Anatomia głowicy odwiertu: głowice osłonowe, głowice rurowe i choinki

Głowica odwiertu to krytyczne zakończenie powierzchniowe odwiertu. Składa się z kilku kluczowych elementów,-mianowicie głowicy obudowy, głowicy rurki i choinki-, które współpracują ze sobą, aby zawieszać sznury odwiertu, uszczelniać przestrzenie pierścieniowe i kontrolować produkcję. Dokładne zrozumienie tego sprzętu jest niezbędne do zapewnienia bezpiecznej i wydajnej eksploatacji ropy i gazu.

Kompleksowy przegląd techniczny przedstawiony na konferencji China International Pipeline Conference zawiera szczegółowy opis elementów głowicy odwiertu, ich funkcji, klasyfikacji i mechanizmów uszczelniających.

Głowica osłonowa stanowi podstawę głowicy odwiertu. Jest to szpula lub obudowa przymocowana do górnej części sznurka osłony powierzchniowej. Jego podstawową rolą jest utrzymywanie ciężaru kolejnych ciągów osłonowych (osłon pośrednich i produkcyjnych) za pomocą wieszaków osłonowych oraz uszczelnianie przestrzeni pierścieniowych pomiędzy tymi strunami osłonowymi.

• Kluczowe funkcje głowicy osłonowej:
• Zawieszenie:Utrzymuje ciężar wszystkich linek pancerza wewnętrznego poprzez wieszaki pancerza.
• Wsparcie:Zapewnia podstawę do montażu zabezpieczeń przed wydmuchem (BOP) podczas wiercenia oraz głowicy i drzewa rurowego podczas produkcji.
• Opieczętowanie:Zapewnia-ciśnieniowe uszczelnienie pomiędzy różnymi pierścieniami obudowy.
• Dostęp:Oferuje boczne wyjścia (porty) do różnych celów, takich jak:

1.Kontrola ciśnienia w pierścieniach obudowy.

2. Pompowanie płynów (np. błota, cementu) do pierścienia.

3.Wstrzykiwanie inhibitorów korozji lub wykonywanie specjalnych operacji, takich jak cementowanie ściskane.

Klasyfikacja głowic obudów:

Głowice osłonowe są klasyfikowane na podstawie kilku parametrów:

1. Według liczby zawieszonych strun osłonowych:

• Pojedynczy:Do płytkich studni-niskociśnieniowych.
• Podwójnie:Najpopularniejszy typ, stosowany do studni z obudową pośrednią i produkcyjną.
• Potroić:Stosowany w głębokich odwiertach-wysokociśnieniowych lub poszukiwawczych wymagających wielu ciągów rur osłonowych.

2. Według typu wieszaka:

• Poślizg (lub poślizg-i-uszczelnienie) Typ:Używa segmentowych płytek do chwytania i zawieszania osłonki. Wspólne dla strun powierzchniowych i pośrednich.
• Typ trzpienia (lub gwintu):Obudowa jest wkręcana bezpośrednio w wieszak. Zapewnia solidne, niezawodne uszczelnienie i jest często używany do produkcji sznurków osłonowych.
• Typ spawany:Wieszak jest przyspawany bezpośrednio do obudowy.

3. Przez połączenie korpusu:Kołnierzowe, zaciskowe (piasta) lub gwintowane.

• Wieszaki na obudowy:
• Wieszak jest elementem faktycznie podtrzymującym sznurek osłonowy w głowicy osłonowej.
• Wieszaki na trzpienie:Obudowa jest nakręcana na wieszak. Zapewniają zatrzymanie dodatnie i doskonałą ścieżkę uszczelnienia metal-do-metalu. Są powszechnie stosowane w obudowach produkcyjnych, gdzie najważniejsze jest niezawodne uszczelnienie.
• Wieszaki antypoślizgowe:Wieszak składa się z ślizgów, które wciskają się pomiędzy korpus głowicy obudowy a obudowę, chwytając ją podczas odkładania ciężaru. Są szybkie w montażu i często stosowane są do obudowy powierzchniowej i pośredniej.
• Mechanizmy uszczelniające:Uszczelnienia pomiędzy wieszakiem a korpusem głowicy odwiertu mają kluczowe znaczenie.

1. Uszczelki gumowe (np. uszczelki BT):Zasilany poprzez wtryskiwanie smaru pod ciśnieniem w celu utworzenia uszczelnienia. Często zawierają porty testowe w celu sprawdzenia integralności uszczelnienia.

2. Uszczelnienia metal-na-metal:Zapewniają najwyższą integralność i niezawodność, szczególnie w studniach-wysokociśnieniowych i wysokotemperaturowych (HPHT). Opierają się na precyzyjnych wymiarach i pasowaniach ciasnych, aby stworzyć uszczelnienie przy zasilaniu mechanicznym lub wagowym.

System głowicy rurowej

Głowica rurki jest zainstalowana na górze najwyższej głowicy obudowy. Jego główne funkcje to:

• Zawiesić sznurek rurki:Znajduje się w nim wieszak na rury, który podtrzymuje cały ciąg rur produkcyjnych i wszelki sprzęt odwiertowy.
• Uszczelnij rurkę-Pierścień osłonowy:Zapewnia-ciśnieniowe uszczelnienie pomiędzy rurką a obudową produkcyjną.
• Komponent przejściowy:Służy jako element łączący pomiędzy głowicą obudowy poniżej a choinką powyżej.
• Zapewnij dostęp boczny:Szpula głowicy rurki ma boczne wyloty (zwykle kołnierzowe), które umożliwiają dostęp do pierścienia-osłony rurki w celu wykonywania takich operacji, jak cyrkulacja, zamykanie lub monitorowanie ciśnienia w pierścieniu.

