انتخاب تجهیزات شناور سیمانی برای چاه هایی با خطرات گردش از دست رفته

انتخاب تجهیزات شناور سیمان کاری برای چاه هایی که خطرات گردش خون از دست رفته بیشتر از اندازه و اتصال بدنه مطابقت دارد. هنگامی که کالاها به دلیل کربنات‌های ضخیم، شکستگی‌های طبیعی یا شن‌های خالی از بین می‌روند، ستون سیمانی می‌تواند به عقب برگردد، لوله U می‌تواند پوشش را تخلیه کند، و مسیر کفش را می‌توان بدون مهر و موم رها کرد و چاه را در معرض هجوم و کارهای گران قیمت اصلاحی قرار داد. یقه شناور سمت راست و کفش شناور پس از توقف پمپ ها، دوغاب را در جای خود نگه می دارند، فشار موج را در حین کارکردن محفظه محدود می کنند و دوغاب های سبک وزن و پر از مواد جامد را که برای محافظت از سازندهای ضعیف استفاده می شوند، تحمل می کنند. ابزارهای پرکننده خودکار، نواحی جریان بزرگ، قطعات داخلی مقاوم در برابر فرسایش و شیرهای واجد شرایط API Spec 10F / ISO 10427-2 همگی بر انتخاب تأثیر می گذارند. این راهنما توضیح می دهد که چه تغییراتی در یک چاه مستعد از دست دادن، چرا انتخاب اهمیت دارد و چگونه می توان تجهیزات شناور را با پنجره فشار، طراحی دوغاب و طرح احتمالی مطابقت داد. با تجهیزات مناسب، چاه به اندازه کافی سر هیدرواستاتیک را برای جلوگیری از هجوم نگه می دارد و سیمان در جایی که قرار می گیرد باقی می ماند.

چه چیزی انتخاب تجهیزات شناور را در چاه های با گردش از دست رفته متفاوت می کند؟

گردش از دست رفته زمانی اتفاق می‌افتد که سیالات به شکل‌هایی خارج می‌شوند که نمی‌توانند فشار هیدرواستاتیکی ستون سیال را تحمل کنند: کربنات‌های شکسته، فواصل ناهموار، ماسه‌های تثبیت نشده، و مخازن تخلیه‌شده مشکوک معمول هستند. در طول سیمان کاری اولیه، ذخایر بالا می روند، زیرا دوغاب سیمان سنگین تر از گل حفاری است. یک سیستم کلاس G معمولی 15.8 pg فشار بیشتری بر ضعیف‌ترین ناحیه نسبت به گلی که سوراخ را ایجاد کرده است، وارد می‌کند و هنگامی که گرادیان شکست فراتر رفت، برگشت ناپدید می‌شود. سطح حلقه کاهش می یابد، فشار هیدرواستاتیک کاهش می یابد، و ستون سیمانی در لحظه ای که پمپ ها متوقف می شوند، شروع به سقوط به سمت کفشک می کند.

تجهیزات شناور نمی توانند ناحیه تلفات را مهر و موم کنند، اما تصمیم می گیرند که در صورت وقوع تلفات چه اتفاقی برای ستون سیمانی بیفتد. منطق انتخاب به سه صورت تغییر می کند. اول، دریچه باید ستون سیمانی را در زمانی که پشتیبانی هیدرواستاتیک از حلقه ناپدید می شود، نگه دارد. دیفرانسیل بین شیر پس از اتلاف جزئی می تواند از هر چیزی که در یک چاه معمولی دیده می شود بیشتر باشد زیرا ستون گل بالای سیمان از بین رفته است. ثانیاً، اجرای پوشش نباید ناحیه را از بین ببرد: فشار افزایشی در هنگام اجرا و تراکم گردش معادل بالا در طول گردش، محرک های مکرر بازگشت از دست رفته هستند. سوم، دوغاب ها متفاوت هستند: سیمان فوم دار و سیستم های میکروکره توخالی تا ppg 10-12، سیستم های تیکسوتروپیک، و دوغاب های بارگیری شده با مواد با گردش خون از دست رفته، همگی باید از تجهیزات شناور بدون مسدود کردن آن یا فرسایش صندلی عبور کنند.

