Độ dày đặc cao, chất rắn cao của bùn xi măng đặt thiết bị bùn xi măng dưới tải trọng mà các thiết kế tiêu chuẩn hiếm khi cảm thấy.từ áp suất di dời đến thời điểm các cắm trên đậpKhi bùn được cân nặng đến 17 ‰ 20 + ppg với hematite hoặc mangan tetraoxide, chất lỏng đi qua cổ áo float và giày float mang nhiều chất rắn mài mòn hơn, độ nhớt cao hơn,và có xu hướng ổn định mạnh hơn so với 15.8 ppg hệ thống lớp G. Kết quả là một thách thức ba: hạt xói mòn cắt bề mặt niêm phong, chất rắn bao quanh van và giữ cho nó mở,và một cột hydrostatic nặng hơn mà nâng cao áp suất chênh lệch ngược thiết bị phải giữ sau khi bơm dừng lạiBài viết này giải thích những gì chất bùn mật độ cao làm cho thiết bị nổi, tại sao các lựa chọn tiêu chuẩn có thể thất bại, và làm thế nào để chọn và chạy cổ áo nổi, giày nổi,và van phản áp cho các hệ thống xi măng 1720+ ppg.
Trong xăm giếng dầu, 15,8 ppg bùn lớp G là đường cơ bản quen thuộc.hoặc nơi các phần muối và căng thẳng kiến tạo đòi hỏi một cột nặng hơnCác chất cân nặng như hematite, ilmenite và mangan tetraoxide làm tăng mật độ phân bón lên khoảng 17-20 + ppg, và họ làm điều đó bằng cách thêm chất rắn: tỷ lệ nước-xi măng giảm,độ nhớt nhựa và tăng điểm sản xuất, và phần khối lượng của các hạt cứng, dày đặc trong chất lỏng tăng mạnh.và thô hơn nhiều so với chất lỏng hầu hết các van được đủ điều kiện với.
Trong quá trình di dời, bùn mật độ cao tăng tốc qua các khu vực dòng chảy hạn chế của giày và cổ áo,và các hạt rắn cư xử như một máy bay phun mài trên ghếKhi bơm dừng lại, các hạt tương tự bắt đầu lắng đọng, và một khoảng thời gian tĩnh thậm chí vài giờ có thể xây dựng một giường của chất rắn lắng đọng xung quanh van.Trong khi đó, mật độ của cột kiểm soát áp suất chênh lệch qua van đóng: một cột 20 ppg áp dụng khoảng 25% áp suất thủy tĩnh nhiều hơn một cột 15,8 ppg ở cùng độ sâu, do đó, sự khác biệt ngược sau khi tắt bơm, và áp suất tăng tại cắm bump,cả hai đều lớn hơnNhiệt độ thêm một khía cạnh nữa, bởi vì bùn nặng là phổ biến trong giếng HPHT, và xi măng trên khoảng 230 ° F đòi hỏi bột silica 35% để ngăn ngừa sự suy giảm độ bền,thêm nhiều chất rắn hơn vào một hệ thống đã đông đúc.
Câu hỏi thực tế đối với nhóm khoan là liệu thiết bị nổi có thể duy trì hai chức năng thiết yếu của nó trong những điều kiện này: cho phép xi măng đi xuống tự do trong quá trình đặt,và niêm phong đáng tin cậy chống lại dòng ngược sau đóCác loại bùn mật độ cao tấn công chức năng đầu tiên thông qua xói mòn và thứ hai thông qua sự can thiệp của chất rắn và tải trọng niêm phong cao hơn, vì vậy hình học van, vật liệu ghế,và chỉ số áp suất tất cả cần phải được kiểm tra so với thiết kế bùn thực tế chứ không phải so với một trang dữ liệu chungMất chất lỏng cao cũng có thể lắng đọng bánh lọc trên các vùng thấm gần giày, thu hẹp đường lưu lượng hiệu quả và thêm các mảnh vụn mà van phải đóng vào cuối công việc.
Thiết bị nổi tiêu chuẩn được thiết kế và thử nghiệm xung quanh chất lỏng xi măng thông thường, và các giả định được xây dựng trong thiết kế đó được kéo dài khi mật độ bùn di chuyển vào phạm vi trọng lượng nặng.Người mua lựa chọn trên chỉ số áp suất có thể bỏ lỡ các cơ chế thất bại mà chất rắn cao bùn giới thiệu, và hậu quả hiển thị như tỷ lệ rò rỉ, mất thử nghiệm áp suất, và dòng chảy lại xi măng sau khi đặt.
