Una testa dell'involucro da 13-5/8 pollici e 5.000 psi imbullonata a una bobina dell'involucro da 10.000 psi è una mancata corrispondenza che appare al primo test di pressione, non nel catalogo. È qui che iniziano la maggior parte dei problemi della testa pozzo: sulla faccia della flangia dove parti con caratteristiche nominali, classi di materiali o intervalli di temperatura diversi sono state unite presupponendo che si adattassero.
I sistemi convenzionali a testa pozzo rappresentano ancora la risposta giusta per la maggior parte dei pozzi terrestri, dei workover e delle piattaforme in acque poco profonde. La loro forza è la modularità. Ogni barriera di pressione è un componente separato, classificato in modo indipendente e sostituibile in modo indipendente, pertanto è possibile specificare la pila fase per fase mentre il pozzo viene perforato e riparato un pezzo alla volta.
Il costo di tale flessibilità è rappresentato dall'altezza, dal peso, da una maggiore composizione della flangia e da più potenziali percorsi di perdita. Quello che segue è come è costruito il sistema, come specificarlo e dove vince o perde contro una testa pozzo compatta.
Cosa conta come un sistema a testa pozzo convenzionale
Un sistema a testa pozzo convenzionale è una pila di componenti contenenti pressione separati e imbullonati insieme: una testa dell'involucro, uno o più bobine dell'involucro, una bobina della testa del tubo e un albero di Natale, ciascuno con la propria classificazione di pressione API 6A, classe di temperatura e classe del materiale.
Il termine separa questa architettura da una testa pozzo compatta o monoforo, dove le stesse barriere sono trasformate in meno corpi più grandi. In uno stack convenzionale ciascun componente è costruito attorno all'involucro o alla tubazione che supporta e sigilla, quindi l'insieme si comporta come un sistema: la pressione di esercizio è impostata dall'anello più debole, non dalla parte più resistente.
| Componente | Ruolo nello stack | Specificare entro |
|---|---|---|
| Testa dell'involucro | Atterra e sigilla l'involucro superficiale e trasporta tutto ciò che è imbullonato sopra di esso | Dimensioni e peso dell'involucro, dimensioni e rating della flangia superiore, uscite |
| Gancio per custodia | Sospende la successiva corda dell'involucro e sigilla l'anello tra le corde | Tipo di slitta o mandrino, capacità di carico, materiale di tenuta |
| Bobina dell'involucro | Aggiunge una barriera e un'uscita per stringa man mano che il pozzo si approfondisce | Numero di bobine, alesaggio, disposizione dell'uscita, incremento della potenza |
| Bobina della testa del tubo | Sposta la pila dalla perforazione al completamento e supporta il gancio | Completamento singolo o doppio, autorizzazione ESP, scarichi |
| Gancio per tubi | Sospende i tubi di produzione e sigilla l'anello tubo-testa | Tipo a mandrino o a strisciamento, tenuta in elastomero o metallo, variante ESP |
| Albero di Natale | Controllo della pressione finale: valvole master, ad ala e a tampone più uno starter | Disposizione delle valvole, tipo di starter, rating, materiale del trim |
Come viene costruito lo stack, fase dopo fase
I sistemi convenzionali a testa pozzo vengono assemblati nell'ordine in cui il pozzo viene perforato e ogni nuova bobina dovrebbe essere classificata almeno quanto quella sottostante. Qualsiasi altro ordine crea una barriera più debole del pozzo che dovrebbe controllare.
La testa dell'involucro e il suo gancio
La testata dell'involucro è l'ancoraggio dell'insieme: atterra sulla superficie dell'involucro, trasporta tutto ciò che è imbullonato sopra di esso e fornisce le prime uscite per i ritorni, il monitoraggio o una strozzatura. Un foro di superficie di solito inizia con un corpo da 13-3/8 pollici o 20 pollici valutato da 2.000 a 5.000 psi, aumentando fino a 10.000 psi per programmi più profondi o a pressione più elevata. La gruccia al suo interno o scivola sull'involucro mentre viene abbassato oppure è del tipo a mandrino ricavato sulla corda; i ganci antiscivolo si adattano alle corde che devono essere tagliate e appoggiate, mentre i ganci a mandrino forniscono una tenuta più controllata dove l'integrità della pressione conta più della velocità di funzionamento.
Testa dell'involucro Csg per gruppi di teste dell'involucro della testa pozzo Ingresso del prodotto della testa dell'involucro Csg sotto i gruppi della testa dell'involucro della testa pozzo; utile per l'identificazione e l'indagine, mentre il testo vicino discute di ancoraggi, ganci e barriere di pressione impilate. Visualizza il prodotto → Bobine dell'involucro e aumento della pressione
Ogni bobina imbullonata aggiunge una barriera e un'uscita, che è ciò che consente alla pila di crescere insieme al pozzo. Una sequenza di terreno potrebbe andare da una testa dell'involucro da 13-5/8 pollici, 5.000 psi a una bobina da 11 pollici, 10.000 psi e fino a una testa del tubo da 7-1/16 pollici, 15.000 psi, ma l'ordine segue il programma dell'involucro piuttosto che un catalogo. Ogni fase viene normalmente testata a 1,5 volte la sua pressione di esercizio nominale prima che venga perforata la sezione del foro successiva e il diagramma di prova deve essere inserito nella cartella del pozzo insieme ai certificati dei materiali.
