Perché la compatibilità delle apparecchiature per cementazione galleggiante è importante per il rivestimento e gli strumenti di cementazione

La compatibilità dell'attrezzatura galleggiante per cementazione con la corda dell'involucro e gli strumenti di cementazione attorno ad essa determina se un lavoro di cementazione primario procede senza intoppi o si ferma sul pavimento dell'impianto di perforazione. Un collare galleggiante o un pattino galleggiante deve corrispondere al diametro esterno, al peso e alla connessione dell'involucro, e il suo foro deve accettare i tappi tergicristallo, gli strumenti di deriva e gli accessori di spostamento che passano attraverso la corda. Anche il collare galleggiante deve trovarsi nella giusta posizione sopra la scarpa, normalmente da uno a tre giunti, in modo che la lunghezza pianificata della pista della scarpa venga preservata e l'atterraggio del tassello avvenga dove previsto dal progetto. Questo articolo spiega cosa significa compatibilità nella pratica, perché i disallineamenti causano il blocco della spina, l'atterraggio prematuro, percorsi di perdita e difficoltà di perforazione e come verificare l'idoneità nell'intero sistema. Vengono trattati controlli dimensionali, abbinamento della filettatura, selezione di tappi e collari di atterraggio, progettazione di cingoli e documentazione del fornitore, con parametri basati sulla comune specifica API 10F e sulla pratica ISO 10427-2.

Che cosa significa compatibilità per l'attrezzatura per la cementazione del galleggiante

Compatibilità in questo contesto significa che l'attrezzatura galleggiante si adatta e funziona correttamente all'interno dell'intero involucro e del sistema di cementazione, non solo che ha la giusta filettatura su ciascuna estremità. Ci sono tre livelli da controllare. Il primo è dimensionale: il diametro esterno deve liberare il foro ed eventuali centralizzatori, la connessione deve coincidere con gli innesti del carter, e il diametro interno deve essere sufficientemente grande per la deriva completa della corda. Il secondo è funzionale: i tappi dei tergicristalli devono passare attraverso il foro del collare galleggiante e atterrare sulla sede progettata, la valvola deve sostenere le pressioni differenziali generate dal lavoro e l'attrezzatura deve sopravvivere alla coppia, agli urti e alla temperatura del funzionamento nel foro. Il terzo è operativo: la posizione del collare galleggiante nella corda, normalmente da uno a tre giunti sopra la scarpa e più spesso due, definisce la lunghezza della traccia della scarpa, tipicamente da 20 a 90 piedi, attorno alla quale sono costruiti il ​​volume del cemento e il piano di perforazione.

Le taglie sono standardizzate ma non intercambiabili. I diametri esterni dell'involucro vanno da 4-1/2 pollici a 20 pollici, con 5-1/2 pollici, 7 pollici, 9-5/8 pollici e 13-3/8 pollici che dominano i programmi di perforazione e ciascuna dimensione è dotata di connessioni API LTC, STC o BTC o di una filettatura premium con la propria coppia di serraggio. Un collare galleggiante prodotto per un peso o una filettatura di una determinata dimensione non si adatta necessariamente a un altro. La geometria del foro è importante tanto quanto l'esterno: le sedi degli otturatori, le aperture delle valvole e i profili interni del collare galleggiante sono progettati insieme all'otturatore inferiore, all'otturatore superiore e al collare di atterraggio in modo che gli otturatori puliscano l'involucro e atterrino alla profondità corretta con un impatto di pressione leggibile.

La compatibilità si estende agli strumenti che funzionano prima e dopo il lavoro con il cemento. La punta e il gruppo di fondo pozzo che perforano il binario del pattino devono essere in grado di rosicchiare i materiali perforabili dell'attrezzatura galleggiante, ghisa, alluminio, plastica termoindurente o ceramica, senza lasciare frammenti che ostruiscono l'anello. Anche i valori nominali di pressione differenziale, comunemente da 5.000 a 10.000 psi e fino a 15.000 psi per i progetti HPHT, devono adattarsi al piano del pozzo e il valore nominale di temperatura, in genere fino a circa 350-400 ° F, deve coprire le condizioni di circolazione. Tutto all'interno dell'involucro è un sistema e l'attrezzatura del galleggiante è il componente in cui si incontra la maggior parte di quel sistema.