Mỗi cơ chế một mình có thể quản lý được; cùng nhau chúng giải thích tại sao các công việc nặng chiếm một tỷ lệ không tương xứng trong các lỗi thiết bị nổi.Điểm chung là van được yêu cầu để niêm phong trong một môi trường đầy đủ các hạt cứng, ở nhiệt độ cao, dưới áp suất gần với chỉ số của nó, sau nhiều giờ phơi nhiễm tĩnh.nó có nghĩa là xác nhận rằng hình học, vật liệu và thiết kế đóng cửa phù hợp với bùn thực sự sẽ được bơm, và nhà cung cấp đã đủ điều kiện thiết kế cho mật độ, nhiệt độ và hàm lượng chất rắn của hệ thống dự kiến.Khi xác minh đó được thực hiện trước khi thiết bị được vận chuyển, giàn khoan tránh phát hiện đắt tiền rằng tàu nổi không thể giữ được cột mà nó được lệnh giữ.
Lựa chọn và thủ tục làm việc cùng nhau: thiết kế van tốt nhất sẽ thất bại nếu các thực hành chạy cho phép chất rắn lắng đọng trên nó, và các thủ tục tốt nhất không thể giải cứu một van không đủ kích thước.Sử dụng phương pháp năm bước này cho bùn nặng:
Chọn một van với khu vực dòng chảy thực tế lớn nhất để tốc độ bùn qua công cụ vẫn thấp; tốc độ là những gì biến các chất cân thành công cụ cắt,và mỗi sự giảm tốc độ kéo dài tuổi thọ của ghếCác thiết kế flapper với hình học mở hoàn toàn thường bị xói mòn ít hơn so với các sắp xếp bóng và ghế bị hạn chế ở tốc độ bơm bằng nhau.Xác nhận rằng ghế và các thành phần đóng là dành cho dịch vụ mài mòn, và kiểm tra rằng nhiệt độ định mức bao gồm công việc, bởi vì các bộ phận elastomer và composite mềm khi nhiệt độ lỗ đáy tiếp cận giới hạn định mức 350~400 ° F.
Tính toán chênh lệch ngược trường hợp tồi tệ nhất: đầu thủy tĩnh của cột bùn nặng nhất trong vòng tròn trừ đi cột chất lỏng bên trong vỏ ở độ sâu nổi,cộng với bất kỳ đóng góp U-tubing, và so sánh kết quả với chỉ số thiết bị 5,000, 10,000Hãy nhớ rằng áp suất cắm-bump thêm một đỉnh thoáng qua trên đầu tải tĩnh, và van cũng có thể thấy tải giật trong khi vỏ được chạy.Nếu tính toán gần với xếp hạng, chuyển sang một thiết kế xếp hạng cao hơn hoặc thêm một rào cản thứ hai thay vì dựa vào biên mà không tồn tại.
Khi một chất bùn nặng được lên kế hoạch cho một giếng áp suất cao, chi phí của một sự cố van duy nhất là đủ cao để biện minh cho sự dư thừa.Một cổ áo float được hỗ trợ bởi một giày float cung cấp hai rào chắn niêm phong độc lập trong đường giày, do đó, một rò rỉ qua một van không tự động có nghĩa là dòng chảy lại xi măng trong thời gian chờ xi măng.và lập kế hoạch thử nghiệm áp suất sau khi làm việc để mỗi rào cản được xác minh riêng biệt thay vì che giấu các.
Các chất rắn lắng đọng nhanh nhất khi chất lỏng tĩnh, vì vậy giảm thiểu thời gian tĩnh một khi bùn đạt đến đường chân giày.,và tránh dừng lại lâu gần cuối của sự dịch chuyển, khi bùn nặng nhất đang ngồi trên van.xem xét chuyển đổi hoặc xoay chậm lồng khi điều kiện cho phép, và tính toán sự chậm trễ trong thiết kế xi măng để tiếp xúc tĩnh của thiết bị nổi được ngắn nhất có thể.
