжка шпилек в контролируемом крестообразном порядке соответствует значениям производителя, а не оценкам бригады буровой установки.
3. Проведите поэтапное испытание под давлением, проведите испытание и запишите диаграмму.
4. Прежде чем высверливать следующий башмак, убедитесь, что подвеска приземлилась и на уплотнение подается напряжение.
5. Заменяйте эластомерные уплотнения с рекомендованными интервалами, используя уже готовый ремонтный комплект.
6. Повторно проверьте настройки панели управления после любого ремонта, приведшего к изменению устьевого давления.

Интервалы проверок обычно определяются политикой безопасности скважины, а не самим устьем скважины, и любой интервал является достоверным только в том случае, если комплекты уплотнений и инструменты для извлечения находятся на месте, когда наступит срок.

Часто задаваемые вопросы

Является ли обычное устье скважины конкурентоспособным по сравнению с компактным устьем?

Да, на суше и в программах, требующих больших объемов работ. Компактная конструкция выигрывает при бурении морских шаблонов и периодическом бурении, где доминируют пространство на палубе и время бурения; Традиционный комплект выигрывает там, где необходимо заменить один компонент, не вынимая всю сборку.

Как выбрать номинальное давление для каждой катушки обсадной колонны?

Сопоставьте его с максимальным ожидаемым давлением на поверхность следующей секции отверстия и никогда не позволяйте ему опускаться ниже номинального значения компонента, находящегося под ним. Шаги оценки обычно составляют 2000, 3000, 5000, 10000 и 15000 фунтов на квадратный дюйм.

Должен ли я использовать подвеску скользящего типа или оправку для обсадной колонны?

Используйте скользящий тип, когда необходимо разрезать и выгрузить обсадную колонну или когда время работы имеет решающее значение; используйте оправку, когда целостность уплотнения и контроль нагрузки являются приоритетом. Оба подходят к одной и той же обсадной головке или катушке, поэтому выбор можно сделать для каждой колонны.

Какая документация должна поставляться с устьем скважины?

Как минимум: сертификаты на материалы, монограммы API 6A и записи отслеживания, таблицы гидростатических и газовых испытаний, сборочные чертежи, таблицы крутящих моментов и список комплектов уплотнений с номерами деталей.

Обычные устьевые системы заслужили свое место благодаря правильному бурению. Каждый барьер виден, имеет индивидуальную оценку и индивидуально заменяем, а сборка может меняться по мере изменения скважины. Укажите номинальные характеристики интерфейса за интерфейсом, подберите подвески к комплектации и храните таблицы испытаний и запасные уплотнения там, где их сможет найти бригада — именно это превращает стопку фланцев в надежное устьевое устройство.