破片やセメント固形物によって引き起こされるセメンティングフロート装置の問題は、一次セメンチング中に報告される最も一般的なバルブの故障の 1 つです。ミルスケール、錆びのフレーク、パイプドープ、地層の切りくず、沈殿したセメント粒子がフロートカラーまたはフロートシューの内側に集まり、フラッパー、ボール、またはコーンがシートから離れてしまう可能性があります。バルブが開いたままになると、ポンプの停止後にセメントが逆流して、きれいなワイパープラグのバンプが妨げられ、修復的な絞りが必要になる可能性がある汚染されたシュートラックが残ります。研磨固形物を運ぶ高速のスラリーもシートやシールを侵食する可能性があり、沈降した固形物が流路を橋渡ししたり、自動充填フロートシューの充填オリフィスを詰まらせたりする可能性があります。これらの故障のほとんどは、規律あるケーシングの準備、適切な泥の調整、ポンプ速度の制御、API Spec 10F / ISO 10427-2 に従って製造およびテストされた機器によって回避可能です。フロート装置内で破片がどのように動作するかを認識することは、バルブの固着、漏れ、リグ時間の損失を防ぐための第一歩です。
フロート装置は、ケーシングストリングの底部に取り付けられた逆止弁システムまたは背圧弁システムです。フロートカラーは通常、シューの上に 1 ～ 3 つのジョイント、最も一般的には 2 つのジョイントに配置され、フロートシューはストリングの一番下のジョイントを構成します。どちらの装置も掘削液とセメントスラリーを下方に通過させ、バルブの下の圧力がバルブの上の圧力を超えると自動的に閉じて逆流を停止します。最も一般的なシール要素は、エラストマーシールを備えたフラッパーバルブ、ボールとシートの配置、またはコーンとプランジャーの設計です。セメントが固まった後にツールをドリルで開ける必要がある場合、本体はドリル可能な鋳鉄、アルミニウム、熱硬化性プラスチック、またはセラミックでできています。
破片はさまざまな方向からこれらのバルブに到達します。ケーシング内では、保管や輸送時に発生したミルスケール、錆、ミルワニスが慣らし運転中に剥がれ落ちる可能性があります。接続ドープ、溶接スラグ、および以前の作業で残ったスケールは、パイプの前のダウンホールに移動します。坑井側からは、ストリングを走らせると、穴から外に循環されなかった切りくずや洞窟が靴の中に入る可能性があります。セメンティング自体の間、スラリーは高密度固体の懸濁液になります。15.8 ppg のクラス G システム、またはヘマタイトまたは酸化マンガンを含む重量 17 ～ 20 ppg のスラリーです。不安定な懸濁液は、バルブ全体に固い橋渡し状の塊となって沈降する可能性があります。
破片がバルブに到達すると、4 つの故障モードが支配的になります。まず、フラッパーまたはボールとそのシートの間に粒子が閉じ込められると、バルブが開いたままになり、逆流を防ぐことができなくなります。第二に、大きなジャンクは開いた位置でエレメントを詰まらせたり、フラッパー ヒンジを曲げたりする可能性があります。第三に、乱流変位速度で移動する研磨性固体は、差圧下でバルブが漏れるまで、シート、シール、および穴あけ可能な薄いセクションを侵食します。第 4 に、固体が自動充填フロート シューの制限された充填オリフィスを詰まらせ、設計された速度でケーシングが充填されなくなり、サージ動作が変化する可能性があります。シート上に沈降したセメント固形物の薄い膜でも、10,000 psi 定格のフロート カラーが漏れバルブになってしまう可能性があります。
フロート バルブは、井戸内で最もアクセスしにくいコンポーネントです。装置は数千フィートに及ぶ可能性のある紐の根元に設置されており、装置が工場から出荷されると、検査や調整を行うことはできません。したがって、破片の損傷は、ワイパー プラグの衝突中、背圧テスト中、またはセメントの待機中など、考えられる最悪の瞬間に発見されます。このとき、故障のコストが絞り作業、補充作業、およびリグ時間の損失で測定されます。