Trước khi làm việc, xác nhận hành động một chiều tại giàn khoan và kiểm tra ghế và bản lề để tìm thiệt hại vận chuyển, bởi vì một ghế bị hư hỏng sẽ không tồn tại một bùn mài mòn.Sau khi đặt xi măng và thời gian chờ, thử nghiệm áp lực đường chân giày để xác minh rằng bộ nổi giữ cột, sau đó khoan ra với một bit PDC ở các thông số được kiểm soát, theo dõi các trở lại cho các mảnh vỡ khoan như sắt đúc, nhôm,gốm, hoặc các mảnh nhựa thermoresist xác nhận các công cụ đã được tiêu thụ như thiết kế và rằng không có kim loại nào còn lại để can thiệp vào hoạt động tiếp theo.
Trong xăm giếng dầu, 15,8 ppg bùn lớp G là đường cơ sở phổ biến.và thiết kế nặng cho các giếng áp suất cao hoặc phần muối thường đạt 17 đến 20+ ppgCác loại bùn này mang một phần khối lượng lớn hơn nhiều chất rắn và cư xử rất khác với các hệ thống thông thường.
Các chất cân là các khoáng chất cứng, dày đặc. Khi bùn đi qua cổ áo nổi và giày nổi với tốc độ di dời, các hạt này tác động thô trên ghế, bản lề và các thành phần đóng.Trong thời gian tĩnh các chất rắn tương tự lắng đọng xung quanh van và có thể giữ một flapper hoặc quả bóng từ chỗ ngồi của nóCả hai cơ chế rút ngắn tuổi thọ và có thể đánh bại chức năng chống áp.
Thông thường có, miễn là áp suất và nhiệt độ xếp hạng bao gồm công việc và thiết kế van phù hợp với chất rắn mài mòn.,Các vật liệu ghế chống xói mòn và thiết kế cánh cửa mở hoàn toàn làm giảm rủi ro trong các công việc xi măng hạng nặng.
Van vỗ cung cấp một khu vực lưu lượng lớn, không bị cản trở, làm giảm tốc độ và xói mòn khi bơm bùn dày đặc, và chúng đóng lại tích cực chống lại dòng chảy ngược.Van và ghế bóng đơn giản và mạnh mẽĐối với các hệ thống 1720 + ppg, nhiều nhà khai thác thích thiết kế flapper với ghế chống xói mòn.
Sau khi các máy bơm dừng lại, cột trong vòng tròn nặng hơn cột bên trong vỏ, và sự khác biệt tác động đến van đóng.Trường hợp tồi tệ nhất thường là đầu thủy tĩnh của cột bùn đầy đủ nếu vỏ bên trên nổi được di dời sang một chất lỏng nhẹ hơn hoặc được làm trống bằng ống U.
Thiết bị bơm tự động có thể làm giảm sự gia tăng và tiết kiệm thời gian giàn khoan, nhưng bùn nặng, chất rắn làm cho các cơ chế lấp đầy và chuyển đổi làm việc khó hơn.và chênh lệch chuyển đổi có thể bị ảnh hưởng bởi trọng lượng bùnCác nhà khai thác nên xác nhận hiệu suất lấp của thiết bị trong trọng lượng bùn thực tế và có một quy trình giám sát lấp tại giàn khoan.
Sữa bùn nặng không phải là một biến thể của một công việc xi măng thông thường; chúng là một môi trường dịch vụ khác cho thiết bị nổi.và áp suất chênh lệch ngược cao hơn kết hợp để đánh bại van được chọn trên chỉ số áp suấtBằng cách phù hợp với hình học van và vật liệu với bùn, xác minh các chỉ số đối với cột nặng nhất, sử dụng bảo vệ van đôi khi rủi ro biện minh cho nó,và quản lý thời gian tĩnh trong khi di chuyển, các nhà điều hành có thể thực hiện 1720+ công việc ppg với sự tự tin rằng đường giày sẽ niêm phong và giữ kín.chia sẻ thiết kế bùn và điều kiện giếng của bạn với các kỹ sư ứng dụng của chúng tôi, và chúng tôi sẽ giúp bạn xác nhận rằng cổ áo nổi và giày nổi mà bạn dự định chạy có đủ điều kiện cho mật độ, hàm lượng chất rắn, nhiệt độ, và áp suất mà họ sẽ thực sự thấy dưới lỗ.