Kluczowe komponenty:

• Szpula z głowicą rurkową:Główny korpus.
• Wieszak na rurkę:Urządzenie, które ląduje w szpuli w celu podparcia rurki. W przypadku studni morskich z podpowierzchniowymi zaworami bezpieczeństwa (SSSV) wieszak jest złożony i obejmuje przejścia dla hydraulicznych przewodów sterujących i kabli elektrycznych (dla ESP), które muszą być niezawodnie uszczelnione.
• Śruby blokujące:Służy do blokowania wieszaka rurki na miejscu, zapobiegając ruchowi w górę pod wpływem wysokiego ciśnienia lub rozszerzalności cieplnej.

Choinka

Choinka to końcowy zespół zaworów, szpul i złączek instalowanych na górze głowicy rurki. Jest to główny punkt kontrolny odwiertu, zarządzający produkcją, zapewniający dostęp w przypadku interwencji w odwiercie i umożliwiający-zamknięcie odwiertu.

Podstawowe funkcje:

• Kontrola produkcji:Reguluje i kieruje wypływem węglowodorów z odwiertu.
• Zapewnij zamknięcie-w trybie:Zawory główne i zawory skrzydełkowe mogą izolować studnię.
• Zezwól na dostęp:Zapewnia kanał do operacji interwencyjnych w odwiercie, takich jak linia przewodowa, zwinięta rurka lub linia slickline.
• Monitoruj dobrze:Porty dla manometrów ciśnienia i temperatury.
• Chroń środowisko:Działa jako ostateczna bariera przed niekontrolowanym uwolnieniem.

Klasyfikacja:

1. Według konfiguracji:

• Konwencjonalny (lub modułowy):Zmontowane z pojedynczych zaworów kołnierzowych i złączek. Powszechne na lądzie.
• Całka (lub blok):Kilka zaworów (np. zawór główny, zawór skrzydełkowy, zawór wacikowy) jest połączonych w jeden kuty blok. Zmniejsza to rozmiar, wagę i potencjalne ścieżki wycieków, dzięki czemu idealnie nadaje się do platform morskich i zastosowań podmorskich.

2. Według liczby ciągów rurek:

• Pojedyncze drzewo ukończenia:Do studni z pojedynczym ciągiem rurowym.
• Drzewo podwójnego ukończenia:Większy i bardziej złożony, stosowany w odwiertach, w których dwa oddzielne ciągi rur produkują niezależnie z dwóch różnych stref. Wymaga podwójnego wieszaka na rurki.
• Drzewo potrójnego ukończenia:Jeszcze bardziej złożony montaż do zastosowań specjalistycznych obejmujący trzy oddzielne ciągi produkcyjne.

3. Według aplikacji:Standardowe drzewa dla producentów ropy lub gazu, wtryskiwaczy wody lub gazu oraz systemów sztucznych podnośników (ESP, podnośniki gazowe itp.).

Kluczowe elementy choinki:

• Zawór główny:Główny zawór odcinający, znajdujący się najbliżej głowicy rurki. Zwykle istnieją dwa (górny i dolny zawór główny) zapewniające redundancję.
• Zawór skrzydełkowy (lub zawór skrzydełkowy przepływu):Zawór na bocznym wylocie sterujący przepływem do linii produkcyjnej.
• Zawór wymazowy:Zawór pionowy na samej górze, używany podczas interwencji przewodowych.
• Dusić:Urządzenie służące do kontrolowania natężenia przepływu poprzez wytwarzanie spadku ciśnienia. Zarządza szybkością produkcji, dostosowując obszar przepływu. Dławiki mogą być stałe (z wymiennymi ziarnami o określonej średnicy) lub regulowane (zmienna kryza).
• Zawór zwrotny (lub-zawór zwrotny):Często instalowany za dławikiem, aby zapobiec przepływowi wstecznemu z linii produkcyjnej z powrotem do studni.
• Manometry:Do monitorowania ciśnienia w rurce (przed zaworem głównym) i ciśnienia w obudowie (od strony wylotu głowicy rurki).

Zespół głowicy odwiertu-od głowicy obudowy fundamentowej i jej wieszaków, przez głowicę rurową, aż do choinki sterującej-to wyrafinowany system. Każdy komponent zaprojektowano tak, aby spełniał określone, krytyczne funkcje związane z zawieszeniem ciężaru, utrzymywaniem ciśnienia i kontrolą przepływu. Dokładne zrozumienie tych komponentów, ich mechanizmów uszczelniających i ich ról operacyjnych ma fundamentalne znaczenie dla wszystkich osób zaangażowanych w wiercenie, kompletację, produkcję lub interwencję w odwiercie, ponieważ zapewnia bezpieczeństwo, integralność i produktywność odwiertu przez cały jego cykl życia. Aby uzyskać bardziej szczegółowe informacje, nie wahaj się skontaktować z zespołem Vigor w celu uzyskania bardziej szczegółowych informacji o produkcie.