Perché i problemi di compatibilità sono costosi nel Wellsite

Raramente l'incompatibilità appare sul disegno del fornitore; appare durante l'operazione. Il sintomo più comune è un tappo del tergicristallo che si blocca nel collare del galleggiante invece di attraversarlo, il che impedisce lo spostamento con migliaia di piedi di rivestimento ancora da riempire e costringe l'equipaggio a lavorare sul tubo rischiando di incanalare il cemento. Un altro sintomo è l'atterraggio prematuro del tappo su una spalla interna, che produce una falsa pressione d'urto mentre il cemento è ancora all'interno dell'involucro. Un terzo è un disadattamento del filo scoperto durante la confezione, quando il filo è già parzialmente nel buco. Ciascuno di questi guasti converte un lavoro di routine pianificato in tempo non pianificato sull'impianto e ognuno di essi era prevenibile in fase di progettazione.

I costi si estendono oltre l'ora del guasto. Un tappo che non si inserisce lascia il binario del pattino con cemento contaminato o poco spostato. Un collare galleggiante posizionato troppo in basso o troppo in alto modifica la lunghezza della pista del pattino per la quale è stato calcolato il volume di cemento. Un foro troppo piccolo per le candele impone modifiche dell'ultimo minuto al programma delle candele e può ritardare il lavoro mentre vengono reperite le sostituzioni. Nei casi peggiori, l'involucro deve essere estratto dal buco, a un costo che fa impallidire di molto il prezzo dell'attrezzatura galleggiante.

I problemi di compatibilità sono problemi di progettazione e i problemi di progettazione sono prevenibili. Quando l'attrezzatura galleggiante viene specificata insieme al resto della corda, ne conseguono quattro vantaggi:

• Viaggio e atterraggio della spina senza problemi. I fori e le sedi abbinati consentono ai tappi raschiatori inferiore e superiore di passare attraverso il collare e di atterrare esattamente dove il programma di cemento presuppone che lo facciano.
• Indicazione affidabile della pressione. Un sedile di atterraggio corretto fornisce un urto pulito e una pressione stabile, il segnale principale dell'equipaggio che lo spostamento è completo e che la pista è piena.
• Geometria del binario del pattino preservata. La corretta posizione del collare mantiene la tipica traccia della scarpa da 20 a 90 piedi entro la tolleranza per la quale sono stati calcolati il ​​volume di cemento e il piano di perforazione.
• Perforazione più rapida e più pulita. I materiali e i profili interni scelti pensando alla punta del trapano riducono i tempi di perforazione e lasciano piccoli detriti che circolano facilmente fuori dal foro.

Ognuno di questi risultati viene deciso prima che l'attrezzatura venga ordinata. La domanda non è se il collare galleggiante funzioni in isolamento, ma se funzioni all'interno della corda, con i tappi, alle profondità e pressioni pianificate. La verifica dell'adattamento richiede un'ora di progettazione e fa risparmiare giorni di tempo sull'attrezzatura.

Come verificare la compatibilità tra il sistema di rivestimento e cementazione

La compatibilità viene verificata con una sequenza di controlli che passano dai semplici numeri di disegno al quadro operativo completo. Segui tutti e cinque i passaggi ogni volta che è in fase di revisione un nuovo progetto di corda o un nuovo fornitore di apparecchiature.

