Colliers de foragejouent un rôle essentiel dans les opérations de forage pétrolier et gazier. aujourd'hui, Vigor fournira un aperçu détaillé de ce que signifient les colliers de forage, leurs fonctions clés en fond de trou et comment ils contribuent aux performances de forage.
I. Que signifie collier de forage ?
A collier de forageest un composant tubulaire lourd et à paroi épaisse qui constitue la partie inférieure du train de tiges. Il est positionné directement au-dessus du trépan, qui mesure entre 30 et 90 pieds de long et dont le diamètre est supérieur à celui de la tige de forage.
II．Quel est le but d'un collier de forage ?
Objectifs importants :
(1) Ajoutez du poids au foret – Le poids élevé des colliers fournit un « poids sur le foret » pour augmenter le taux de pénétration et l’efficacité du forage, en particulier dans la roche dure. Plus de poids s'écrase et la formation de fractures est plus efficace.
(2) Raidissez le train de tiges – Les parois épaisses confèrent aux colliers une rigidité à la flexion élevée pour résister à la flexion du tuyau. Cela maintient un profil de puits vertical et améliore le contrôle directionnel.
(3) Prévenir le flambage - La masse supplémentaire des colliers réduit le risque de flambement hélicoïdal du train de tiges pendant les opérations.
(4) Stabiliser l'ensemble de fond de trou – Les colliers stabilisent le trépan et la partie inférieure du train de tiges pour maintenir une trajectoire directionnelle.
(5) Résiste aux contraintes de perçage – Les colliers résistent aux contraintes axiales, de flexion et de torsion du perçage sans défaillance.
(6) Résiste à la torsion du train de tiges – La rigidité résiste à la torsion du tuyau et maintient un transfert en douceur de la puissance de rotation vers le trépan.
(7) Transmettre la puissance hydraulique - Les fluides pompés à travers les colliers assurent la lubrification et le refroidissement du trépan.
III.À quoi sert une masse-tige ?
Colliers de forageont un certain nombre de tâches critiques qui permettent un forage efficace à travers diverses formations rocheuses et des trajectoires de puits difficiles.
(1)Formations de roches dures
Dans le granit, le basalte et d'autres formations ignées ou métamorphiques dures, le poids élevé du collier exerce un « poids supplémentaire sur le trépan » pour écraser la roche dure et augmenter les taux de forage.
Les récents puits offshore en eaux profondes au large du Brésil et des bassins africains ont utilisé des colliers ultra-lourds pour économiser le forage de sections profondes de roches dures.
(2)Formations de roches molles
Dans les roches sédimentaires molles comme le schiste ou le grès, l’effet de pondération extrême des colliers est moins significatif. Cependant, les colliers maintiennent la verticalité dans les sections de trous droits qui peuvent s'affaisser à travers des formations mal consolidées. Leur rigidité évite également le tassement et le collage lors du perçage des argiles réactives.
Les colliers sont devenus indispensables dans les gisements de schiste en plein essor d’Amérique du Nord. Leur stabilisation garantit également des trajectoires fluides à travers une alternance de couches de schiste et de calcaire au large du Mexique.
(3) Formations instables ou spéléologiques
Là où les formations se fracturent, gonflent et se détachent facilement, les colliers minimisent les éruptions de puits de forage. La colonne vertébrale rigide résiste aux charges d'effondrement localisées. Dans le cas d'un forage à air ou à mousse sous-équilibré, l'intégrité du trou est maintenue.
Le forage géothermique dans des environnements volcaniques et de forêts tropicales fracturés montre les avantages anti-spéléologie des colliers dans le monde entier. Il est crucial de minimiser les ruptures de murs.
(4) Puits directionnels, ERD et horizontaux
Dans les puits déviés, à portée étendue et horizontaux, les colliers fournissent un poids critique le plus proche du trépan pour réduire le couple, la traînée et les vibrations. Leur vecteur de gravité aide à créer un angle pendant le forage. Cela maintient également les sections latérales dans la zone payante.
Les longs puits de schiste horizontaux en Amérique du Nord dépendentcolliers de foragepour un perçage en douceur et un placement précis. Les colliers ont également permis des manœuvres complexes de puits sous-marins en eau profonde au large de l’Afrique dans plusieurs zones.
(5) Haute température et pression
Sous la chaleur extrême des projets géothermiques ou dans des conditions HPHT, les colliers résistent à d'énormes contraintes qui pourraient céder les tuyaux. Leurs réserves de force constituent la première ligne de défense contre les instabilités des forages. Les dilatations thermiques sont prises en compte.
Les récents succès de l'ultra-HPHT dans les puits diversifiés de Total ont démontré la robustesse des colliers de forage à plus de 700 degrés F et 35,000psi.
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