واژگان تجهیزات بدون تغییر است، کفش شناور، یقه شناور، فلپر، توپ و صندلی و شیر مخروطی در بدنه های چدنی، آلومینیومی، ترموست یا سرامیکی قابل حفاری، اما نیازهای عملیاتی تغییر می کند. یک کفش شناور پرکننده خودکار، محفظه را در حین اجرا تا حدی پر نگه می‌دارد و فشار موج را در مناطق ضعیف کاهش می‌دهد. یک سوراخ بزرگ و مسیر جریان صاف افت فشار را در سراسر ابزار کاهش می دهد و تراکم گردش معادل را کاهش می دهد. صندلی‌های مقاوم در برابر فرسایش از دوغاب‌هایی که مواد با گردش خون از دست رفته را حمل می‌کنند جان سالم به در می‌برند و یک رشته دو سوپاپ مانع دوم را در ذخیره نگه می‌دارد. به طور خلاصه، سوال انتخاب از این که آیا شیر پس از کار فشار نامی را حفظ می کند تا اینکه آیا سیمان می تواند به کفش برسد و بدون شکستن سازند در آنجا بماند تغییر می کند.

چرا انتخاب تجهیزات شناور می تواند یک کار سیمانی مستعد از دست دادن را ایجاد یا خراب کند؟

در چاهی با برگشت معمولی، شکست شناور گران است اما مهار می‌شود: سیمان در فاصله کوتاهی به عقب می‌افتد، مسیر کفش آلوده می‌شود، و فشار یکپارچگی را باز می‌گرداند. در یک چاه مستعد از دست دادن همان ترکیبات شکست. ستون دوغاب دوباره به ناحیه اتلاف می‌افتد، فشار هیدرواستاتیک کاهش می‌یابد، و سیالات تشکیل‌دهنده می‌توانند در حالی که سیمان هنوز در حال گیرش است وارد حلقوی شوند. چاهی که صرفاً در حال از دست دادن گل و لای بود، می‌تواند با گاز در حلقه، یک کفش خیس و فشار در سراسر منطقه‌ای که سیمان برای محافظت از آن قرار داشت، تمام شود. بنابراین، انتخاب تجهیزاتی که از سقوط به عقب جلوگیری می کند، یک تصمیم کنترل فشار است، نه فقط یک جزئیات خرید.

اقتصاد بحث را تیزتر می کند. یک کار پر کردن یا فشار دادن در یک بازه زمانی مستعد از دست دادن می تواند بیش از کل بسته لوازم جانبی بدنه هزینه داشته باشد، و یک مسیر کفش ناموفق اغلب به پیمانکار سیمانکاری نسبت داده می شود، حتی زمانی که علت اصلی انتخاب تجهیزات باشد. به همین دلیل است که تامین کنندگان معتبر تجهیزات شناور را در برابر بارهای خدمات واقعی واجد شرایط می کنند و نتایج را منتشر می کنند و به خریداران این امکان را می دهد که عملکرد مستند را به جای قیمت به تنهایی مقایسه کنند.

زمانی که ضرر و زیان مورد انتظار است، چهار قابلیت بیشترین اهمیت را دارند:

