Одно- или двухклапанное оборудование для цементирования: как покупателям выбирать?

Одно- или двухклапанное оборудование для цементирования цемента является одним из первых решений, которые принимает буровой инженер, поскольку оно определяет, насколько резервное оборудование защищает цементную колонну от обратного потока.Струна с одним клапаном несет в себе одно устройство обратного давления, как правило, плавучий воротник; двойной клапан шнур добавляет вторую плавучую обувь или плавучий воротник, так что две независимые уплотнения охраняют дорожку обуви.и у каждого есть рациональное место: мелкие или низкорисковые скважины часто используют один клапан экономически, в то время как глубокие, отклоненные, морские или высокоплотные работы с отстойкой обычно оправдывают два.,Это руководство сравнивает одноклапанное и двухклапанное плавучее оборудование, объясняет, почему избыточность имеет значение после отключения насоса,и дает покупателям практические рамки для сопоставления количества клапанов с условиями скважины и риска цементированияЭти две конфигурации сосуществуют, поскольку каждая из них соответствует различному профилю риска, поэтому выбор должен быть документирован в соответствии с планом скважины, а не скопирован с последней работы.

Что означают конфигурации с одним и двумя клапанами

Плавучее оборудование обеспечивает клапан обратного давления, также называемый клапаном невозврата или контрольным клапаном, внутри струны корпуса.Плавучая обувь - это руководство в нижней части струны и часто содержит один клапан; плавучий воротник - это короткий, толстостенный подставник, установленный на одном или трех соединениях над обувью, обычно два соединения, и может содержать еще один.обычно простирается на 20-90 футов и заполняется цементом во время работыКонфигурация с одним клапаном имеет один уплотнительный элемент, обычно плавательный воротник; конфигурация с двумя клапанами имеет два, чаще всего клапанная обувь в сочетании с клапанным воротником,Или два ошейника, которые проходят в серии..

Клапанные клапаны закрываются на шарнире, шаровые клапаны спускают шарик на сиденье, а конусовые или поршневые клапаны двигаются вперед при обратном потоке.Во время перемещения цемента клапаны остаются открытыми, когда жидкость проходит внизПри остановке перекачки более тяжелая колонна навоза в кольце пытается вернуться в корпус, и клапан закрывается против этого обратного потока.В двойной клапан струны второй клапан является независимым барьером: если нижний элемент поврежден обломками, эрозией или посадкой вне центра, верхний элемент по-прежнему защищает цементную колонну над плавателем.

Выбор между одноклапанным и двухклапанным оборудованием не является заявлением о качестве.с дифференциальным давлением, обычно 5Вопрос заключается в том, сколько избытка требует скважина, и на это отвечает анализ рисков, а не привычка.Покупатели также должны помнить, что каждый клапан в струне является бурным компонентом: конфигурации с большим количеством клапанов содержат больше материала в шнуре и займет немного больше времени, чтобы пробурить после работы цемента.

Почему решение о подсчете клапанов заслуживает тщательного анализа

Запуск клапана, который не удерживается после размещения цемента, позволяет тяжелому сливу в U-трубку вернуться в корпус.и может оставить колонну цемента внутри корпуса, который должен быть просверлен или промытВ газовых скважинах падающая колонна жидкости также уменьшает гидростатическое давление и увеличивает риск кольцевой миграции газа до установки цемента.фрезерная работа по секции, или побочный путь, на порядки больше, чем разница в цене между одним клапаном и двумя, поэтому многие операторы рассматривают второй клапан как недорогую страховку.

Устройства с двумя клапанами снижают риск обратного потока четырьмя конкретными способами:

• Независимое резервное уплотнение. Если клапан плавучей обуви поврежден во время работы шнура или во время бурения обуви, плавучий воротник остается в качестве второго барьера против обратного потока цемента.
• Сильнейшая защита от мусора. твердые частицы цемента, потерянный циркуляционный материал или эрозия, которая мешает одному клапану сидеть, не автоматически побеждает второй,потому что каждый элемент уплотняется независимо.
• Больше уверенности в тестах на давление.Два клапана позволяют экипажу испытать давление на веревку и подтвердить закрытие плавающего устройства после того, как вставка будет сбита с большей уверенностью, что результат отражает полностью герметизированную систему.
• Защита при автоматическом заполнении. Оборудование автоматического заполнения открывается и закрывается неоднократно при запуске;второй клапан сохраняет защиту от обратного потока, если механизм автоматического заполнения медленно переходит в режим плавания.