単一の粒子が背圧機能全体を無効にする可能性があります。逆止弁はきれいなラインを密閉するように設計されており、フラッパーの下に砂粒が閉じ込められても漏れ経路が形成されます。その後、差圧によって流体がその経路を高速で通過し、漏れがひどくなるまでシートとエラストマーが浸食されます。デブリ問題が一度始まると急速にエスカレートする理由も同じ物理学によって説明されます。
瓦礫による被害も、集団で発生する傾向があります。 1 つの腐食したジョイントからのスケールは、スラッグとしてバルブに到達する可能性があり、スケールを生成した保管条件や取り扱い条件は、通常、一度に複数のジョイントに影響を与えます。そのため、根本原因である湿気の多い保管、不十分な洗浄、または不安定なスラリーが修正されるまで、同じ坑井またはキャンペーンでデブリ障害が繰り返されることがよくあります。
フロート装置とセメンティング作業の 4 つの特徴により、瓦礫やセメント固形物が特に危険になります。
その結果は、あらゆるセメンティング技術者にはよく知られています。セメントが後退したり、シュー トラックから U チューブが外れたり、シュー トラックが泥で汚染されたままになったり、セメントを待っている間にガスが環状部を上って移動したりする可能性があり、矯正圧搾が唯一の治療法になります。破片がなぜこれほど破壊的なのかを理解すれば、防止プログラムの正当化が容易になり、穴の中で機器を稼働させる前に適用される検査基準も厳格化されます。
予防は機器がリグに到達する前に開始され、ドリルアウトまで継続されます。実践的なプログラムは 5 つの分野をカバーします。
すべてのフロートカラーとフロートシューを倉庫で検査し、再度リグサイトで検査します。スレッドプロテクターをチェックし、銘板で定格圧力と温度を確認し、衝撃による損傷、穴あけ可能な部分の亀裂、またはシールのずれを探します。工具は滑り台の上に保管し、乾燥した状態に保ち、落としたり転がしたりしないでください。走行前に、ケーシングをドリフトさせ、スケールが予想される内部表面をブラシまたはこすり落とします。過剰な量がバルブ内に押し込まれないように、接続ドープは控えめに塗布してください。ツールを組み立てる前に、定格圧力と温度が坑井計画と一致していることを確認してください。
セメント作業の前に穴をきれいに循環させます。最低でもボトムアップで運転し、ずれた井戸ではパイプを加工して、ダウンホールに落ち込む可能性のある挿し木床を粉砕します。泥を調整して掘削固形物を除去し、レオロジーを安定に保ちます。高固形分の泥は、最初の低速ゾーン、多くの場合靴のすぐ近くで切り粉の負荷を分散します。長時間静止した後、ワイパー トリップを実行します。スペーサーとスラリーは独自の固体負荷を追加するため、目標は、可能な限りきれいな穴でセメント作業を開始することです。
変位速度はフロート装置の設計範囲内に保ってください。過度の速度でバルブを通過する乱流は、シート、シール、および穴あけ可能な内部構造の浸食を加速します。プログラムで乱流変位が必要な場合は、耐浸食設計を選択し、サプライヤーに確認してください。 17 ～ 20 ppg の範囲の重量のスラリーには、固体が懸濁した状態に保たれる効果的な分散剤が必要です。これは、バルブを越えて固まるスラリーは混合ユニットで生じる破片の問題であるためです。バルブ全体に静的なスラリーを残さないようにし、パイプの動きを可能な限り動かし続け、正しいスペーサー量を使用してください。
フロートに依存する前にフロートを確認してください。慣らし運転中は、充填動作に注意してください。ケーシングの充填が速すぎるか、まったく充填されない場合は、自動充填オリフィスが損傷している可能性があります。着陸後、制御された速度で循環して戻りを確認し、フロートに対して圧力テストを行い、計画されたテスト値を保持します。圧力を保持できないバルブは、セメント固定する前に調査する必要があります。作業中は、計画した圧力でプラグを押し、ゲージを監視します。シャットイン圧力が安定している場合はフロートが保持されていることを意味し、一定の減衰はバルブに漏れがありカラムが後退していることを意味します。