• آب بندی با فشار برگشتی باعث توقف ریزش سیمان و لوله های U می شود. هنگامی که حلقه سیال خود را از دست می دهد، ستون بالای سیمان می تواند در لحظه ای که پمپ ها متوقف می شوند، جهت را برعکس کند. یک یقه شناور آب بندی و کفش شناور، دوغاب را در جای خود نگه می دارد، سر هیدرواستاتیک باقی مانده را حفظ می کند و مسیر کفش را پر از سیمان نگه می دارد.
• گزینه‌های پر کردن خودکار فشار موج را در حین کار کاهش می‌دهند. پوششی که تا درصد کنترل‌شده پر می‌شود، بارهای دینامیکی کمتری را بر مناطق ضعیف تحمیل می‌کند و به ریسمان کمک می‌کند تا قبل از شروع سیمان‌کاری بدون شکستن سازند به پایین برسد.
• نواحی جریان بزرگ و قطعات داخلی مقاوم در برابر فرسایش، دوغاب‌های فوم‌دار، میکروسفر و مملو از LCM را با افت فشار پایین‌تر از خود عبور می‌دهند و تراکم گردش معادل در داخل پنجره را حفظ می‌کنند و خطر بسته شدن شیر در اواسط کار را کاهش می‌دهند.
• طرح های دو سوپاپ واجد شرایط، افزونگی را اضافه می کنند. اگر کفش شناور توسط دوغاب ساینده آسیب ببیند، یقه شناور به عنوان مانع دوم باقی می ماند و عملکرد فشار و دما مطابق با API Spec 10F / ISO 10427-2 است.

هیچ یک از اینها نیاز به مواد با گردش از دست رفته، دوغاب تیکسوتروپیک یا ابزارهای مرحله را برطرف نمی کند، اما زمانی که تجهیزات شناور ستون را ثابت نگه می دارند، این درمان ها بهتر عمل می کنند. دریچه ای که در شرایط برگشتی نشت می کند، ضرر قابل کنترل را به یک کار سیمانی اولیه ناموفق تبدیل می کند، به همین دلیل است که از تامین کنندگان خواسته می شود تا قبل از ارسال ابزار، عملکرد فشار تفاضلی را مستند کنند. بررسی آن سوابق آزمایشی در حین صلاحیت فروشنده گام کوچکی است که از شگفتی های گران قیمت در سایت چاه جلوگیری می کند.

نحوه انتخاب و استفاده از تجهیزات شناور در چاه های مستعد اتلاف

یک فرآیند انتخاب ساختاریافته، تجهیزات را با محدودیت های فشار چاه هماهنگ نگه می دارد.

پنجره فشار و شدت منطقه از دست دادن را تعریف کنید

با گرادیان شکست از آزمایش‌های نشتی و پنجره وزن گل استفاده شده در حین حفاری شروع کنید. سقف تراکم گردش معادل را برای گردش و جابجایی تخمین بزنید و شدت تلفات را طبقه بندی کنید: تلفات نشت، تلفات جزئی یا تلفات شدید بدون بازگشت. تعیین کنید که آیا تلفات فقط در حین حفاری اتفاق می‌افتد یا ابتدا در حین سیمان‌کاری ظاهر می‌شود، زیرا این امر میزان کارکرد تجهیزات شناور را تغییر می‌دهد. این پنجره فشار مرجع برای هر تصمیم بعدی است، از درجه بندی سوپاپ تا تنظیم پر کردن خودکار.

بین تجهیزات پر کردن خودکار و پرکننده معمولی انتخاب کنید

کفش‌ها و یقه‌های شناور با پر کردن خودکار، بدنه را تا حدی پر نگه می‌دارند که فشار موج را کاهش می‌دهد و از مناطق ضعیف محافظت می‌کند. هنگامی که گرادیان شکستگی تنگ است، آنها یک انتخاب قوی هستند. مبادله یک مسیر جریان محدود است که می تواند یک سوراخ کثیف را وصل کند، بنابراین اندازه روزنه پر را در برابر محتوای جامد گل تأیید کنید. در چاه‌های با تلفات شدید، برخی از اپراتورها تجهیزات معمولی با سوراخ بزرگ را ترجیح می‌دهند و به جای آن، پر کردن از سطح را برنامه‌ریزی می‌کنند. از تامین کننده بپرسید که آیا ابزار پر کردن خودکار را می توان قبل از سیمان کاری تبدیل کرد یا قفل کرد.

