セメンティングフロート装置は、90度に近い坑井角度、長いケーシングストリング、切土床、狭い環状クリアランスにより、フロートシューとフロートカラーへの荷重のかかり方が変化する、偏向坑井や水平坑井でも確実に機能する必要があります。背圧バルブは、どのような向きでもシールし、慣らし運転中のサージ荷重や浸食に耐え、ワイパー プラグが衝突した後も完全な差圧を保持する必要があります。自動充填設計により、サージ圧力が軽減され、長い高角度セクションでの充填が高速化され、ドリル可能な内部構造により、シュー トラックを介した高速 PDC ドリルアウトが可能になります。シングルバルブアセンブリとダブルバルブアセンブリ、フラッパーとボールアンドシートクロージャ、圧力と温度の定格、材料グレードなどの構成の選択により、セメント作業がきれいなプラグバンプとシールされたシューで終了するかどうかが決まります。実際には、適切な構成により、掘削チームは長いストリングを効率的に実行し、ためらうことなく循環し、地表でのきれいな圧力応答でバリアを確認する自信が得られます。このガイドでは、ハイアングル井戸の変更点と、それに対応するフロート装置の選択、運転、検証方法について説明します。
偏向坑井は、坑井を垂直から遠ざける計画された構築角度で掘削され、水平坑井は、軌道が垂直から約 90 度に達するまで延長されます。延長範囲の井戸は、多くの場合、真の垂直深さを超える水平変位を伴い、コンセプトをさらに推し進めます。このようなすべてのプロファイルでは、ケーシングストリングが湾曲した高角度のセクションを通過する必要があり、接着用フロート装置も一緒に移動します。底部ジョイントにはフロートシューがあり、通常はシューの 1 ～ 3 ジョイント上にフロートカラーがあり、通常 20 ～ 90 フィートの長さのシュートラックを定義します。
最初の違いは幾何学的なものです。垂直ウェルでは、バルブの軸が下を向いているため、重力によって閉鎖部材がシートに着地するのに役立ちます。水平井戸ではツールは横向きになり、重力の助けがほとんどないため、シールはバネの力と差圧に依存します。ばね仕掛けのフラッパーまたはプランジャーはどんな傾斜でも確実に閉じますが、ボールアンドシートバルブはボールをガイドするケージとボールをシート上に駆動する逆差圧に依存します。このため、高角度の用途には方向性許容内部構造が好まれます。
2 番目の違いは、瓦礫の積載量です。挿し木は穴の下側に落ち着き、ベッドを形成します。ストリングが走ったり、循環したり、移動したりすると、この物質がシュートラックに押し込まれ、そこでフラッパーを開いたままにしたり、シートを侵食したり、充填オリフィスを詰まらせたりする可能性があります。 3 番目の違いは油圧です。ケーシングが低い側に接しているため、有効な環状クリアランスは小さく、ストリングの前方に移動する流体により、弱い地層を破壊するのに十分な高いサージ圧力が発生する可能性があります。自動充填フロート装置は、慣らし運転中および事前に設定されたディファレンシャルで閉じるとき、または下部プラグが着地するときに流体がバルブを通過できるようにすることで、この問題に対処します。
セメントを配置した後、同じツールで環内の重いスラリーとケーシング内の軽い置換流体によって作成された U チューブの差動装置を保持し、後できれいに穴あけする必要があります。これらの複合的な要求により、偏向井戸および水平井戸のあらゆる選択決定が形成されます。
高角度の坑井でフロート装置が故障すると、コストが不相応に高くなります。プラグが衝突した後にバルブが背圧を維持できない場合、重いセメント製の U チューブがケーシング内に戻ったり、シューの周りに落ちたりして、濡れたシューと汚染されたシューの跡が残り、ドリルで穴を開けて頻繁に再メンテする必要があります。水平井戸やリーチが延長された井戸では、毎回の修復作業が長く、重量移動が制限され、リグ時間はすぐに過ぎてしまいます。慣らし運転中のサージ損傷により、弱いゾーンが破壊され、まさにセメント結合が始まるときに循環喪失が発生する可能性があります。小さな問題がさらに拡大します。バルブがほんの一部でも開いたままになっていると、乗組員が水面での体積の不足に気づく前に、数百バレルのフォールバックが許容される可能性があります。