ドリルアウトすると、それ自体で破片が生成されます。穴あけ可能なフロート機器に穴あけする場合は、鋳鉄、アルミニウム、熱硬化性樹脂、またはセラミックの内部構造に適したウェイトオンビットを使用して、破片が塊に砕けるのではなく小さく粉砕されるようにします。継続的に循環させて、切粉や工具の破片がバルブの下に入り込む前にシュートラックから取り除きます。ライナー井戸や多段井戸では、上からの破片が下のツールに落ちる可能性があるため、先に掘削する前にボトムアップで循環させ、シェーカーを確認してください。ビットを無理に押し込むと破片がネズミの穴に押し込まれたり、次のツールの下に押し込まれたりする可能性があるため、メーカーのドリルアウトパラメータを尊重してください。
はい。フラッパー バルブとボール アンド シート バルブは狭い接触ラインをシールするため、シートに捕らえられた砂粒や少数の沈降セメント粒子が漏れ経路を形成します。差圧によって流体が隙間を通過すると、侵食によって隙間が急速に拡大します。小さな破片が定格フロートカラーに漏れを引き起こす可能性があります。
ケーシングの保管および輸送からのミルスケール、錆、ワニスがリストの先頭にあり、次に余分なスレッドコンパウンドが続きます。穴から外に循環されなかった地層の削りくずや洞窟も、ストリングを走らせるとシューズに入ります。作業中に不安定なセメントスラリーが沈降すると、詰まった固形物がバルブに橋を架ける可能性があります。
最初の兆候は充填および循環中に現れます。つまり、ケーシングが計算よりも早く充填されるか、リターンがポンプの吐出量と一致しません。プラグが衝突した後、破片によって開いたままになっているフロートは圧力を保持できなくなり、セメント柱が後退するにつれてゲージが減衰します。セメント固定前の圧力テストに不合格になった場合は、そうでないと証明されるまで、破片に関連したものとして扱います。
はい、主に浸食と沈下によって発生します。 17 ～ 20 ppg の重量のスラリーには、乱流速度でシートやシールに衝突するヘマタイトまたは酸化マンガンの粒子が含まれており、静的状態ではより速く沈降し、バルブを横切るブリッジを形成します。分散剤処理、制御された速度、および耐浸食性の内部構造により、リスクは軽減されますが、排除されません。
できます。自動充填ツールは、制限されたオリフィスを通過するか、ケーシングの充填中に浮遊するフラッパーを通過して流体を通過させます。これらの通路は、固体が最初に蓄積する場所です。充填ポートが詰まると、設計速度でのケーシング充填が停止し、サージ圧力と充填時間が変化します。慣らし運転中のフィルチェックにより、ストリングが底に達する前に問題を発見します。
セメントを圧送する前に停止して診断してください。より速い速度で循環させてシートからゴミを洗い流してから、再テストしてください。それでもバルブが密閉されない場合、選択肢は限られています。紐を引いて機器を交換するか、フロートカラーを主要なバリアとして使用して圧迫する計画を立てます。現場での推奨事項についてはサプライヤーに問い合わせてください。
破片やセメント固形物はフロート装置の隠れた敵です。これらはバルブの固着、シートの漏れ、自動充填ポートの詰まり、シュートラックの汚染を引き起こし、セメント作業がバルブ保持圧力に依存する場合にのみ表面化する障害です。解決策は十分に証明されています。ケーシングと工具を適切に準備し、穴をきれいに循環させ、懸濁状態を維持するスラリーを設計し、作業前および作業中にバルブを確認し、規律を持ってドリルで穴を開けます。これらの対策は、絞り作業や靴跡の紛失に比べて安価であるため、すべてのセメント固定プログラムにこれらの手段を含める必要があります。穴の洗浄に問題がある場合や重いスラリーが含まれる坑井でのセメント作業を計画している場合は、条件に合ったフロート シューとフロート カラーの推奨事項について当社のアプリケーション エンジニアにお問い合わせください。