Convenzionale vs compatto: scegliere sui numeri reali
I camini convenzionali costano meno per componente e possono essere riparati sul posto, mentre le teste pozzo compatte consentono di risparmiare tempo sull'impianto e spazio sul ponte. Quale dei due vincerà dipende da quanti pozzi verranno perforati e dalla capacità di sollevamento disponibile.
| Fattore | Pila convenzionale | Testa pozzo compatta |
|---|---|---|
| Architettura | Corpi separati impilati e imbullonati, una barriera per bobina | Meno corpi, più grandi con barriere integrate |
| Altezza e peso | Più alto e più pesante, con più bordi truccati | Più corto e leggero, con meno connessioni |
| Flessibilità | Componentes can be re-rated, repaired or replaced individually | Configurazione fissata in produzione |
| Profilo dei costi | Minore per componente, più parti da ordinare e monitorare | Più alto per corpo, meno interfacce da gestire |
| La migliore vestibilità | Pozzi terrestri, workover, programmi di perforazione graduali | Modelli offshore e perforazione batch |
Il caso offshore è quello in cui il divario è più ampio. Su un modello in cui vengono perforati in batch diversi pozzi, evitando il ripetuto assemblaggio della flangia si risparmiano ore per pozzetto che compongono il programma. Questo vantaggio vale solo se la gru a piattaforma, il programma di perforazione e il progetto di completamento supportano un corpo monoforo. Su un singolo terreno ben servito da un modesto impianto di ristrutturazione, la possibilità di sostituire una bobina di solito supera il tempo di assemblaggio.
Corrispondenza dello stack al completamento
Una testa pozzo dimensionata per un produttore di petrolio a stringa singola non si adatta a un pozzo ESP o a un doppio completamento, quindi il progetto del completamento deve essere fissato prima di ordinare la testa del tubo.
Selezione della testa del tubo e del gancio
La bobina della testa del tubo è il punto di passaggio tra la perforazione e la produzione: supporta il supporto del tubo, sigilla l'anello tubo-testa e porta le uscite per il monitoraggio dell'anello, il sollevamento del gas o la circolazione. I ganci a mandrino sono standard per la maggior parte dei completamenti, con versioni a doppia corda e slip in cui due corde condividono una testa. Sui pozzi ESP l'adattatore e il gancio devono liberare la penetrazione del cavo e il diametro esterno della pompa, altrimenti il completamento non potrà passare.
Bobina della testa del tubo per gruppi di completamento della testa pozzo La pagina dei dettagli del prodotto identifica la bobina della testa del tubo sotto il gruppo della testa del tubo della testa del pozzo, fornita da Jiangsu Zhonglin Oil Equipment; opzione di contatto disponibile. Visualizza il prodotto → Temperatura, servizio acido e classe del materiale
La classe del materiale e la classe di temperatura sono decisioni ingegneristiche, non documenti cartacei. Un pozzo che produce il 3% in moli di H2S a 120 °C è una specifica diversa da un pozzo di gas secco a 60 °C e i limiti di durezza, la scelta dell'elastomero e la metallurgia conforme a NACE devono essere concordati prima che i corpi vengano lavorati. Cambiarli successivamente significa ritagliare o rottamare il componente.
Controllo della pressione sopra l'albero
Il controllo della pressione non si ferma all’albero di Natale. La valvola di sicurezza di superficie è tenuta aperta da un'alimentazione idraulica o pneumatica e si chiude quando tale alimentazione viene persa, il che rende l'attuatore e il pannello di controllo i veri determinanti del tempo di chiusura. Le strozzature assorbono la caduta di pressione che altrimenti distruggerebbe le tubazioni a valle: una strozzatura positiva dove è accettabile una restrizione fissa, una strozzatura regolabile dove il flusso deve essere ridotto quando la pressione del serbatoio diminuisce. Il pannello collega la pressione alla testa del pozzo alla valvola e le sue impostazioni pilota, il tempo di risposta e l'azionamento manuale decidono la velocità con cui il camino si chiude. I meccanismi di tale collegamento sono trattati in questa nota come un pannello di controllo comunica con una valvola di sicurezza remota .
