Tehnologije rezanja zaščitnih cevi v vrtini

Medtem ko se svetovna naftna in plinska industrija pomika v globlje, visoke-tlačne,-temperaturne (HPHT) meje, izzivi zagozdenih cevi, stroški opustitve vrtin in operativna učinkovitost še nikoli niso bili bolj kritični. Z ocenjenimi 30.000 vrtinami, predvidenimi za razgradnjo po vsem svetu do leta 2028, povpraševanje po zanesljivih, učinkovitih in varnih tehnologijah za rezanje ohišij v vrtinah skokovito narašča. Industrijski analitiki ugotavljajo, da stalna opustitev, zlasti pri operacijah na morju, zahteva reze globoko do 4 metre pod gladino, zaradi česar je izbira rezalnega orodja ključna gospodarska in tehnična odločitev.

Rezalna orodja za vrtine so na splošno razvrščena v tri glavne vrste: mehanski, abrazivni curek in posebni rezalni sistemi. Vsak ponuja različne prednosti in se sooča z edinstvenimi izzivi, ko inženirji delajo na reševanju zagozdenih cevi, zmanjšajo stroške in izpolnjujejo stroge okoljske predpise.

Mehanski rezalniki, ki uporabljajo fizična rezila za rezanje cevi, ostajajo najbolj običajna rešitev. Vendar se tehnologija hitro razvija od svojih zgodnjih, preprostejših oblik.

• Tradicionalni mehanski in hidravlični rezalniki:Zgodnja orodja, kot je preprost mehanski notranji rezalnik, so bila-cenovno nizka, vendar so imela veliko obrabo rezila, lomljenje in nizke stopnje uspeha. Hidravlični rezalniki, uvedeni sredi devetdesetih let prejšnjega stoletja, so izboljšali zanesljivost z uporabo pritiska tekočine za razširitev rezil. Pomemben primer iz kitajskega naftnega polja Zhongyuan je dosegel 100-odstotno stopnjo uspešnosti pri 38 rezih in dosegel globino 2423 metrov.
• Električno krmiljeno rezanje:Najpomembnejši preskok v tej kategoriji je prehod na električni pogon. Večji ponudniki storitev, kot sta Baker Hughes (2009) in Halliburton (2019), so predstavili rezalnike-na baterije, ki jih upravlja elektrika. Halliburtonovo orodje, ocenjeno na 148 stopinj in 103,4 MPa, je doseglo 85-odstotno stopnjo uspešnosti pri premerih cevi od 60,32 do 88,90 mm in zagotavlja visoko{10}}kakovostne reze brez robov. Domači kitajski raziskovalci so razvili avtomatizirana orodja za cevi 73-101,6 mm, ki delujejo pri 140 MPa s povratnimi informacijami o stanju rezanja v realnem času.

Vpogled v industrijo:Prihodnost mehanskega rezanja je v avtomatizaciji in inteligenci. Izzivi ostajajo v zvezi z natančnim globinskim pozicioniranjem in strukturno kompleksnostjo, vendar rešitve, kot so lokatorji obročev ohišja in prilagodljive podporne palice, aktivno rešujejo ta vprašanja.

Za zapletene scenarije, ki vključujejo ekscentrične cevi ali več koncentričnih nizov-kjer mehanske lopatice pogosto odpovejo-se tehnologija abrazivnih curkov izkaže za nepogrešljivo. Načelo je preprosto, a zmogljivo: visoko{3}}vodni curek, pomešan z abrazivnimi delci (granat, silicijev dioksid ali silicijev karbid), razjeda material ohišja.

Obstajata dva glavna pogonska mehanizma za vrtenje brizgalne šobe:

• Vrsta reakcijske sile:Za vrtenje rezalne glave uporablja reaktivno silo visoko{0}}tlačne tekočine, ki izstopa iz ekscentrične šobe. Kitajski-razviti sistem, ki deluje pri 45–55 MPa in 5–7 obratih na minuto, je uspešno prerezal štiri plasti ohišja (velikosti 244,5, 339,7, 508 in 762 mm) v približno šestih urah.
• Vrsta hidravličnega motorja:Ponuja vrhunski nadzor nad hitrostjo vrtenja šob brez strogih zahtev glede električne hidroizolacije. Podjetje ANT AG s sedežem v Švici-, svetovno vodilno podjetje za rezanje z vodnim curkom, je uvedlo svojo serijo PCH za premere cevi od 406,4 do 914,4 mm. Orodje deluje na globinah do 250 metrov in ima brezstopenjsko vpenjanje ter raztegljivo rezalno glavo.

Ključni izzivi:Nadzor hitrosti vrtenja šob (da bi se izognili izgubi učinkovitosti) in določanje natančnega trenutka rezanja-skozi ostajata aktivni področji raziskav in razvoja z rešitvami, ki vključujejo nadzor-na podlagi kamere, lasersko skeniranje in senzorje vibracij.

Za nekonvencionalne geometrije vrtin, kot so vodoravne ali močno poševne izvrtine, se uporabljajo posebne tehnologije rezanja-z eksplozivom, kemikalijami, električnim oblokom in laserjem-. Vendar ima vsaka pomembna opozorila.

• Rezanje eksploziva (oblikovanega naboja):Hitro in zmožno prerezati več vrvic hkrati, vendar ustvarja zelo neenakomerne reze in predstavlja resno tveganje za morsko življenje v aplikacijah na morju zaradi eksplozije in onesnaženja.
• Kemično rezanje:Uporablja močno kemično sredstvo, bromov trifluorid (BrF₃), za hitro prekinitev cevi. Čeprav je učinkovit in hiter, je BrF3 zelo jedek in strupen. Nezreagirani kemični ostanki lahko povzročijo resno onesnaženje vrtine, površinski kamen na cevi pa lahko povzroči neuspeh pri delu.
• Rezanje z električnim oblokom:Vključuje podvodno plazemsko in obločno rezanje z-vodno injekcijo. Te metode ponujajo čiste, hitre reze, vendar imajo veliko porabo energije (plazma do 200 V) ali visoke stroške izdelave in vzdrževanja.
• Lasersko rezanje:Ponuja najboljšo kakovost reza in visoko učinkovitost, vendar je trenutno omejen z visokimi stroški in omejeno debelino reza, kar preprečuje široko komercialno uporabo.

Ker se val razgradnje pospešuje, nobena posamezna tehnologija rezanja ne izpolnjuje vseh potreb. Mehansko rezanje ostaja stroškovno{1}}učinkovita osnova, vendar se usmerja k pametni, električni avtomatizaciji. Abrazivni curek je-najboljša rešitev za zapletene več-nitne in ekscentrične reze, če je mogoče obvladati nadzor pretoka. Posebne metode služijo nišnim, visoko{6}}zahtevnim aplikacijam, vendar njihova HSE (zdravje, varnost, okolje) tveganja zahtevajo natančno oceno.

Pot naprej je jasna:Industrija zahteva daljšo življenjsko dobo rezil, inteligentne in vizualizirane postopke rezanja ter enostavnejša in varnejša orodja, ki se lahko prilagodijo širšemu razponu pogojev v vrtini. Podjetja, ki uspešno integrirajo-podatkovne povratne informacije v realnem času, robustne-materiale, odporne na obrabo, in okoljsko občutljive zasnove, bodo vodila naslednjo generacijo operacij opuščanja in remonta vrtin.

O nas:China Vigor je posvečen zagotavljanju najnovejših tehničnih spoznanj in rešitev za svetovno naftno in plinsko industrijo. Za več informacij o orodjih za vrtine in tehnologijah opuščanja vrtin se obrnite na našo ekipo.