破片やセメント固形物によって引き起こされるセメンティングフロート装置の問題は、一次セメンチング中に報告される最も一般的なバルブの故障の 1 つです。ミルスケール、錆びのフレーク、パイプドープ、地層の切りくず、沈殿したセメント粒子がフロートカラーまたはフロートシューの内側に集まり、フラッパー、ボール、またはコーンがシートから離れてしまう可能性があります。バルブが開いたままになると、ポンプの停止後にセメントが逆流して、きれいなワイパープラグのバンプが妨げられ、修復的な絞りが必要になる可能性がある汚染されたシュートラックが残ります。研磨固形物を運ぶ高速のスラリーもシートやシールを侵食する可能性があり、沈降した固形物が流路を橋渡ししたり、自動充填フロートシューの充填オリフィスを詰まらせたりする可能性があります。これらの故障のほとんどは、規律あるケーシングの準備、適切な泥の調整、ポンプ速度の制御、API Spec 10F / ISO 10427-2 に従って製造およびテストされた機器によって回避可能です。フロート装置内で破片がどのように動作するかを認識することは、バルブの固着、漏れ、リグ時間の損失を防ぐための第一歩です。
フロート装置は、ケーシングストリングの底部に取り付けられた逆止弁システムまたは背圧弁システムです。フロートカラーは通常、シューの上に 1 ～ 3 つのジョイント、最も一般的には 2 つのジョイントに配置され、フロートシューはストリングの一番下のジョイントを構成します。どちらの装置も掘削液とセメントスラリーを下方に通過させ、バルブの下の圧力がバルブの上の圧力を超えると自動的に閉じて逆流を停止します。最も一般的なシール要素は、エラストマーシールを備えたフラッパーバルブ、ボールとシートの配置、またはコーンとプランジャーの設計です。セメントが固まった後にツールをドリルで開ける必要がある場合、本体はドリル可能な鋳鉄、アルミニウム、熱硬化性プラスチック、またはセラミックでできています。
破片はさまざまな方向からこれらのバルブに到達します。ケーシング内では、保管や輸送時に発生したミルスケール、錆、ミルワニスが慣らし運転中に剥がれ落ちる可能性があります。接続ドープ、溶接スラグ、および以前の作業で残ったスケールは、パイプの前のダウンホールに移動します。坑井側からは、ストリングを走らせると、穴から外に循環されなかった切りくずや洞窟が靴の中に入る可能性があります。セメンティング自体の間、スラリーは高密度固体の懸濁液になります。15.8 ppg のクラス G システム、またはヘマタイトまたは酸化マンガンを含む重量 17 ～ 20 ppg のスラリーです。不安定な懸濁液は、バルブ全体に固い橋渡し状の塊となって沈降する可能性があります。
破片がバルブに到達すると、4 つの故障モードが支配的になります。まず、フラッパーまたはボールとそのシートの間に粒子が閉じ込められると、バルブが開いたままになり、逆流を防ぐことができなくなります。第二に、大きなジャンクは開いた位置でエレメントを詰まらせたり、フラッパー ヒンジを曲げたりする可能性があります。第三に、乱流変位速度で移動する研磨性固体は、差圧下でバルブが漏れるまで、シート、シール、および穴あけ可能な薄いセクションを侵食します。第 4 に、固体が自動充填フロート シューの制限された充填オリフィスを詰まらせ、設計された速度でケーシングが充填されなくなり、サージ動作が変化する可能性があります。シート上に沈降したセメント固形物の薄い膜でも、10,000 psi 定格のフロート カラーが漏れバルブになってしまう可能性があります。
フロート バルブは、井戸内で最もアクセスしにくいコンポーネントです。装置は数千フィートに及ぶ可能性のある紐の根元に設置されており、装置が工場から出荷されると、検査や調整を行うことはできません。したがって、破片の損傷は、ワイパー プラグの衝突中、背圧テスト中、またはセメントの待機中など、考えられる最悪の瞬間に発見されます。このとき、故障のコストが絞り作業、補充作業、およびリグ時間の損失で測定されます。