Pannello di controllo per l'arresto di emergenza della testa pozzo per valvole di sicurezza Pannello di controllo per l'arresto di emergenza a distanza delle valvole di sicurezza della testa pozzo; API 6A, dimensioni da 1-13/16 a 7-1/16 pollici e valori nominali da 2.000 a 15.000 PSI. Visualizza il prodotto → Lista di controllo delle specifiche prima di ordinare
La maggior parte delle controversie sulle teste dei pozzi risalgono a dettagli che non sono mai stati scritti nell'inchiesta. Confermare tutto quanto segue prima che l'ordine di acquisto venga emesso.
- Valutazione della pressione su ogni interfaccia, non solo sulla flangia superiore.
- Dimensioni dell'involucro e dei tubi, pesi e tipi di filettatura per ciascun gancio.
- Classe di temperatura e classe di materiale per ogni corpo, adattata ai fluidi prodotti.
- Livello di specifica del prodotto API 6A (PSL) e requisiti di prestazione (PR1 o PR2).
- Configurazione di uscita: borchiata o flangiata, dimensioni, rating e compatibilità della valvola.
- Requisiti di prova e documentazione: test della scocca e del sedile, certificati dei materiali, tracciabilità.
- Pezzi di ricambio: kit di guarnizioni, imballi, kit di riparazione e gli strumenti necessari per sostituirli.
- Tempi di consegna, imballaggio e punti di sollevamento, in particolare per teste di rivestimento di grande diametro.
La certificazione del fornitore è il filtro di screening più rapido. An Monogramma API 6A e certificazione ISO dimostrano che il sistema di qualità del produttore copre progettazione, produzione e test, ma non sostituiscono la revisione delle specifiche di cui sopra, perché un fornitore certificato può comunque costruire esattamente la testa pozzo sbagliata.
Installazione, collaudo e manutenzione
I guasti sul campo sulle teste pozzo convenzionali sono solitamente problemi di installazione o manutenzione piuttosto che difetti di fabbricazione. Una sequenza coerente ne previene la maggior parte.
- Controllare le superfici delle flange, le guarnizioni degli anelli e i prigionieri rispetto al disegno prima del montaggio.
- Serrare i perni secondo uno schema incrociato controllato secondo le cifre del produttore, non secondo una stima dell'equipaggio dell'attrezzatura.
- Testare la pressione fase per fase, sostenere la prova e registrare il grafico.
- Confermare che il gancio sia atterrato e che la guarnizione sia energizzata prima di forare la scarpa successiva.
- Sostituire le guarnizioni in elastomero all'intervallo consigliato, con il kit di riparazione già sul posto.
- Ricontrollare le impostazioni del pannello di controllo dopo qualsiasi intervento che abbia modificato la pressione della testa del pozzo.
Gli intervalli di ispezione normalmente derivano dalla politica di integrità del pozzo dell'operatore piuttosto che dalla testa pozzo stessa, e qualsiasi intervallo è credibile solo se i kit di tenuta e gli strumenti di recupero sono sul posto alla scadenza.
Domande frequenti
Una testa pozzo convenzionale è ancora competitiva rispetto a una testa pozzo compatta?
Sì, a terra e nei programmi con lavoro eccessivo. Il design compatto vince sui modelli offshore e sulla perforazione batch, dove dominano lo spazio sul ponte e il tempo dell'attrezzatura; lo stack convenzionale vince ovunque sia necessario sostituire un singolo componente senza staccare l'intero assieme.
Come scelgo la pressione nominale per ciascuna bobina dell'involucro?
Adattarlo alla pressione superficiale massima prevista per la sezione del foro successiva e non lasciarlo mai scendere al di sotto del valore nominale del componente sottostante. I passi di valutazione sono solitamente 2.000, 3.000, 5.000, 10.000 e 15.000 psi.
Dovrei usare un supporto per budello di tipo slip o a mandrino?
Utilizzare il tipo slip quando il rivestimento deve essere tagliato e atterrato o quando il tempo di esecuzione è più importante; utilizzare il tipo a mandrino quando l'integrità della tenuta e il controllo del carico sono la priorità. Entrambi si adattano alla stessa testa dell'involucro o bobina, quindi la scelta può essere fatta per corda.
Quale documentazione dovrebbe essere fornita con una testa pozzo?
Come minimo: certificati dei materiali, monogramma API 6A e registrazioni di tracciabilità, grafici dei test idrostatici e del gas, disegni di assemblaggio, tabelle di coppia e un elenco dei kit di guarnizioni con i numeri delle parti.
I sistemi convenzionali a testa pozzo guadagnano il loro posto essendo noiosi nel modo giusto. Ogni barriera è visibile, classificata individualmente e sostituibile individualmente, e l'assemblaggio può cambiare man mano che cambia il pozzo. Specificare le valutazioni interfaccia per interfaccia, abbinare i ganci al completamento e conservare le tabelle dei test e i sigilli di riserva dove l'equipaggio può trovarli: questo è ciò che trasforma una pila di flange in una testa pozzo affidabile.