タイミングによっては、こうした失敗が特に大きなダメージを与えます。セメントの移行時間中、スラリーはゲル強度を発現し、アニュラスカラムは静水圧支持を失う可能性があります。その瞬間にフロートシューまたはフロートカラーが流体を後方に落とすと、地層流体とガスが環状部を上に移動し、シュートラックが汚染されたままになる可能性があります。ポンプの瞬時停止を閉じるバリアにより、カラムが所定の位置に保持され、セメントが保護され、作業員は自信を持ってケーシングストリングの圧力テストを行うことができます。水平坑井で濡れた靴を脱いだオペレータが、再びシングルバルブ設計を受け入れることはほとんどありません。
すべての井戸に適合する単一の設計はないため、定格範囲を実際のプログラムに対して検証する必要があります。差圧定格は通常 5,000 ～ 15,000 psi の範囲で、温度定格は約 350 ～ 400 °F に達し、セメント スラリーは通常 15.8 ～ 20 ppg で使用されます。フロートカラーがフロートシューをバックアップするダブルバルブ構成は、2 番目の独立したバリアを追加し、重要な水平井戸やリーチの長い井戸によく指定されます。
高角度の井戸にフロート装置を適切に適用するプロセスは、選択テーブルから始まり、シュー トラックがドリルアウトされたときにのみ終了します。以下の手順では、最も重要な決定について説明します。
まずはケーシングのサイズ、重量、接続から始めます。業界全体で 4-1/2 インチから 20 インチまでの範囲で、API LTC、STC、BTC、またはプレミアム スレッドが使用されます。計画されている最も重いスラリー (加重システムの場合は通常 15.8 ～ 20 ppg 以上) を使用して、プラグが衝突した後にバルブが保持しなければならない最大差動を推定し、それを機器定格の 5,000 ～ 15,000 psi と比較します。循環温度が定格制限内 (標準ツールの場合は約 350 ～ 400 °F) 内に留まっていることを確認します。次に、従来の装置と自動充填装置のどちらかを選択し、フロート カラーとフロート シューの配置にシングル バルブとダブル バルブのどちらが適しているかを決定し、ストリングを組み立てる前にサプライヤーと選択を検討します。
長いハイアングルストリングでは、特にケーシングが低い側にあり、環状クリアランスが狭い場合に、サージ圧力が開いた穴の破壊勾配を超えないように走行速度を管理する必要があります。自動充填装置を使用する場合は、充填オリフィスが開いていること、およびバルブが意図した差動で閉じること (通常は事前設定値に達したとき、または下部ワイパー プラグが着地したとき) を確認します。慣らし運転中は定期的に充填を監視し、計画深さで循環を中断して低位側から切削床を除去し、ストリングが底に到達する前に自動充填バルブが閉じる圧力を決して超えないようにしてください。充填量を記録し、理論上の排気量と比較します。原因不明の増加または損失は、自動充填バルブが早期に閉じたか、またはまったく閉じなかったという最初の兆候であることが多いためです。
実行する前に、フラッパーが完全に戻っていること、ボールがケージ内で自由に動くこと、シートがきれいで損傷がないことを確認してください。ケーシングが底に着いたら、穴を循環させて調整し、底部プラグ、セメント スラリー、および上部プラグを使用してセメント プログラムに従います。フロート カラーとシューのバンプ圧力を監視し、変位圧力を排出し、装置を通って逆流が戻らないことを確認します。これは、セメントが固まる間、背圧バルブが U チューブの差動装置を保持していることを証明します。
フロート カラーとフロート シューの間のシュー トラックの長さは通常 20 ～ 90 フィートで、通常は PDC ビットで穴あけされます。鋳鉄、アルミニウム、セラミック、または熱硬化性プラスチックで作られた穴あけ可能な内部構造は、小さな破片になり、穴から簡単に循環するように設計されています。水平セクションでは、ビットへの重量移動が摩擦によって制限されるため、制御されたパラメータで穴あけを実行し、トルクと貫通速度を監視し、すべての破片が除去されるまで循環を続けてから穴あけを行ってください。トルクが急上昇したり貫通力が失速した場合は、ストリングを無理にシューズトラックに通すのではなく、持ち上げてリーミングし、循環を再確立してください。
はい、バルブの設計が高い傾斜で確実に閉まり、圧力、温度、摩耗定格が計画された坑井条件の坑井計画と一致する場合に限ります。スプリング補助のフラッパー バルブとプランジャー バルブは方向に対する耐性が最も高く、ケージ ガイドのボール アンド シート バルブも良好に機能します。ストリングを実行する前に、必ず機器の供給元にアプリケーションを確認してください。
