توسيع شماعات بطانة تصاميم تتطور

عينة اختبار HPHT XPak 12-1 / 4 × 7-5 / 8 بوصة (الصورة: Dril-Quip)

تتقدم تصاميم شماعات الخطوط الملاحية المنتظمة لتلبية المتطلبات المتزايدة لبناء آبار المياه العميقة.

يوفر تصميم شماعات البطانة القابل للتوسيع الجديد غطاءًا فعالًا للبطانة لظروف البئر ذات الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة (HPHT) ، بينما يوفر الآخر قدرة توسعة مزدوجة كخيار لأنظمة شماعات الخطوط الفرعية المثبتة في غلاف السطح ذي القطر الكبير.

تم تصميم حوامل البطانات القابلة للتوسيع ، مثل نظام الحظائر القابلة للتوسيع TIW XPak ، لتخفيف المخاطر عن طريق ضمان وجود ختم فعال أعلى للبطانة. يقول إدوارد رويير ، المدير الهندسي لأدوات الحفر في شركة TIW ، شركة Dril-Quip ، إن نظام XPak هو نظام متكامل تمامًا يوفر إمكانيات إحكام الضغط وإرساءها في حزمة مدمجة.

يوفر نظام التعليق / المكوِّن المكون من عنصرين أختامًا من المعدن إلى المعدن وأختام مطاطية زائدة لتوفير ضمانات بشأن مخالفات غلاف القطر الداخلي. يوفر النظام أيضًا إمكانية الربط في الجزء العلوي للبطانة مع أطوال تجويف الإغلاق المختلفة لتلبية احتياجات التثبيت المستقبلية.

تم تصميم نظام XPak الخاص بـ TIW بشكل مختلف عن منافسيه.

يقول رويير: "نوسع جسمنا المعلق إلى غلاف المضيف باستخدام موسع". "يبقى الموسع مثبتًا في هيكل علاقة البطانة بعد التمدد" ، مما يوفر مقاومة أفضل لضغط الانهيار مقارنةً بشماعات البطانة القابلة للتوسيع الأخرى. ويظل هذا الدعم الهيكلي ثابتًا طوال عمر التركيب ، على عكس أنظمة شماعات البطانة القابلة للتوسيع الأخرى والتي تسترد جهاز التمديد كجزء من أداة التشغيل بعد اكتمال التثبيت ، كما يقول.

نظام تعليق بطانة XPak القابل للتوسيع (الصورة: Dril-Quip)

يقول رويير إن نظام XPak Expandable Liner Hanger ، الذي تم تثبيته في أكثر من 1000 بئر على مستوى العالم ، مصمم للاستخدام في الخارج ، على الرغم من أنه قد تم استخدامه في البر أيضًا.

"نظامنا مضغوط في الجزء العلوي من الخطوط الملاحية المنتظمة حيث يكون على اتصال مع غلاف المضيف" ، كما يقول ، مضيفًا أن نظام XPak يحتاج إلى أقل من قدمين من الاتصال مع غلاف المضيف لتوفير قدرة فعالة للتثبيت والرسو.

أحد مزايا نظام XPak ، يقول رويير ، هو بساطة التثبيت ، والتي تتضمن نشر قاع البئر أسفل خطاف شماعات قابل للتوسيع على أداة تشغيل هيدروليكية متعددة المكابس ، وتدعيم البطانة والضغط لأعلى ، ثم توسيع شماعات بطانة XPak على غلاف المضيف . بمجرد اكتمال التثبيت ، يتم تحرير أداة التشغيل بوزن أسفل أنبوب الحفر أو الدوران الأيمن واستعادتها إلى السطح.

يلاحظ Royer أن القطر الخارجي المحسّن لـ XPak يزيد من المساحة الالتفافية ، لذلك من الممكن تشغيل النظام بشكل أسرع ، مما يوفر للمشغلين المال والوقت. ويضيف أن المنطقة الالتفافية الأكبر تسمح أيضًا بمعدلات تدفق أعلى لتدوير وتدعيم البئر مع تخفيف المخاطر المتعلقة بالكثافة المتداولة الفعالة.

ويصف XPak بأنه "أقوى ختم شماعات أعلى بطانة في الصناعة" ، مستشهدا بسجل حافل بالموثوقية العالية. يقول: "لقد قللنا من تسريبات الخطوط الملاحية المنتظمة إلى الصفر تقريباً".

يتوفر نظام تعليق XPak القابل للتوسيع في الأحجام بأحجام تتراوح ما بين 4-1 / 2 بوصة OD × 5-1 / 2 بوصة OD إلى 18-5 / 8 بوصة OD × 24 بوصة OD.

نظرًا لاحتياجات الصناعة المتطورة ، طورت TIW أشكالًا مختلفة حول سمة XPak ، بما في ذلك واحد لظروف HPHT ونظام Double Expansion XPak Liner ، مما يلغي الحاجة إلى ملفات تعريف الهبوط الثابتة والمخاطر المرتبطة بشماعات الخطاط الفرعي عند تثبيت الغلاف في سطح قطره أكبر غلاف ، وبالتالي زيادة المرونة التشغيلية وتوفير وفورات في التكاليف.