Độ dày đặc cao, chất rắn cao của bùn xi măng đặt thiết bị bùn xi măng dưới tải trọng mà các thiết kế tiêu chuẩn hiếm khi cảm thấy.từ áp suất di dời đến thời điểm các cắm trên đậpKhi bùn được cân nặng đến 17 ‰ 20 + ppg với hematite hoặc mangan tetraoxide, chất lỏng đi qua cổ áo float và giày float mang nhiều chất rắn mài mòn hơn, độ nhớt cao hơn,và có xu hướng ổn định mạnh hơn so với 15.8 ppg hệ thống lớp G. Kết quả là một thách thức ba: hạt xói mòn cắt bề mặt niêm phong, chất rắn bao quanh van và giữ cho nó mở,và một cột hydrostatic nặng hơn mà nâng cao áp suất chênh lệch ngược thiết bị phải giữ sau khi bơm dừng lạiBài viết này giải thích những gì chất bùn mật độ cao làm cho thiết bị nổi, tại sao các lựa chọn tiêu chuẩn có thể thất bại, và làm thế nào để chọn và chạy cổ áo nổi, giày nổi,và van phản áp cho các hệ thống xi măng 1720+ ppg.
Trong xăm giếng dầu, 15,8 ppg bùn lớp G là đường cơ bản quen thuộc.hoặc nơi các phần muối và căng thẳng kiến tạo đòi hỏi một cột nặng hơnCác chất cân nặng như hematite, ilmenite và mangan tetraoxide làm tăng mật độ phân bón lên khoảng 17-20 + ppg, và họ làm điều đó bằng cách thêm chất rắn: tỷ lệ nước-xi măng giảm,độ nhớt nhựa và tăng điểm sản xuất, và phần khối lượng của các hạt cứng, dày đặc trong chất lỏng tăng mạnh.và thô hơn nhiều so với chất lỏng hầu hết các van được đủ điều kiện với.
Trong quá trình di dời, bùn mật độ cao tăng tốc qua các khu vực dòng chảy hạn chế của giày và cổ áo,và các hạt rắn cư xử như một máy bay phun mài trên ghếKhi bơm dừng lại, các hạt tương tự bắt đầu lắng đọng, và một khoảng thời gian tĩnh thậm chí vài giờ có thể xây dựng một giường của chất rắn lắng đọng xung quanh van.Trong khi đó, mật độ của cột kiểm soát áp suất chênh lệch qua van đóng: một cột 20 ppg áp dụng khoảng 25% áp suất thủy tĩnh nhiều hơn một cột 15,8 ppg ở cùng độ sâu, do đó, sự khác biệt ngược sau khi tắt bơm, và áp suất tăng tại cắm bump,cả hai đều lớn hơnNhiệt độ thêm một khía cạnh nữa, bởi vì bùn nặng là phổ biến trong giếng HPHT, và xi măng trên khoảng 230 ° F đòi hỏi bột silica 35% để ngăn ngừa sự suy giảm độ bền,thêm nhiều chất rắn hơn vào một hệ thống đã đông đúc.
Câu hỏi thực tế đối với nhóm khoan là liệu thiết bị nổi có thể duy trì hai chức năng thiết yếu của nó trong những điều kiện này: cho phép xi măng đi xuống tự do trong quá trình đặt,và niêm phong đáng tin cậy chống lại dòng ngược sau đóCác loại bùn mật độ cao tấn công chức năng đầu tiên thông qua xói mòn và thứ hai thông qua sự can thiệp của chất rắn và tải trọng niêm phong cao hơn, vì vậy hình học van, vật liệu ghế,và chỉ số áp suất tất cả cần phải được kiểm tra so với thiết kế bùn thực tế chứ không phải so với một trang dữ liệu chungMất chất lỏng cao cũng có thể lắng đọng bánh lọc trên các vùng thấm gần giày, thu hẹp đường lưu lượng hiệu quả và thêm các mảnh vụn mà van phải đóng vào cuối công việc.
Thiết bị nổi tiêu chuẩn được thiết kế và thử nghiệm xung quanh chất lỏng xi măng thông thường, và các giả định được xây dựng trong thiết kế đó được kéo dài khi mật độ bùn di chuyển vào phạm vi trọng lượng nặng.Người mua lựa chọn trên chỉ số áp suất có thể bỏ lỡ các cơ chế thất bại mà chất rắn cao bùn giới thiệu, và hậu quả hiển thị như tỷ lệ rò rỉ, mất thử nghiệm áp suất, và dòng chảy lại xi măng sau khi đặt.
