Pourquoi les protections de tiges de forage sont-elles importantes ? La plupart des activités de forage se déroulent dans des environnements difficiles tels que des plans d'eau salée, exposant ainsi l'équipement de forage à des éléments corrosifs. De plus, certains composants de l'équipement de forage, tels que les tiges de forage, tournent à grande vitesse, ce qui signifie qu'ils sont sujets à une usure rapide. Par conséquent, vous devez utiliser des protections de tiges de forage pour réduire l'usure de vos tiges de forage.
Pour commencer, les protecteurs de tubage réduisent les problèmes d'usure qui se produisent lorsque les tubes de forage sont soumis à des forces d'abrasion et de choc de plus en plus fortes. Un article publié dans le magazine de référence de l'industrie du forage Offshore indique que l'usure est un problème courant qui affecte les sections inférieures des colonnes montantes et des tubages de forage, en particulier pendant le forage flottant. Malheureusement, ce type d'usure est coûteux à réparer et le retrait de la section affectée pourrait entraîner la perte de la colonne de boue, ce qui entraînerait une explosion. Par conséquent, vous devez utiliser des couvercles pour protéger les tubes afin de minimiser le contact acier contre acier, réduisant ainsi le taux d'usure le long des systèmes de tubage de tête de puits.
Les protecteurs de tiges de forage peuvent également vous aider à respecter les spécifications du projet liées au temps de disponibilité des tiges de forage rotatives. En fait, de telles spécifications sont courantes dans l'industrie du forage en raison des tarifs journaliers généralement élevés payés par les organisations qui louent des appareils de forage. La norme de disponibilité acceptable est une tempête d'un an ou un environnement actuel d'un an. En installant ces protecteurs de tiges de forage, vous réduirez le risque de ne pas respecter les exigences de disponibilité énoncées dans votre contrat de forage.
Troisièmement, ces protecteurs de tiges de forage sont nécessaires pour se conformer aux normes de l'industrie, comme la limitation de l'angle différentiel moyen LFJ pour le forage avec des systèmes de pile BOP et d'entraînement supérieur sous-marins à 1 degré comme stipulé dans la norme ISO 13624/API RP 16Q. Il convient de noter que cet angle de forage est spécifié pour réduire le risque d'usure excessive des sections inférieures des unités de forage, y compris la colonne montante, le tubage et la tête de puits.
Un bref aperçu du processus de forage
Pour comprendre le fonctionnement des protecteurs de tiges de forage, il est nécessaire de comprendre le processus de forage. En général, les opérateurs de plate-forme utilisent des forets fixés à des trains de tiges allongés pour forer des puits/trous dans le sol. Un train de tiges typique se compose de plusieurs sections de tubes attachées les unes aux autres à l'extrémité. Pendant le forage, les opérateurs de plate-forme fixent des sections supplémentaires au train de tiges à mesure que le foret creuse plus profondément sous terre. Dans le même temps, des matériaux de tubage sont installés le long des parois du puits pour l'empêcher de s'effondrer et pour bloquer les infiltrations de fluides provenant de l'environnement environnant. Le tubage empêche également la contamination de fluides comme le pétrole récupéré dans les réservoirs souterrains.
Comment fonctionnent les protecteurs de tiges de forage
Les trains de tiges sont généralement flexibles et peuvent se déplacer latéralement à l'intérieur d'un puits. De plus, l'application des forces de forage peut entraîner le déplacement des joints entre les sections du train dans des directions différentes en fonction de facteurs tels que la trajectoire de forage (courbée, inclinée ou droite), le poids du train et la force appliquée au trépan. Ces mouvements génèrent des forces de frottement (couple et traînée) qui provoquent l'usure des joints du train et des surfaces du trépan.
Pour minimiser ces mouvements, vous devez installer des protections de tubes sur toute la longueur du tube aux points où se trouvent les joints de la colonne de forage. De plus, le diamètre extérieur d'un protecteur de tube est généralement plus grand que celui du joint de la colonne correspondant. Cela permet de garantir que le protecteur ne limite pas les opérations de forage ou la récupération des fluides. Selon la profondeur d'un puits, les opérateurs de forage peuvent installer des centaines de protecteurs de tubage.
Matériaux utilisés pour fabriquer des protecteurs de tiges de forage
Certains des matériaux utilisés par les fabricants de protecteurs de boîtiers comprennent des plastiques très résistants comme le PEHD (polyéthylène haute densité), le caoutchouc nitrile-butadiène hydrogéné (HNBR), le caoutchouc renforcé d'acier, le caoutchouc fluoroéthylène, ainsi que les matériaux en caoutchouc/plastique durcis. Les chercheurs travaillent également sur de nouveaux matériaux capables de résister à la corrosion chimique, aux vibrations, aux chocs et à la fatigue, ainsi qu'aux forces et vitesses de rotation générées pendant le forage. Cela s'ajoute à la garantie que les matériaux peuvent résister aux températures à l'intérieur des puits, qui peuvent dépasser 200 degrés.
Les avantages de l'installation de protecteurs de gaines de tuyaux
1. Taux d'usure réduit
Les protecteurs de tiges de forage réduisent le taux d'usure le long des raccords de la colonne de forage, ce qui est une bonne nouvelle pour les opérateurs de plateformes et leurs clients. Selon une étude publiée dans le Oil & Gas Journal, des actions telles que le forage à des vitesses critiques, le forage en compression et le forage dans des trous très déviés sont responsables de plus de 80 % des dommages causés aux tiges de forage. Par exemple, le forage à des vitesses critiques entraîne des variations du centre de gravité et des changements dans l'alignement des forces gravitationnelles et de l'axe de rotation, ainsi que des changements du centre de gravité. C'est là que les protecteurs de gaine de tige s'avèrent utiles pour minimiser les forces et les mouvements responsables de l'usure sur toute la longueur de la tige.
2. Coûts opérationnels réduits
En réduisant le taux d'usure, les protecteurs de tubes réduisent les coûts opérationnels supportés par les opérateurs de plateformes et leurs clients. La même étude publiée dans le Oil & Gas Journal a révélé qu'un opérateur de plateforme a besoin d'environ 30 000 $ par an pour maintenir une colonne de forage/un tube de 20 000 ft en bon état de fonctionnement (couvrant les coûts d'inspection et de réparation). Une nouvelle colonne de forage de 20 000 ft coûte environ 600 000 $, ce qui signifie qu'un propriétaire de plateforme peut subir une perte substantielle s'il ne met pas en œuvre des mesures de prévention des dommages telles que l'installation de protecteurs de tiges de forage.
3. Améliorer la sécurité des sites de forage
Les tiges de forage tournent généralement à des vitesses extrêmement élevées et génèrent d'énormes forces de contrainte (jusqu'à 32 000 psi), ce qui signifie qu'une tige de forage peut causer beaucoup de dégâts si elle tombe en panne alors qu'elle tourne à pleine vitesse. Cela comprend des dommages structurels, ainsi que des blessures et des décès. Heureusement, vous pouvez éviter ces problèmes en installant des couvercles de protection sur les tiges de forage pour réduire l'usure qui pourrait entraîner une défaillance prématurée de l'équipement.
Conclusion
Les protections de tiges de forage sont des dispositifs fabriqués à partir de matériaux à haute résistance à la traction, tels que des plastiques et du caoutchouc renforcés. Ces dispositifs sont généralement installés aux points de jonction des tiges de forage pour éviter les mouvements inutiles qui provoquent l'usure. De plus, les protections de tiges de forage assurent une meilleure sécurité du site, réduisent les coûts d'exploitation et réduisent le taux d'usure des tiges de forage.
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