إدوارد رويير ، المدير الهندسي لأدوات الحفر في شركة TIW ، وهي شركة Dril-Quip ، مع HPHT XPak (الصورة: Dril-Quip)

مضاعفة أسفل
تنتشر Double Expansion XPak (DE XPak) من خلال قيود رأس البئر لتوفير إحكام من المعدن إلى المعدن داخل غلاف سطح رقيق ورقيق (22 بوصة OD × 1 بوصة) ويوفر قدرات تعليق وتعليق وضغط عالية. نظام شماعات البطانة القابل للتوسيع مخصص لآبار التجويف الكبيرة بجدران رقيقة. كما هو الحال مع XPak ، يبقى موسع DE XPak مثبتًا في هيكل الحظيرة ، مما يوفر الدعم الهيكلي الذي يسمح بأحمال وضغوط أعلى.

يتم تحقيق عملية التوسيع المزدوجة باستخدام أداة هيدروليكية متعددة المكابس منشّطة للضغط تُستخدم لتوسيع الموسع وإزاحته ، الأمر الذي يؤدي بدوره إلى توسيع جسم شماعات XPak بحيث يتلامس مع غلاف المضيف ويتداخل معه. يوفر المتوسع إمكانية ربط الظهر عبر وعاء تجويف مصقول ويبقى مثبتًا داخل هيكل الحظيرة طوال فترة التثبيت.

يمكن وضع DE XPak حسب الرغبة بعد تشغيل الغلاف 22 بوصة بدلاً من الحاجة إلى تثبيته في موقع ثابت ، يلاحظ Royer. وسوف ختم داخل أنبوب الملحومة.

أعربت شركة كبرى عن اهتمامها وتطبيقاتها لشركة DE XPak في خليج المكسيك والبرازيل في الخارج باستخدام تقنية التوسع المزدوج ، كما يقول رويير.

يتوفر DE XPak بـ 18 بوصة OD × 22 بوصة OD (جدار واحد بوصة).

تحت الضغط
بناءً على طلب العميل في أواخر عام 2017 ، بدأت TIW في هندسة إصدار من XPak يمكن أن يلبي 15000 رطل و 375 درجة فهرنهايت ، وتحمل 1 مليون رطل في التوتر و 800000 رطل في الضغط.

يتطلب تصميم شماعات OD × 12-1 / 4 بوصة مقاس 7-5 / 8 بوصة تحسينات من عرض XPak القياسي لمواجهة تحديات ظروف HPHT. على سبيل المثال ، يقول رويير ، إن تصميم الانزلاق قد غير بعضها لتوفير قدرة تثبيت أفضل مع استخدام صفوف متعددة من القصاصات المتعاقبة.

من أجل اختبار التأهيل ، صمم Dril-Quip شماعات بطانة متماثلة على نطاق واسع وصمم تجهيزات اختبار حول المجموعة. أخضع الاختبار نظام شماعات XPak للتحميل المشترك والتوتر والضغط والضغط الداخلي والخارجي. يقول رويير: "بالنسبة لـ HPHT ، تجاوزنا معدلات ضغط الانفجار للبطانة".

كشف اختبار مرفق خارجي أن النظام يمكنه تحمل الضغوط الداخلية البالغة 21،750 رطل لكل بوصة مربعة عند 60 درجة فهرنهايت و 15000 رطل لكل بوصة مربعة عند 375 درجة فهرنهايت لتلبية بيان متطلبات العميل.

يقول رويير: "ما يجعل شهادة HPHT فريدة من نوعها هو أننا نرضي مجموعتين مختلفتين للحفر: آبار الحقن ذات درجات الحرارة المنخفضة وآبار الإنتاج ذات درجات الحرارة المرتفعة". "إنه فرق كبير في درجات الحرارة بالنسبة للنظام الذي يتعين عليه إغلاق وتثبيت الطريقة التي يجب أن يعمل بها نظام شماعات الخطوط الملاحية المنتظمة."

انتهى الاختبار في أوائل عام 2018 ، وقام العميل بنشر نظام HPHT XPak Expandable Liner Hanger أربع مرات في خليج المكسيك في المياه العميقة ، كما يقول رويير.

أتاح تطوير النظام ومؤهلات نظام OD HPHT XPak القابل للتوسعة للبطارية مقاس 7-5 / 8 بوصة OD × 12-1 / 4 بوصة للعميل تشغيل أنظمة OD 7-5 / 8 inch OD و 8-5 / 8 inch OD باستخدام نفس نظام الحظيرة. قام التصميم بدمج طلب جعل نظام الحظائر أكثر تنوعًا وقابلاً للتطبيق في عمليات التثبيت المستقبلية.

جهاز اختبار HPHT (الصورة: Dril-Quip)