نوع سوپاپ، مواد و رتبه بندی را با دوغاب و بار برگشتی مطابقت دهید

دیفرانسیل بدترین حالتی را که دریچه باید نگه دارد محاسبه کنید: ارتفاع ستون سیمانی بالای کفشک در شیب دوغاب ضرب می شود، که با کاهش سطح حلقوی تا ناحیه از دست دادن ارزیابی می شود. سپس شیری را انتخاب کنید که بالاتر از آن بار باشد، معمولاً 5000 یا 10000 psi با طراحی های خاص تا 15000 psi برای چاه های فشار قوی. دریچه های فلاپر به سرعت بسته می شوند و در مایعات کثیف قابل بخشش هستند. طرح های توپ و صندلی و مخروطی مناسب خدمات شدید هستند. بدنه های چدنی، آلومینیومی، ترموست یا سرامیکی قابل حفاری را بر اساس طرح حفاری انتخاب کنید و درجه حرارت را در برابر دمای استاتیک سوراخ پایین، معمولاً تا 350-400 درجه فارنهایت تأیید کنید.

تایید صلاحیت و مدارک آزمون

قبل از سفارش، فایل عملکرد را بخواهید: آزمایش‌های آب‌بند مایع، چرخه دما، و رتبه‌بندی‌های فشار تفاضلی که بر اساس API Spec 10F / ISO 10427-2 توسعه یافته‌اند، به‌علاوه شواهدی مبنی بر اینکه مرکز تولید تحت سیستم‌های کیفیت API Spec Q1 یا ISO 9001 کار می‌کند. فشار، دما و مایع آزمایش را بررسی کنید تا اعداد با خدمات شما مطابقت داشته باشند تا شرایط آزمایشگاهی مطلوب. وقتی ابزارها رسیدند، رتبه پلاک، نوع نخ و شرایط داخلی را در برابر سفارش خرید بررسی کنید و آنها را ذخیره کنید تا مهر و موم ها و بخش های قابل حفاری تا زمانی که اجرا شوند محافظت شوند.

رویه سیمان کاری و موارد احتمالی را در اطراف تجهیزات ایجاد کنید

با ثابت بودن تجهیزات، کار را در اطراف آن طراحی کنید. نرخ جابجایی را در داخل پاکت نامی نگه دارید تا شیر توسط دوغاب مملو از LCM فرسایش نگیرد و فشار ضربه و زمان نگهداری را برای آزمایش فشار برگشتی تعیین کنید. در صورت امکان تلفات شدید، قبل از شروع کار، ماشه را برای تغییر به ابزار مرحله یا یک برنامه شارژ و فشرده سازی برنامه ریزی کنید و مطمئن شوید که عملکرد آب بندی تجهیزات شناور در هر شاخه از طرح حفظ می شود. امضای فشار مورد انتظار را مستند کنید تا خدمه بتوانند شناور آب بندی در مقابل شناور نشتی را در زمان واقعی تشخیص دهند.

سوالات متداول

آیا باید از تجهیزات شناور پرکننده خودکار در یک چاه مستعد تلفات استفاده کنیم؟

اغلب بله. کفش‌های شناور پرکننده خودکار بدنه را تا حدی پر نگه می‌دارند که فشار موج را کاهش می‌دهد و احتمال شکستن ناحیه ضعیف قبل از سیمان‌کاری را کاهش می‌دهد. مبادله یک مسیر پر کردن محدود است که می تواند یک سوراخ کثیف را وصل کند. اگر ضرر و زیان شدید است، طرح های کاملاً باز یا قابل تبدیل را با تامین کننده خود در میان بگذارید.

تک سوپاپ یا دو سوپاپ برای چاه های با گردش از دست رفته؟

رشته های دو سوپاپ انتخاب محافظه کارانه هستند. اگر کفش شناور هنگام عبور از دوغاب ساینده یا LCM آسیب ببیند، یقه شناور به عنوان مانع دوم برای نگه داشتن ستون سیمانی باقی می ماند. دریچه اضافی در مقایسه با عقب افتادگی که باعث می‌شود مسیر کفش در ناحیه‌ای که درمان آن دشوار است، بسته نشود، هزینه کمی دارد.

