Технологии за рязане на корпуси на дупки

Тъй като глобалната петролна и газова индустрия навлиза в по-дълбоки граници с високо-налягане, висока-температура (HPHT), предизвикателствата на заседналите тръби, разходите за изоставяне на кладенци и оперативната ефективност никога не са били по-критични. С приблизително 30 000 сондажа, планирани за извеждане от експлоатация в световен мащаб до 2028 г., търсенето на надеждни, ефикасни и безопасни технологии за рязане на обшивки в дупки расте главоломно. Индустриалните анализатори отбелязват, че постоянното изоставяне, особено при офшорни операции, изисква рязане на дълбочина до 4 метра под калната линия, което прави избора на режещ инструмент ключово икономическо и техническо решение.

Инструментите за рязане в дупки са широко категоризирани в три основни типа: механични, абразивни струйни и специални режещи системи. Всеки предлага различни предимства и е изправен пред уникални предизвикателства, докато инженерите работят за разрешаване на инциденти със заседнали тръби, намаляване на разходите и спазване на строгите екологични разпоредби.

Механичните резачки, които използват физически остриета за разрязване на тръба, остават най-конвенционалното решение. Технологията обаче бързо се развива от своите ранни, по-прости форми.

• Традиционни механични и хидравлични ножове:Ранните инструменти, като простия механичен вътрешен нож, бяха с ниска-цена, но страдаха от високо износване на острието, счупване и нисък процент на успех. Хидравличните ножове, въведени в средата на 90-те години на миналия век, подобриха надеждността чрез използване на налягане на течността за удължаване на остриетата. Забележителен пример от петролното находище Zhongyuan в Китай постигна 100% успеваемост при 38 пробивания, достигайки дълбочина от 2423 метра.
• Електрически контролирано рязане:Най-значимият скок в тази категория е преминаването към електрическо задвижване. Големи доставчици на услуги като Baker Hughes (2009 г.) и Halliburton (2019 г.) въведоха електрически{3}}захранвани с батерии резачки. Инструментът на Halliburton, оценен на 148 градуса и 103,4 MPa, постигна 85% успеваемост при диаметри на тръби от 60,32 до 88,90 mm, осигурявайки високо-качествени срезове без неравности. В страната китайски изследователи са разработили автоматизирани инструменти за 73-101,6 mm тръби, работещи при 140 MPa с обратна връзка за състоянието на рязане в реално време.

Прозрения за индустрията:Бъдещето на механичното рязане е в автоматизацията и интелигентността. Предизвикателствата остават около прецизното позициониране на дълбочината и структурната сложност, но решения като локатори на яката на корпуса и гъвкави опорни пръти активно се справят с тези проблеми.

За сложни сценарии, включващи ексцентрична тръба или множество концентрични струни-където механичните остриета често се отказват-технологията с абразивна струя се оказва незаменима. Принципът е прост, но мощен: водна струя под високо-налягане, смесена с абразивни частици (гранат, силициев диоксид или силициев карбид), разяжда материала на корпуса.

Съществуват два основни задвижващи механизма за въртене на струйната дюза:

• Тип сила на реакция:Използва реактивната сила на течността под високо-налягане, излизаща от ексцентрична дюза, за да завърти режещата глава. Китайска -разработена система, работеща при 45-55 MPa и 5-7 оборота в минута, успешно проряза четири слоя корпус (размери 244,5, 339,7, 508 и 762 mm) за приблизително шест часа.
• Тип хидравличен мотор:Предлага превъзходен контрол върху скоростта на въртене на дюзата без строги изисквания за електрическа хидроизолация. -Базираната в Швейцария ANT AG, световен лидер в рязане с водна струя, внедри своята серия PCH за тръби с диаметър от 406,4 до 914,4 mm. Инструментът работи на дълбочина до 250 метра и разполага с безстепенно затягане и разтегателна режеща глава.

Основни предизвикателства:Контролът на скоростта на въртене на дюзата (за избягване на загуба на ефективност) и определянето на точния момент на прорязване-през остават активни области на научноизследователска и развойна дейност, с решения, включващи-наблюдение, базирано на камера, лазерно сканиране и сензори за вибрации.

За нетрадиционни геометрии на кладенци, като хоризонтални или силно наклонени сондажи, се внедряват специални технологии за рязане-експлозиви, химикали, електрическа дъга и лазер-. Всеки обаче носи значителни предупреждения.

• Рязане на експлозив (формиран заряд):Бърз и способен да срязва няколко струни наведнъж, но създава много неравномерни срезове и представлява сериозен риск за морския живот в офшорни приложения поради взрив и замърсяване.
• Химическо рязане:Използва мощен химически агент, бромен трифлуорид (BrF₃), за бързо прекъсване на тръбата. Въпреки че е ефективен и бърз, BrF₃ е силно корозивен и токсичен. Нереагиралите химически остатъци могат да причинят сериозно замърсяване на кладенеца, а повърхностният котлен камък върху тръбата може да доведе до неизправност.
• Рязане с електрическа дъга:Включва подводно плазмено и водно{0}}дъгово рязане. Тези методи предлагат чисти, бързи разрези, но страдат от висока консумация на енергия (плазма до 200 V) или високи разходи за производство и поддръжка.
• Лазерно рязане:Предлага най-доброто качество на рязане и висока ефективност, но в момента е ограничено от високите разходи и ограничената дебелина на рязане, предотвратявайки широкото търговско приемане.

Тъй като вълната от извеждане от експлоатация се ускорява, нито една технология за рязане не отговаря на всички нужди. Механичното рязане остава-рентабилната базова линия, но се насочва към интелигентна, електрическа автоматизация. Абразивната струя е-правилното решение за сложни много-струнни и ексцентрични срезове, при условие че може да се овладее контролът на потока. Специалните методи обслужват нишови приложения с висока -трудност, но техните рискове за HSE (здраве, безопасност, околна среда) изискват внимателна оценка.

Пътят напред е ясен:Индустрията призовава за по-дълъг живот на острието, интелигентни и визуализирани процеси на рязане и по-прости, по-безопасни инструменти, които могат да се адаптират към по-широк диапазон от условия в сондажа. Компаниите, които успешно интегрират обратна-данни в реално време, здрави-устойчиви на износване материали и чувствителни към околната среда дизайни, ще ръководят следващото поколение операции за изоставяне и ремонт на кладенци.

За нас:China Vigor е посветен на предоставянето на най-новите технически прозрения и решения за глобалната нефтена и газова индустрия. За повече информация относно сондажни инструменти и технологии за изоставяне на кладенци, свържете се с нашия екип.