1. Controllare l'adattamento dimensionale: diametro esterno, peso, diametro interno e deriva

Inizia con la scheda tecnica e conferma ogni numero confrontandolo con il conteggio dell'involucro. Il diametro esterno dell'attrezzatura galleggiante deve corrispondere al diametro esterno del collegamento dell'involucro in modo che funzioni all'interno senza appendersi a sporgenze o interferire con centralizzatori e graffi. Il peso nominale e la qualità dell'acciaio devono corrispondere ai giunti dell'involucro su cui sarà realizzato. Quindi controllare l'interno: il diametro interno minimo del collare galleggiante e del pattino galleggiante deve superare il diametro della deriva della corda dell'involucro e di eventuali strumenti o tappi previsti per passare attraverso il binario del pattino. I fornitori pubblicano queste dimensioni; confrontarli con il conteggio prima che l'attrezzatura venga spedita.

2. Abbinare le filettature, la coppia di serraggio e la manovrabilità

Indica esattamente la connessione: API LTC, STC o BTC o la designazione del thread premium utilizzata sulla stringa. L'attrezzatura del galleggiante viene lavorata su ordinazione per una connessione specifica e il perno e la scatola devono corrispondere ai giunti dell'involucro sia in termini di coppia di serraggio che di integrità della pressione. Confermare la coppia di serraggio consigliata con il fornitore e assicurarsi che il personale dell'attrezzatura utilizzi il composto di filettatura e la procedura di movimentazione corretti. Una connessione con filettatura incrociata o coppia eccessiva durante l'assemblaggio può rompere l'alloggiamento o danneggiare la filettatura e il danno potrebbe non essere visibile finché l'attrezzatura non viene testata a pressione nel pozzo.

3. Verificare la compatibilità del tappo tergicristallo, del collare di atterraggio e del deflettore

Il tappo inferiore, il tappo superiore, il collare di atterraggio e il collare galleggiante sono progettati come un set. Controllare che i corpi degli otturatori e i relativi naselli passino liberamente attraverso il foro del collare galleggiante e che il profilo di atterraggio nel collare, o in un collare di atterraggio separato installato sotto di esso, corrisponda all'otturatore che atterrerà lì. Verificare che la pressione nominale del diaframma rotto sia adatta al lavoro, poiché il tappo inferiore deve scoppiare per consentire il flusso del cemento, mentre il tappo superiore no. Quando i connettori e le apparecchiature galleggianti provengono da fornitori diversi, scambiarsi i disegni e confermare le interfacce per iscritto prima del lavoro.

4. Posizionare il collare galleggiante per preservare la traccia della scarpa

Il collare galleggiante è normalmente posizionato da uno a tre giunti sopra la scarpa, ma due giunti sono la disposizione più comune. Questa posizione determina la lunghezza del binario, in genere da 20 a 90 piedi, da cui dipendono il volume di cemento, i volumi dei tappi e il piano di perforazione. Controllare la posizione pianificata rispetto alle lunghezze effettive delle giunture sul foglio di conteggio anziché assumere lunghezze nominali delle giunture, perché una giuntura lunga o corta cambia il punto in cui si appoggia il collare. Il volume di cemento spostato sotto il tappo superiore deve riempire l'involucro fino all'altezza pianificata sopra il collare, pertanto gli errori di profondità del collare si manifestano direttamente come riempimento insufficiente o eccessivo del binario della scarpa.

5. Convalidare l'intero sistema con il fornitore

Inviare al fornitore il quadro completo: dimensioni dell'involucro, peso, grado e connessione, programma del tappo, piano del centralizzatore, profondità prevista del pattino, densità del liquame e condizioni del pozzo. Chiedere loro di confermare per iscritto che il foro dell'attrezzatura del galleggiante, il sedile di atterraggio, la pressione nominale e la temperatura nominale siano compatibili con tutto ciò che passerà o agirà sulla corda. Richiedi il disegno dimensionale e il riepilogo del test API Spec 10F / ISO 10427-2 per il modello specifico offerto. Un produttore competente segnalerà i conflitti prima della spedizione, che è esattamente la revisione che un acquirente non può permettersi di saltare.

Domande frequenti

Cosa succede se il tappo del tergicristallo non passa attraverso il collare galleggiante?