آیا دوغاب های فوم دار یا سبک می توانند به تجهیزات شناور آسیب بزنند؟

دوغاب های فوم دار و میکروسفری نسبت به سیستم های وزن دار ساینده کمتری هستند، اما در دریچه رفتار متفاوتی دارند. فوم قابل تراکم باعث نوسانات فشار می شود و دریچه ممکن است با انبساط گاز پس از توقف پمپ ها باز و بسته شود. تجهیزاتی با لولاها و مهر و موم های محکم انتخاب کنید و با تامین کننده تایید کنید که طرح برای دوغاب برنامه ریزی شده رتبه بندی شده است.

اگر سیمان عقب بیفتد، تجهیزات چه فشاری را باید نگه دارد؟

بار به ارتفاع و تراکم ستون بالای کفش پس از از دست دادن بستگی دارد. به عنوان یک قاعده، اندازه شیر را به گونه ای تنظیم کنید که دیفرانسیل نامی آن، معمولاً 5000 یا 10000 psi با طرح های خاص تا 15000 psi باشد، از بار برگشتی که در بدترین حالت محاسبه شده از شیب دوغاب محاسبه می شود، بیشتر باشد. یک حلقه تا حدی از دست رفته می تواند دیفرانسیل های بسیار بالایی ایجاد کند.

آیا تجهیزات شناور خود گردش از دست رفته را متوقف می کند؟

خیر. تجهیزات شناور یک شیر فشار معکوس است و نمی‌تواند به خودی خود یک ناحیه از دست رفته را مهر و موم کند یا برگشت را بازگرداند. وظیفه آن مهار عواقب یک ضرر است. ریزش سیمان را متوقف می‌کند، از U-tubing جلوگیری می‌کند و دوغاب را در جای خود نگه می‌دارد در حالی که مواد با گردش خون از دست رفته، دوغاب‌های تیکسوتروپیک یا ابزارهای مرحله اصلاح واقعی را انجام می‌دهند.

چگونه تأیید می کنیم که تجهیزات با پنجره ECD برنامه ریزی شده مطابقت دارد؟

داده های افت فشار و ناحیه جریان ابزار را با تراکم گردش معادل محاسبه شده برای نرخ گردش برنامه ریزی شده مقایسه کنید. قطر داخلی، ضریب جریان و منحنی های افت فشار را از تامین کننده بخواهید، سپس اعداد را با چگالی واقعی گل و دوغاب اجرا کنید. طراحی‌های با سوراخ بزرگ و افت فشار کم، عریض‌ترین پنجره عملیاتی را در ساختار ضعیف ارائه می‌دهند.

نتیجه گیری

گردش از دست رفته یک کار معمول سیمان را به یک تمرین مدیریت فشار تبدیل می کند که در آن تجهیزات شناور نقش اصلی را ایفا می کنند. انتخاب مناسب ستون سیمانی را در زمانی که حلق نمی‌تواند نگه می‌دارد، فشارهای نوسانی و گردشی را زیر گرادیان شکست نگه می‌دارد و از دوغاب‌های سبک وزن و مملو از LCM که کنترل تلفات نیاز دارد، جان سالم به در می‌برد. مسیر عملی ساده است: پنجره فشار را تعریف کنید، پر کردن خودکار یا پرکننده معمولی را انتخاب کنید، نوع شیر، مواد و رتبه‌بندی‌ها را با بار برگشتی در بدترین حالت مطابقت دهید، واجد شرایط بودن API Spec 10F / ISO 10427-2 را تأیید کنید، و طرح اضطراری را قبل از شروع کار بسازید. اگر در حال برنامه‌ریزی یک کار سیمانی در یک منطقه از دست دادن شناخته شده یا مشکوک هستید، با مهندسین کاربرد ما با داده‌های گرادیان شکست و طراحی دوغاب برنامه‌ریزی شده تماس بگیرید، و ما به شما کمک می‌کنیم تجهیزات شناوری را انتخاب کنید که سیمان را در جایی که به آن تعلق دارد نگه دارد.