Mỗi cơ chế một mình có thể quản lý được; cùng nhau chúng giải thích tại sao các công việc nặng chiếm một tỷ lệ không tương xứng trong các lỗi thiết bị nổi.Điểm chung là van được yêu cầu để niêm phong trong một môi trường đầy đủ các hạt cứng, ở nhiệt độ cao, dưới áp suất gần với chỉ số của nó, sau nhiều giờ phơi nhiễm tĩnh.nó có nghĩa là xác nhận rằng hình học, vật liệu và thiết kế đóng cửa phù hợp với bùn thực sự sẽ được bơm, và nhà cung cấp đã đủ điều kiện thiết kế cho mật độ, nhiệt độ và hàm lượng chất rắn của hệ thống dự kiến.Khi xác minh đó được thực hiện trước khi thiết bị được vận chuyển, giàn khoan tránh phát hiện đắt tiền rằng tàu nổi không thể giữ được cột mà nó được lệnh giữ.
Lựa chọn và thủ tục làm việc cùng nhau: thiết kế van tốt nhất sẽ thất bại nếu các thực hành chạy cho phép chất rắn lắng đọng trên nó, và các thủ tục tốt nhất không thể giải cứu một van không đủ kích thước.Sử dụng phương pháp năm bước này cho bùn nặng:
Chọn một van với khu vực dòng chảy thực tế lớn nhất để tốc độ bùn qua công cụ vẫn thấp; tốc độ là những gì biến các chất cân thành công cụ cắt,và mỗi sự giảm tốc độ kéo dài tuổi thọ của ghếCác thiết kế flapper với hình học mở hoàn toàn thường bị xói mòn ít hơn so với các sắp xếp bóng và ghế bị hạn chế ở tốc độ bơm bằng nhau.Xác nhận rằng ghế và các thành phần đóng là dành cho dịch vụ mài mòn, và kiểm tra rằng nhiệt độ định mức bao gồm công việc, bởi vì các bộ phận elastomer và composite mềm khi nhiệt độ lỗ đáy tiếp cận giới hạn định mức 350~400 ° F.
Tính toán chênh lệch ngược trường hợp tồi tệ nhất: đầu thủy tĩnh của cột bùn nặng nhất trong vòng tròn trừ đi cột chất lỏng bên trong vỏ ở độ sâu nổi,cộng với bất kỳ đóng góp U-tubing, và so sánh kết quả với chỉ số thiết bị 5,000, 10,000Hãy nhớ rằng áp suất cắm-bump thêm một đỉnh thoáng qua trên đầu tải tĩnh, và van cũng có thể thấy tải giật trong khi vỏ được chạy.Nếu tính toán gần với xếp hạng, chuyển sang một thiết kế xếp hạng cao hơn hoặc thêm một rào cản thứ hai thay vì dựa vào biên mà không tồn tại.
Khi một chất bùn nặng được lên kế hoạch cho một giếng áp suất cao, chi phí của một sự cố van duy nhất là đủ cao để biện minh cho sự dư thừa.Một cổ áo float được hỗ trợ bởi một giày float cung cấp hai rào chắn niêm phong độc lập trong đường giày, do đó, một rò rỉ qua một van không tự động có nghĩa là dòng chảy lại xi măng trong thời gian chờ xi măng.và lập kế hoạch thử nghiệm áp suất sau khi làm việc để mỗi rào cản được xác minh riêng biệt thay vì che giấu các.
Các chất rắn lắng đọng nhanh nhất khi chất lỏng tĩnh, vì vậy giảm thiểu thời gian tĩnh một khi bùn đạt đến đường chân giày.,và tránh dừng lại lâu gần cuối của sự dịch chuyển, khi bùn nặng nhất đang ngồi trên van.xem xét chuyển đổi hoặc xoay chậm lồng khi điều kiện cho phép, và tính toán sự chậm trễ trong thiết kế xi măng để tiếp xúc tĩnh của thiết bị nổi được ngắn nhất có thể.