Il tappo può restare sospeso all'interno del collare, arrestando lo spostamento mentre il cemento è ancora nell'involucro. L'equipaggio deve quindi lavorare il tubo, farlo circolare o applicare pressione per liberarlo, rischiando il cemento incanalato e una pista contaminata. L'adattamento del diametro dell'otturatore e del foro del collare prima del lavoro previene questo guasto.

A quale distanza sopra la scarpa deve essere installato il collare galleggiante?

Il collare galleggiante viene normalmente installato da uno a tre giunti sopra la scarpa, ma due giunti sono la disposizione più comune. Questo lo posiziona sopra il cemento interessato dalla pulizia del tappo e lascia una traccia di scarpa, in genere da 20 a 90 piedi, che può essere perforata e testata dopo che il cemento si è solidificato.

L'attrezzatura galleggiante può essere fornita con connessioni premium?

SÌ. Le ganasce e i collari galleggianti sono comunemente prodotti con filettature API LTC, STC o BTC e sono disponibili anche connessioni premium presso i principali fornitori. La connessione deve corrispondere esattamente alla corda dell'involucro, poiché la forma della filettatura modifica la coppia di accoppiamento, il gioco e l'integrità della pressione di ogni giunto della corda.

Cos'è la traccia di una scarpa e perché è importante la sua lunghezza?

Il binario della scarpa è l'intervallo tra il collare galleggiante e il fondo dell'involucro, normalmente da 20 a 90 piedi. Viene riempito di cemento durante il lavoro e successivamente forato. La sua lunghezza è fissata dalla posizione del collare e deve corrispondere al volume di cemento e al programma del tappo, pertanto il posizionamento del collare è una decisione di progettazione, non una preferenza sul campo.

I collari galleggianti riducono il diametro della deriva della carcassa?

Il foro del collare galleggiante è normalmente dimensionato vicino alla deriva del corpo, ma il profilo interno della valvola, della sede e dell'atterraggio dell'otturatore può ridurre leggermente il diametro utilizzabile. I tappi e gli utensili di derivazione devono essere controllati rispetto all'effettivo foro del collare prima del lavoro. I fornitori pubblicano il diametro interno minimo in modo che il design della corda possa essere verificato.

Perché alcune corde utilizzano un collare di atterraggio sotto il collare galleggiante?

Un collare di atterraggio fornisce una sede di atterraggio positiva per l'otturatore del pulitore inferiore nei progetti in cui l'otturatore non deve atterrare direttamente nell'area della valvola del collare galleggiante. La disposizione deve corrispondere al sistema a tassello in modo che la pressione d'urto avvenga alla profondità prevista e la pista del pattino sia completamente cementata. Confermare l'interfaccia sui disegni.

Conclusione

L'attrezzatura per la cementazione del galleggiante non funziona mai da sola. Viene installato in un cordone di involucro, spostato con tappi tergicristalli, fatto atterrare contro una pressione d'urto calcolata e forato con una punta, e ognuna di queste interfacce deve adattarsi. La compatibilità viene decisa dalle stesse scelte: corrispondenza dimensionale, filettatura e coppia, sistemi di tasselli e collari di atterraggio, posizione del collare e lunghezza del binario del pattino e materiali selezionati tenendo presente la perforazione. Quando questi vengono confrontati con il design effettivo della corda, l'attrezzatura galleggiante diventa invisibile, che è esattamente ciò che dovrebbe essere un buon hardware di cementazione. Quando vengono ignorati, lo stesso hardware produce blocchi, falsi colpi e scarpe bagnate. Prima del tuo prossimo ordine, esamina il sistema dalla scarpa in su: conferma i dati con il tuo fornitore, richiedi i disegni e la documentazione di prova e coinvolgi il tuo cementatore nella revisione. Contatta i nostri ingegneri applicativi se hai bisogno di aiuto per abbinare l'attrezzatura galleggiante al tuo programma di rivestimento.