単一の粒子が背圧機能全体を無効にする可能性があります。逆止弁はきれいなラインを密閉するように設計されており、フラッパーの下に砂粒が閉じ込められても漏れ経路が形成されます。その後、差圧によって流体がその経路を高速で通過し、漏れがひどくなるまでシートとエラストマーが浸食されます。デブリ問題が一度始まると急速にエスカレートする理由も同じ物理学によって説明されます。
瓦礫による被害も、集団で発生する傾向があります。 1 つの腐食したジョイントからのスケールは、スラッグとしてバルブに到達する可能性があり、スケールを生成した保管条件や取り扱い条件は、通常、一度に複数のジョイントに影響を与えます。そのため、根本原因である湿気の多い保管、不十分な洗浄、または不安定なスラリーが修正されるまで、同じ坑井またはキャンペーンでデブリ障害が繰り返されることがよくあります。
フロート装置とセメンティング作業の 4 つの特徴により、瓦礫やセメント固形物が特に危険になります。
その結果は、あらゆるセメンティング技術者にはよく知られています。セメントが後退したり、シュー トラックから U チューブが外れたり、シュー トラックが泥で汚染されたままになったり、セメントを待っている間にガスが環状部を上って移動したりする可能性があり、矯正圧搾が唯一の治療法になります。破片がなぜこれほど破壊的なのかを理解すれば、防止プログラムの正当化が容易になり、穴の中で機器を稼働させる前に適用される検査基準も厳格化されます。
予防は機器がリグに到達する前に開始され、ドリルアウトまで継続されます。実践的なプログラムは 5 つの分野をカバーします。
すべてのフロートカラーとフロートシューを倉庫で検査し、再度リグサイトで検査します。スレッドプロテクターをチェックし、銘板で定格圧力と温度を確認し、衝撃による損傷、穴あけ可能な部分の亀裂、またはシールのずれを探します。工具は滑り台の上に保管し、乾燥した状態に保ち、落としたり転がしたりしないでください。走行前に、ケーシングをドリフトさせ、スケールが予想される内部表面をブラシまたはこすり落とします。過剰な量がバルブ内に押し込まれないように、接続ドープは控えめに塗布してください。ツールを組み立てる前に、定格圧力と温度が坑井計画と一致していることを確認してください。
セメント作業の前に穴をきれいに循環させます。最低でもボトムアップで運転し、ずれた井戸ではパイプを加工して、ダウンホールに落ち込む可能性のある挿し木床を粉砕します。泥を調整して掘削固形物を除去し、レオロジーを安定に保ちます。高固形分の泥は、最初の低速ゾーン、多くの場合靴のすぐ近くで切り粉の負荷を分散します。長時間静止した後、ワイパー トリップを実行します。スペーサーとスラリーは独自の固体負荷を追加するため、目標は、可能な限りきれいな穴でセメント作業を開始することです。
変位速度はフロート装置の設計範囲内に保ってください。過度の速度でバルブを通過する乱流は、シート、シール、および穴あけ可能な内部構造の浸食を加速します。プログラムで乱流変位が必要な場合は、耐浸食設計を選択し、サプライヤーに確認してください。 17 ～ 20 ppg の範囲の重量のスラリーには、固体が懸濁した状態に保たれる効果的な分散剤が必要です。これは、バルブを越えて固まるスラリーは混合ユニットで生じる破片の問題であるためです。バルブ全体に静的なスラリーを残さないようにし、パイプの動きを可能な限り動かし続け、正しいスペーサー量を使用してください。
フロートに依存する前にフロートを確認してください。慣らし運転中は、充填動作に注意してください。ケーシングの充填が速すぎるか、まったく充填されない場合は、自動充填オリフィスが損傷している可能性があります。着陸後、制御された速度で循環して戻りを確認し、フロートに対して圧力テストを行い、計画されたテスト値を保持します。圧力を保持できないバルブは、セメント固定する前に調査する必要があります。作業中は、計画した圧力でプラグを押し、ゲージを監視します。シャットイン圧力が安定している場合はフロートが保持されていることを意味し、一定の減衰はバルブに漏れがありカラムが後退していることを意味します。
