Технології різання свердловинної обсадної труби

Оскільки глобальна нафтогазова промисловість просувається до глибших кордонів із високим-тиском і-температурами (HPHT), проблеми із застряглою трубою, витратами на залишення свердловин і ефективністю роботи були настільки критичними. З огляду на те, що до 2028 року в усьому світі планується вивести з експлуатації близько 30 000 свердловин, попит на надійні, ефективні та безпечні технології різання обсадних колон стрімко зростає. Галузеві аналітики відзначають, що постійна залишення, особливо в морських роботах, вимагає розрізів глибиною до 4 метрів нижче дна, що робить вибір ріжучого інструменту ключовим економічним і технічним рішенням.

Свердловинні ріжучі інструменти загалом поділяються на три основні типи: механічні, абразивно-струминні та спеціальні системи різання. Кожен із них має певні переваги та стикається з унікальними проблемами, оскільки інженери працюють над вирішенням проблем із застряганням труб, скорочують витрати та відповідають суворим екологічним нормам.

Механічні різаки, які використовують фізичні леза для розрізання труб, залишаються найбільш звичайним рішенням. Однак ця технологія швидко розвивається від своїх ранніх, простіших форм.

• Традиційні механічні та гідравлічні фрези:Ранні інструменти, як-от простий механічний внутрішній різак, були недорогими-, але страждали від високого зносу леза, поломок і низьких показників успіху. Гідравлічні різаки, представлені в середині 1990-х років, підвищили надійність завдяки використанню тиску рідини для подовження лез. Помітний приклад із китайського нафтового родовища Zhongyuan досяг 100% успіху в 38 розрізах, досягнувши глибини 2423 метри.
• Різання з електричним керуванням:Найзначнішим кроком у цій категорії є перехід до електричного приводу. Великі постачальники послуг, такі як Baker Hughes (2009) і Halliburton (2019), представили різаки з електричним керуванням, що живляться від батарейок. Інструмент Halliburton, розрахований на 148 градусів і 103,4 МПа, досяг 85% успіху на трубах діаметром від 60,32 до 88,90 мм, забезпечуючи високо{10}}якісні різи без задирок. Китайські дослідники розробили автоматизовані інструменти для труб діаметром 73-101,6 мм, що працюють при тиску 140 МПа, із зворотним зв’язком про стан різання в реальному часі.

Відомості про галузь:Майбутнє механічного різання — за автоматизацією та інтелектом. Проблеми залишаються пов’язані з точним визначенням глибини та складністю конструкції, але такі рішення, як локатори муфт обсадної труби та гнучкі опорні штанги, активно вирішують ці проблеми.

Для складних сценаріїв із використанням ексцентричних труб або кількох концентричних колон-де механічні лопаті часто виходять з ладу-струминна абразивна технологія стає незамінною. Принцип простий, але потужний: струмінь води під високим{3}}тиском, змішаний з абразивними частинками (гранат, діоксид кремнію або карбід кремнію), роз’їдає матеріал корпусу.

Для обертання струминного сопла існує два основних механізми приводу:

• Тип сили реакції:Використовує реактивну силу рідини під високим{0}}тиском, що виходить із ексцентричного сопла, щоб обертати ріжучу головку. Розроблена в Китаї -система, що працює при 45-55 МПа та 5-7 об/хв, успішно прорізала чотири шари обсадної труби (розміри 244,5, 339,7, 508 і 762 мм) приблизно за шість годин.
• Тип гідравлічного двигуна:Забезпечує чудовий контроль над швидкістю обертання сопла без суворих вимог до електричної водонепроникності. Швейцарська-компанія ANT AG, світовий лідер у сфері водоструминного різання, розгорнула свою серію PCH для труб діаметром від 406,4 до 914,4 мм. Інструмент працює на глибині до 250 метрів і має плавне затискання та висувну ріжучу головку.

Основні виклики:Контроль швидкості обертання сопла (щоб уникнути втрати ефективності) і визначення точного моменту прорізу-залишаються активними областями досліджень і розробок, за допомогою рішень, зокрема моніторинг-на основі камери, лазерне сканування та датчики вібрації.

Для нетрадиційних геометрій свердловин, таких як горизонтальні або сильно відхилені свердловини, застосовуються спеціальні технології різання-вибуховими, хімічними, електричною дугою та лазером-. Однак кожна з них містить значні застереження.

• Вибуховий (кумулятивний) різання:Швидкий і здатний розрізати декілька струн одночасно, але створює дуже нерівномірні надрізи та створює серйозний ризик для морського життя в морських умовах через вибухову дію та забруднення.
• Хімічне різання:Використовує потужний хімічний агент, трифторид брому (BrF₃), щоб швидко розрізати трубу. Хоча BrF₃ ефективний і швидкий, він дуже корозійний і токсичний. Залишки хімічних речовин, що не прореагували, можуть спричинити серйозне забруднення стовбура свердловини, а накип на поверхні труби може призвести до збою в роботі.
• Електродугове різання:Включає підводне плазмове та водо{0}}ін’єкційне дугове різання. Ці методи пропонують чисте, швидке різання, але страждають від високого споживання енергії (плазма до 200 В) або високих витрат на виробництво та обслуговування.
• Лазерне різання:Пропонує найкращу якість різання та високу ефективність, але наразі обмежена високою вартістю та обмеженою товщиною різання, що перешкоджає широкому комерційному застосуванню.

Оскільки хвиля виведення з експлуатації прискорюється, жодна технологія різання не відповідає всім потребам. Механічне різання залишається-рентабельною основою, але має тенденцію до розумної електричної автоматизації. Абразивний струмінь є найкращим рішенням для складних багатострунних та ексцентричних різів за умови контролю над потоком. Спеціальні методи призначені для застосування з високою -складністю, але їхні ризики щодо охорони здоров’я, безпеки та навколишнього середовища вимагають ретельної оцінки.

Шлях вперед ясний:Промисловість потребує довшого терміну служби ножів, інтелектуальних і візуалізованих процесів різання, а також простіших і безпечніших інструментів, які можна адаптувати до широкого діапазону свердловинних умов. Компанії, які успішно інтегрують-зворотний зв’язок із даними в реальному часі, міцні-зносостійкі матеріали та екологічно чутливі конструкції, керуватимуть наступним поколінням операцій з ліквідації та капітального ремонту свердловин.

Про нас:China Vigor прагне надавати новітні технічні знання та рішення для глобальної нафтової та газової промисловості. Щоб отримати додаткову інформацію про свердловинні інструменти та технології ліквідації свердловин, зв’яжіться з нашою командою.