Практика отрасли отражает эту логику: многие программы бурения устанавливают в качестве стандарта обувь с клапаном и плавательный воротник, фактически отказываясь от двойной клапановой защиты для обуви.Оборудование с одним клапаном остается привлекательным там, где дополнительные затраты и время бурения второго клапана трудно оправдать, такие как мелкие производители, скважины для разработки с низким риском или шнурки, где только плавучий воротник обеспечивает достаточную защиту, а обувь работает как простое руководство.Покупатели должны взвесить, что каждый дополнительный внутренний компонент добавляет время бурения и еще один потенциальный режим отказаРешение относится к регистру рисков: вероятность сбоя клапана умножена на стоимость этого сбоя, сравниваемую в течение всего срока службы скважины, а не цену компонента.Эта рамка держит решение честным: чрезмерная спецификация мелководного скважины тратит деньги на компоненты, которые будут пробурены в любом случае, в то время как недостаточная защита глубокого или газового скважины рискует нанести ущерб, который затмевает любые экономии.Количество обеих сторон и подсчет клапана выбирает себя.

Как выбрать одно- или двухклапанное оборудование

Структурированное сравнение сохраняет объективность решения.и каждая карта соответствует конкретному состоянию скважины или эксплуатационной проблеме.

Оценка профиля риска скважины и цементирования

Начнем с последствий обратного потока - глубоких, отклоненных и морских скважин, газовых скважин,и рабочие места с 17-20 ppg высокой плотности навоза, как правило, оправдывают оборудование с двумя клапанами, потому что ремонтные работы дорогие и трудные.. Плиткие вертикальные скважины с умеренным дифференциальным давлением могут хорошо обслуживаться одним плавучим ошейником.Этот анализ решает счет клапана более честно, чем цена одна, и это дает материалам о закупках обоснованную техническую основу.

Сравните показатели давления, температуры и соединения

Оба клапана должны быть рассчитаны на один и тот же размер корпуса, вес и нить, с API LTC, STC, BTC или премиум-соединениями в размерах от 4-1/2 дюйма до 20 дюймов.Подтвердить дифференциальное давление каждого клапана, как правило, 5000-10,000 psi с вариантами 15000 psi для HPHT, против наихудшей нагрузки U-трубы после смещения.стандартные классы обычно охватывают до 350-400 ° FВ двойном клапане, проверьте, что оба элемента соответствуют требованиям, а не только ошейник.

Оцените обувную дорожку и план прокладки

Каждый клапан добавляет пробиваемый материал в шлейф обуви, так что программа пробивания имеет значение.и композитные внутренние части быстро просверливаются и являются стандартными как для одноклапанных, так и для двухклапанных струнЕсли оператор планирует пробурить с помощью PDC в одном ходу, он может использовать PDC в течение всего одного хода.подтвердить, что оба клапана совместимы с этим битом и что отходы от обоих элементов будут циркулировать из отверстияСравните дополнительное время пробуривания второго клапана со значением избыточности, которую он обеспечивает.

Просмотр требований к автоматическому заполнению и запуску

Автозаполняющие плавучие ошейники и ботинки позволяют корпусу частично заполниться во время запуска, уменьшая давление перенапряжения и экономия времени на установке в глубоких отверстиях.подтвердить, как механизм автоматического заполнения взаимодействует со вторым клапаном и как оборудование переходит в режим плавания перед цементированиемДля глубоких или длинных горизонтальных сечений проверяют дифференциальное давление автоматического заполнения отверстия по скорости движения и массе грязи.и проверить, что повторяющиеся циклы открытия и закрытия не будут носить уплотнительные поверхности до начала работы цемента.