ドリルアウトすると、それ自体で破片が生成されます。穴あけ可能なフロート機器に穴あけする場合は、鋳鉄、アルミニウム、熱硬化性樹脂、またはセラミックの内部構造に適したウェイトオンビットを使用して、破片が塊に砕けるのではなく小さく粉砕されるようにします。継続的に循環させて、切粉や工具の破片がバルブの下に入り込む前にシュートラックから取り除きます。ライナー井戸や多段井戸では、上からの破片が下のツールに落ちる可能性があるため、先に掘削する前にボトムアップで循環させ、シェーカーを確認してください。ビットを無理に押し込むと破片がネズミの穴に押し込まれたり、次のツールの下に押し込まれたりする可能性があるため、メーカーのドリルアウトパラメータを尊重してください。
はい。フラッパー バルブとボール アンド シート バルブは狭い接触ラインをシールするため、シートに捕らえられた砂粒や少数の沈降セメント粒子が漏れ経路を形成します。差圧によって流体が隙間を通過すると、侵食によって隙間が急速に拡大します。小さな破片が定格フロートカラーに漏れを引き起こす可能性があります。
ケーシングの保管および輸送からのミルスケール、錆、ワニスがリストの先頭にあり、次に余分なスレッドコンパウンドが続きます。穴から外に循環されなかった地層の削りくずや洞窟も、ストリングを走らせるとシューズに入ります。作業中に不安定なセメントスラリーが沈降すると、詰まった固形物がバルブに橋を架ける可能性があります。
最初の兆候は充填および循環中に現れます。つまり、ケーシングが計算よりも早く充填されるか、リターンがポンプの吐出量と一致しません。プラグが衝突した後、破片によって開いたままになっているフロートは圧力を保持できなくなり、セメント柱が後退するにつれてゲージが減衰します。セメント固定前の圧力テストに不合格になった場合は、そうでないと証明されるまで、破片に関連したものとして扱います。
はい、主に浸食と沈下によって発生します。 17 ～ 20 ppg の重量のスラリーには、乱流速度でシートやシールに衝突するヘマタイトまたは酸化マンガンの粒子が含まれており、静的状態ではより速く沈降し、バルブを横切るブリッジを形成します。分散剤処理、制御された速度、および耐浸食性の内部構造により、リスクは軽減されますが、排除されません。
できます。自動充填ツールは、制限されたオリフィスを通過するか、ケーシングの充填中に浮遊するフラッパーを通過して流体を通過させます。これらの通路は、固体が最初に蓄積する場所です。充填ポートが詰まると、設計速度でのケーシング充填が停止し、サージ圧力と充填時間が変化します。慣らし運転中のフィルチェックにより、ストリングが底に達する前に問題を発見します。
セメントを圧送する前に停止して診断してください。より速い速度で循環させてシートからゴミを洗い流してから、再テストしてください。それでもバルブが密閉されない場合、選択肢は限られています。紐を引いて機器を交換するか、フロートカラーを主要なバリアとして使用して圧迫する計画を立てます。現場での推奨事項についてはサプライヤーに問い合わせてください。
破片やセメント固形物はフロート装置の隠れた敵です。これらはバルブの固着、シートの漏れ、自動充填ポートの詰まり、シュートラックの汚染を引き起こし、セメント作業がバルブ保持圧力に依存する場合にのみ表面化する障害です。解決策は十分に証明されています。ケーシングと工具を適切に準備し、穴をきれいに循環させ、懸濁状態を維持するスラリーを設計し、作業前および作業中にバルブを確認し、規律を持ってドリルで穴を開けます。これらの対策は、絞り作業や靴跡の紛失に比べて安価であるため、すべてのセメント固定プログラムにこれらの手段を含める必要があります。穴の洗浄に問題がある場合や重いスラリーが含まれる坑井でのセメント作業を計画している場合は、条件に合ったフロート シューとフロート カラーの推奨事項について当社のアプリケーション エンジニアにお問い合わせください。
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