Trước khi làm việc, xác nhận hành động một chiều tại giàn khoan và kiểm tra ghế và bản lề để tìm thiệt hại vận chuyển, bởi vì một ghế bị hư hỏng sẽ không tồn tại một bùn mài mòn.Sau khi đặt xi măng và thời gian chờ, thử nghiệm áp lực đường chân giày để xác minh rằng bộ nổi giữ cột, sau đó khoan ra với một bit PDC ở các thông số được kiểm soát, theo dõi các trở lại cho các mảnh vỡ khoan như sắt đúc, nhôm,gốm, hoặc các mảnh nhựa thermoresist xác nhận các công cụ đã được tiêu thụ như thiết kế và rằng không có kim loại nào còn lại để can thiệp vào hoạt động tiếp theo.
Trong xăm giếng dầu, 15,8 ppg bùn lớp G là đường cơ sở phổ biến.và thiết kế nặng cho các giếng áp suất cao hoặc phần muối thường đạt 17 đến 20+ ppgCác loại bùn này mang một phần khối lượng lớn hơn nhiều chất rắn và cư xử rất khác với các hệ thống thông thường.
Các chất cân là các khoáng chất cứng, dày đặc. Khi bùn đi qua cổ áo nổi và giày nổi với tốc độ di dời, các hạt này tác động thô trên ghế, bản lề và các thành phần đóng.Trong thời gian tĩnh các chất rắn tương tự lắng đọng xung quanh van và có thể giữ một flapper hoặc quả bóng từ chỗ ngồi của nóCả hai cơ chế rút ngắn tuổi thọ và có thể đánh bại chức năng chống áp.
Thông thường có, miễn là áp suất và nhiệt độ xếp hạng bao gồm công việc và thiết kế van phù hợp với chất rắn mài mòn.,Các vật liệu ghế chống xói mòn và thiết kế cánh cửa mở hoàn toàn làm giảm rủi ro trong các công việc xi măng hạng nặng.
Van vỗ cung cấp một khu vực lưu lượng lớn, không bị cản trở, làm giảm tốc độ và xói mòn khi bơm bùn dày đặc, và chúng đóng lại tích cực chống lại dòng chảy ngược.Van và ghế bóng đơn giản và mạnh mẽĐối với các hệ thống 1720 + ppg, nhiều nhà khai thác thích thiết kế flapper với ghế chống xói mòn.
Sau khi các máy bơm dừng lại, cột trong vòng tròn nặng hơn cột bên trong vỏ, và sự khác biệt tác động đến van đóng.Trường hợp tồi tệ nhất thường là đầu thủy tĩnh của cột bùn đầy đủ nếu vỏ bên trên nổi được di dời sang một chất lỏng nhẹ hơn hoặc được làm trống bằng ống U.
Thiết bị bơm tự động có thể làm giảm sự gia tăng và tiết kiệm thời gian giàn khoan, nhưng bùn nặng, chất rắn làm cho các cơ chế lấp đầy và chuyển đổi làm việc khó hơn.và chênh lệch chuyển đổi có thể bị ảnh hưởng bởi trọng lượng bùnCác nhà khai thác nên xác nhận hiệu suất lấp của thiết bị trong trọng lượng bùn thực tế và có một quy trình giám sát lấp tại giàn khoan.
Sữa bùn nặng không phải là một biến thể của một công việc xi măng thông thường; chúng là một môi trường dịch vụ khác cho thiết bị nổi.và áp suất chênh lệch ngược cao hơn kết hợp để đánh bại van được chọn trên chỉ số áp suấtBằng cách phù hợp với hình học van và vật liệu với bùn, xác minh các chỉ số đối với cột nặng nhất, sử dụng bảo vệ van đôi khi rủi ro biện minh cho nó,và quản lý thời gian tĩnh trong khi di chuyển, các nhà điều hành có thể thực hiện 1720+ công việc ppg với sự tự tin rằng đường giày sẽ niêm phong và giữ kín.chia sẻ thiết kế bùn và điều kiện giếng của bạn với các kỹ sư ứng dụng của chúng tôi, và chúng tôi sẽ giúp bạn xác nhận rằng cổ áo nổi và giày nổi mà bạn dự định chạy có đủ điều kiện cho mật độ, hàm lượng chất rắn, nhiệt độ, và áp suất mà họ sẽ thực sự thấy dưới lỗ.