Chaussures de boîtier

Le but des rails des chaussures de boîtier

Cimentation:Les sabots de tubage jouent un rôle central dans le processus de cimentation. Une fois le tubage en place, le ciment est généralement pompé dans le tubage et dans l'espace annulaire entre le tubage et le puits de forage. Le joint du sabot de tubage garantit que le ciment s'écoule jusqu'à la profondeur souhaitée et forme une barrière qui isole les différentes formations géologiques et empêche la migration des fluides. Une cimentation adéquate est essentielle pour l’intégrité du puits, l’isolation zonale et l’isolation hydraulique.

Controle de la pression:Les sabots de tubage sont conçus pour résister aux pressions élevées rencontrées au fond du puits de forage. Ceci est crucial pour maintenir l’intégrité du puits et empêcher toute éruption ou rejet incontrôlé de fluide du réservoir.

Gestion des fluides de forage :Pendant le processus de forage, de la boue ou des fluides de forage circulent à travers le boîtier pour refroidir le trépan et éliminer les déblais. Le sabot de tubage aide à diriger ces fluides vers le fond du trou, améliorant ainsi l'efficacité du processus de forage.

Évaluation des formations :Dans certains cas, les sabots de tubage peuvent intégrer des fonctionnalités telles que des perforations ou des capteurs permettant d'évaluer la formation. Cela signifie que pendant que le forage se poursuit, des données peuvent être collectées sur les formations géologiques rencontrées, facilitant ainsi la caractérisation du réservoir et la planification des puits.

Réduire l’usure du foret :Les sabots de tubage sont souvent conçus avec des matériaux durcis ou des conceptions spécialisées pour réduire l'usure du trépan lors de son passage à travers différentes formations rocheuses. Cela prolonge la durée de vie de l'équipement de forage.

L’importance des chaussures à boyau

Accessoires de tubage importants installés sur le train de tubage pour améliorer la qualité du ciment

Chaussure flottante
Un sabot flotteur est un composant de forme courte et arrondie avec une valeur anti-retour à l'intérieur qui est installé à l'extrémité du boîtier. Les avantages d’une chaussure flottante sont les suivants :
Empêchez la boue de refluer pendant l'exécution du tubage et empêchez le ciment de l'extérieur du tube en U de revenir dans le tubage en raison de conditions déséquilibrées lors de l'opération de cimentation.
Aide à faire passer le tubage jusqu'au puits. La forme ronde d'un sabot flottant empêche une colonne de tubage de pendre et de guider une colonne dans un puits de forage. Certains patins flottants sont fabriqués à partir d'un matériau forable à haute résistance et peuvent être utilisés pour effectuer un mouvement de va-et-vient et tourner pour passer toute obstruction dans un puits de forage.

Collier flottant
Un collier flottant est également un clapet anti-retour qui est normalement installé un ou trois joints au-dessus d'un sabot flottant. Les avantages d’un collier flottant sont énumérés ci-dessous :
Empêchez la boue et le ciment de refluer dans le tube en U dans une colonne de tubage et un tubage flottant si nécessaire. C'est le même avantage qu'un patin flottant, et cela sert également de clapet anti-retour de secours dans la colonne de cuvelage. Si le clapet anti-retour d'un sabot flottant tombe en panne, un clapet anti-retour dans un collier flottant remplit toujours le même objectif.
Bouchon d'essuie-glace en ciment terrestre. Certains modèles de colliers flotteurs ont des profils non rotatifs. Un bouchon de ciment posé dans le profil aura moins tendance à tourner lors du forage. Cela réduira le temps nécessaire pour percer le bouchon de cimentation, car un bouchon racleur en ciment ne sera pas fendu.
Contenir du ciment contaminé. L'espace entre un sabot flottant et un collier flottant appelé « trace de sabot » contiendra tout ciment contaminé lorsque le bouchon supérieur essuie toute boue résiduelle à l'intérieur du tubage. Cela empêchera un mauvais ciment au niveau d'un sabot de tubage et aidera les opérateurs à réaliser un bon test d'intégrité de la formation (FIT) ou un test de fuite (LOT) de la section de puits suivante.

Centralisateur
Un centreur est un dispositif permettant de maintenir une colonne de tubage hors de la paroi du puits de forage. Les avantages des centralisateurs de caissons sont énumérés ci-dessous ;
Centraliser le train de tubage et minimiser le contact entre le train de tubage et le puits de forage
Obtenez un ciment approprié autour du train de tubage et réduisez les canalisations de ciment
Minimise le collage différentiel et la traînée lors de la course dans le trou

Grattoir à fil
Un grattoir à fil est parfois installé avec le train de tubage pour aider à éliminer le gâteau de filtration dans le puits de forage pendant qu'un train de tubage passe dans le trou. Cela contribuera à améliorer la qualité de l’adhérence du ciment.
Le nombre de centralisateurs et leur placement sont des éléments très importants pour réaliser le fonctionnement du tubage et obtenir de bons travaux de ciment. Un nombre excessif de bijoux de tubage installés dans la colonne de tubage peut entraîner un problème opérationnel lors de l'exécution du tubage. Par conséquent, il est impératif de compromettre la quantité de centralisateurs et de bijoux installés pour atteindre tous les objectifs requis.

