A pot de forage hydrauliqueest un outil de fond sophistiqué utilisé dans les opérations de forage pétrolier et gazier, composé de deux pistons primaires séparés par un mécanisme de valve. Ce dispositif est conçu pour fournir des forces contrôlées et à fort impact pour libérer l'équipement de fond coincé ou pour aider à diverses opérations de forage.
Principe opérationnel :
Lorsqu'une force de traction ou de compression est appliquée à un pot de forage hydraulique activé, le fluide présent dans une chambre du piston est comprimé et forcé de s'écouler dans l'autre chambre sous une résistance élevée. Le taux de transfert de ce fluide détermine le temps nécessaire au déclenchement de l'outil. Une force appliquée plus importante entraîne un temps d'activation plus court, tandis qu'une force moindre prolonge la période d'activation. La distance parcourue par le fluide est appelée longueur de course.
Mécanisme de déclenchement :
Lorsqu'il atteint une position de course spécifique, le fluide comprimé est soudainement libéré par une vanne de dérivation. Ce mouvement rapide du fluide fait monter la valve vers le deuxième piston, égalisant instantanément la pression entre les deux chambres. L'ampleur de la force de secousse est directement proportionnelle à la force appliquée : une force plus importante entraîne une compression du fluide plus élevée, un temps d'activation plus court et un impact de secousse plus puissant.
Activation adaptative :
Contrairement aux jarres mécaniques, les jarres de forage hydrauliques ne nécessitent pas de seuils de déclenchement prédéfinis. Le moment de l'activation et l'ampleur de la force sont déterminés par l'étendue de la tension ou de la compression appliquée. Lors d’une secousse vers le haut, la force d’impact est proportionnelle à la tension appliquée – une tension plus élevée entraîne une force de secousse plus puissante.
Avantages :
①Force d'impact variable : dans sa plage opérationnelle, un bocal hydraulique offre une force de secousse variable en continu, s'adaptant à différents scénarios de tuyaux coincés.
②Diamètre interne plus grand : pour les outils 6-1/2", les bocaux hydrauliques présentent généralement un diamètre interne plus grand que les bocaux mécaniques, permettant un meilleur débit de fluide et une perte de charge réduite.
③Capacité d'activation multiple : si un temps suffisant est accordé pour terminer la course, un bocal hydraulique peut être activé à plusieurs reprises lorsqu'il est ramené à sa position initiale.
④Efficacité dans les puits déviés :Pots de forage hydrauliquesexcellent dans les puits directionnels ou horizontaux à angle élevé où la friction du train de tiges peut empêcher l'application d'une force suffisante sur les bocaux mécaniques. Même sous des forces de traction ou de compression minimes, les bocaux hydrauliques finissent par s'activer.
Considérations et limites :
①Activation involontaire : la capacité à s'activer sous une force minimale peut être un inconvénient, conduisant potentiellement à des secousses involontaires et à des incidents ultérieurs de poisson dans le trou, en particulier dans les puits verticaux.
②Effets thermiques : l'activation fréquente des bocaux hydrauliques peut provoquer une surchauffe du fluide, réduisant ainsi la viscosité et raccourcissant le temps de course. Cela peut entraîner une activation prématurée sans atteindre la force de traction souhaitée, réduisant ainsi l'impact brutal.
③ Sensibilité environnementale : les performances des bocaux hydrauliques peuvent être affectées par les températures et les pressions en fond de trou, qui influencent les propriétés des fluides et la mécanique des outils.
Comparaison avec les bocaux mécaniques :
Les bocaux mécaniques offrent certains avantages par rapportpots de forage hydrauliques:
①Activation précise : ils se déclenchent uniquement lorsque la force appliquée atteint un seuil prédéterminé, offrant un fonctionnement plus contrôlé.
② Résistance au bruit : les bocaux mécaniques sont moins sensibles à l'activation induite par les vibrations.
③Longévité : ils ont généralement une durée de vie opérationnelle plus longue que les bocaux hydrauliques.
Application:
Le choix entre des bocaux hydrauliques et mécaniques dépend de divers facteurs, notamment la géométrie du puits, les scénarios de blocage de canalisation attendus et les préférences opérationnelles. Dans certains cas, une combinaison des deux types peut être utilisée dans le train de tiges pour maximiser la flexibilité opérationnelle.
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