Подтверждение документации о качестве и тестирование поставщиков

Запросить свидетельство об испытании для каждого клапана, включая испытание жидкостной уплотнители и, где применимо, температурный цикл в соответствии со спецификацией API 10F / ISO 10427-2.Системы качества, такие как API Spec Q1 или ISO 9001, должны регулировать производство и прослеживаемостьДвухклапанная нить настолько сильна, насколько слаба ее уплотнение, поэтому подтвердите, что оба клапана, а не только плавательный воротник, имеют отдельные записи испытаний до того, как оборудование покинет дворец.Результатом пяти проверок является спецификация, которая называет количество клапанов, рейтинги, связи и доказательства испытаний требуются, что защищает покупателя при сравнении котировок от разных поставщиков.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между одноклапанным и двуклапанным плавательным оборудованием?

Одноклапанное плавучее оборудование имеет одно устройство обратного давления, обычно плавучий воротник, защищающее цементную колонну от обратного потока.чаще всего плавучая обувь с клапаном плюс плавучий воротникВторой клапан обеспечивает независимую резервную поддержку, если первый не удается запечатать после смещения.

Когда достаточно одного плавучего ошейника?

Одноплавный ошейник часто является достаточным в неглубоких, вертикальных скважинах с низким риском разработки, где ожидаемое дифференциальное давление скромно, а коррекционное цементирование недорого.Он также выбирается, когда размер корпуса или конструкция скважины ограничивает количество внутренних компонентовОператоры должны все равно проверить рейтинг ошейника по отношению к наихудшей нагрузке обратного потока перед выбором этой конфигурации.

Почему многие операторы используют стандартное оборудование с двумя клапанами?

Потому что стоимость неисправного клапана обратного давления, цемента в корпусе, загрязненного шлейфа обуви или исправного сжатия намного превышает стоимость второго клапана.Клапанная плавучая обувь с клапановым плавучим воротником создает два независимых барьераГлубокие, морские и газовые скважины обычно оправдывают эту избыточность.

Второй клапан увеличивает время бурения?

Каждый дополнительный буровой клапан добавляет материал, который должен быть удален, так что двойные клапаны требуют немного больше времени, чтобы просверлить, чем одноклапанные.На практике разница небольшая, когда алюминийВ этом случае используются термоустойчивые или композитные внутренние части, и это обычно приемлемо по сравнению с полученной защитой от обратного потока.

Можно ли комбинировать оборудование с двумя клапанами с функциями автоматического заполнения?

Автозаполнительные плавучие ботинки и автозаполнительные плавучие ошейники доступны как с одним клапаном, так и с двумя.Механизм автоматического заполнения позволяет корпус заполнить во время запуска, чтобы уменьшить давление перенапряженияПокупатели должны подтвердить механизм преобразования и размер отверстия, потому что повторный цикл во время запуска может изнашивать клапан.

Как покупателям проверять качество клапана перед покупкой?

Запросите отдельные протоколы испытаний, показывающие испытания жидкостных уплотнений и температурные значения в соответствии со спецификацией API 10F / ISO 10427-2, и подтвердите, что производство выполняется в соответствии со спецификацией API Q1 или ISO 9001.Проверьте дифференциальное давлениеВ случае двойной клапановой струны требуется доказательство испытания для обоих клапанов.

Заключение

Выбор между одноклапанным и двуклапанным цементирующим плавательным оборудованием - это решение о избытке, а не решение о качестве.Обе конфигурации изготавливаются и испытываются в соответствии с признанными отраслевыми стандартами.Разница заключается в том, сколько резервной помощи нужно скважине, когда один из клапанов поврежден обломками, эрозией или нецентральной посадкой.скважины с низким рискомДля глубоких, отклоненных, морских и газовых скважин, а также для любой работы, где восстановление дорогостоящее, два независимых клапана являются разумным по умолчанию.Какую бы конфигурацию вы ни выбрали, проверяют давление и температуру, совместимость соединений, поведение бурения и отдельные записи испытаний перед отправкой оборудования.Наши инженеры могут рассмотреть вашу программу скважины и рекомендовать одно- или двух-клапанное устройство, соответствующее вашему дизайну корпуса и профилю риска цементирования.