Propriétés de résistance du boîtier

Pour la conception du boîtier, trois charges principales doivent être prises en compte :

• La limite d'élasticité
• Pression d'effondrement
• Pression d'éclatement

De nombreux scénarios doivent être imaginés pour concevoir le boîtier de manière réaliste en termes d'évaluation des risques, d'intégrité et également de calcul des coûts.

La limite d'élasticité
La limite d'élasticité est définie comme la contrainte de traction qui produit l'allongement de 0,5 % par unité de longueur de l'éprouvette de boîtier. Cette valeur varie en fonction de l'alliage d'acier utilisé pour réaliser le joint de tubage.
Les accouplements ont également leur limite d'élasticité qui peut être supérieure ou inférieure à la limite d'élasticité du corps principal. Le fabricant fournit des données pour le corps principal et l'accouplement.

Résistance à l'effondrement
Elle est définie comme la force extérieure maximale qui écrase le boîtier. Cela peut se produire lorsque la pression derrière le boîtier est supérieure à la pression à l’intérieur du boîtier. La pression extérieure a tendance à écraser le joint du tubage vers l'intérieur.
La pression d'effondrement peut différer selon la situation. Concevoir pour un boîtier vide, obtenir un afflux de fluide ou du sel mobile qui peut s'écouler vers le boîtier donne différentes pressions d'effondrement. C’est pour cette raison qu’il est important de considérer toute situation susceptible d’être rencontrée pendant les opérations.

Il a été testé que la cimentation améliore la résistance à l'effondrement du tubage. Dans de nombreux cas, la cimentation est importante pour l’intégrité du puits. La création de vides entre la formation et le tubage peut permettre par exemple au sel de se déplacer librement vers le tubage et de l'effondrer.

Résistance à l'éclatement
Le boîtier peut se rompre lorsque la pression interne est supérieure à la pression externe. La pression qui en résulte a tendance à déformer le joint du carter vers l'extérieur. La pression d'éclatement est plus élevée si le gaz provient d'une formation à haute pression. Si le gaz peut migrer vers la surface dans un puits fermé, la pression sera plus élevée car le gaz ne peut pas se dépenser et la pression ne diminuera pas, ce qui ajoute une pression hydrostatique supplémentaire.
Outre ces chargements mentionnés ci-dessus, le boîtier doit également résister à d'autres types de chargements qui doivent être pris en compte lors de la conception :

• Cintrage dans les puits déviés
• Température dans les puits à haute température
• Corrosion en présence si sulfure d'hydrogène H2S et dioxyde de carbone CO2
• Chargement biaxial lors de l'obtention d'une combinaison de chargement

Il est utilisé pour faciliter le passage du tubage dans le trou. Il est fixé au premier joint du tubage. Les patins de tubage les plus courants sont : Le patin de guidage et le patin flotteur.
La différence est que le sabot flotteur est équipé d'un clapet flotteur ou d'un clapet anti-retour. Cette vanne permet aux fluides de s'écouler à l'extérieur du boîtier et les empêche de refluer dans le boîtier lorsque la circulation ou le pompage est arrêté.

Collier flottant

C'est un sub qui a le même diamètre que le boîtier. Il est placé entre les deux premiers joints. Il est équipé d'un robinet à flotteur pour empêcher les fluides de refluer dans le boîtier pendant le fonctionnement. Le collier flottant sert également de siège pour les bouchons de ciment.
Le collier flottant empêche également l'effet de tube en U du ciment avant que le ciment ne se renforce et ne durcisse dans l'espace annulaire.

Ils sont placés autour des joints du boîtier. Ils sont maintenus en position grâce à des colliers d'arrêt. Les centralisateurs présentent certains avantages.
Rester le tubage en position centrale dans le forage pour permettre de réaliser un travail de cimentation réussi.
Minimiser la zone de contact entre le tubage et la paroi du forage
Mais il faut aussi mentionner que les centreurs peuvent augmenter la traînée, ce qui peut affecter le fonctionnement du tubage et générer des problèmes avant d'atteindre le fond du trou.

Supports de tubage et têtes de puits

Le train de tubage est suspendu à la tête de puits. Il est constitué d’une série de bobines superposées. La tête de puits a différentes fonctions.

• Suspension du poids du boîtier
• Fournir une interface entre la pile BOP et la chaîne de cuvelage
• Scellement de l'espace annulaire entre les différentes colonnes de tubage
• Permettre l'accès à l'anneau du tubage

Le boîtier est suspendu à l'aide du support de boîtier placé à l'intérieur de la bobine de boîtier. Les supports doivent être conçus pour supporter le poids du boîtier et assurer l'étanchéité entre le support de boîtier et la bobine.