自動充填フロートシューとカラーにより、走行中にケーシングが充填されるため、狭くて偏った環状部のサージ圧力が低下し、手動でパイプを充填する時間が短縮されます。バルブは、事前に設定された差動位置で、または下部プラグが着地すると閉じ、セメント結合が始まる前に完全な背圧バリアを回復します。慣らし運転前の表面チェックにより、この動作が確認されます。
ボールとシートのバルブは、ボールがケージによってガイドされ、逆差圧によってボールがシートに押し付けられるときに、高い角度で動作する可能性があります。ただし、傾斜が極端な場合は、バネ補助のフラッパーまたはプランジャーの設計が好まれることがよくあります。これは、その閉鎖が重力に依存せず、したがって高角度の坑井では予測しやすいためです。
穴の下側にある切粉床は、循環やサージイベント中にシュートラックに押し流される可能性があります。破片がフラッパーを開いたままにしたり、シートを侵食したり、充填オリフィスを詰まらせたりする可能性があります。広い流動領域、耐浸食性シート、および定期的な穴の調整により、セメント作業が開始される前にこれらのリスクが大幅に軽減されます。
プラグが衝突した後、装置は環内のセメント柱とケーシング内のライター流体との間の静水圧差を保持する必要があります。 15.8 ～ 20 ppg のスラリーでは、この差は数千 psi に達する可能性があり、これは一般的な装置定格の 5,000 ～ 15,000 psi の範囲内に十分収まります。
鋳鉄、アルミニウム、セラミック、または熱硬化性プラスチックの穴あけ可能な内部部品は、制御されたパラメーターとビット上の低重量を使用して PDC ビットでフライス加工され、重量移動が制限されている水平セクションに適しています。結果として生じる破片は、横方向に沿って穴あけが続行される前に穴から循環するほど十分に小さいです。
偏向坑井や水平坑井では、方向に依存しないバルブ閉鎖からサージ制御、破片耐性、予測可能なドリルアウトまで、セメンティングフロート装置に異常な要求が課せられます。この装置は、ツールがほぼ水平にあるときに確実に密閉し、重いセメント スラリーによって作成された U チューブの差動装置を保持し、重量移動が制限されているシュー トラックをきれいに穴あけできる必要があります。自動充填設計、二重バルブ構成、および鋳鉄、アルミニウム、セラミック、または熱硬化性プラスチックの穴あけ可能な内部構造はすべて、これらの課題に答えるために存在しますが、それらは坑井プログラムの実際の負荷に応じて選択する必要があります。圧力、温度、スラリー密度エンベロープを確認し、ストリングが穴に入る前にバルブの機能を確認し、セメント作業を開始する前にドリルアウトを計画します。フロート装置を特定の偏向坑井または水平坑井の設計に適合させるためのサポートが必要な場合は、ケーシング集計およびセメンティング プログラムを添え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。
セメンティングフロート装置は、90度に近い坑井角度、長いケーシングストリング、切土床、狭い環状クリアランスにより、フロートシューとフロートカラーへの荷重のかかり方が変化する、偏向坑井や水平坑井でも確実に機能する必要があります。背圧バルブは、どのような向きでもシールし、慣らし運転中のサージ荷重や浸食に耐え、ワイパー プラグが衝突した後も完全な差圧を保持する必要があります。自動充填設計により、サージ圧力が軽減され、長い高角度セクションでの充填が高速化され、ドリル可能な内部構造により、シュー トラックを介した高速 PDC ドリルアウトが可能になります。シングルバルブアセンブリとダブルバルブアセンブリ、フラッパーとボールアンドシートクロージャ、圧力と温度の定格、材料グレードなどの構成の選択により、セメント作業がきれいなプラグバンプとシールされたシューで終了するかどうかが決まります。実際には、適切な構成により、掘削チームは長いストリングを効率的に実行し、ためらうことなく循環し、地表でのきれいな圧力応答でバリアを確認する自信が得られます。このガイドでは、ハイアングル井戸の変更点と、それに対応するフロート装置の選択、運転、検証方法について説明します。
偏向坑井は、坑井を垂直から遠ざける計画された構築角度で掘削され、水平坑井は、軌道が垂直から約 90 度に達するまで延長されます。延長範囲の井戸は、多くの場合、真の垂直深さを超える水平変位を伴い、コンセプトをさらに推し進めます。このようなすべてのプロファイルでは、ケーシングストリングが湾曲した高角度のセクションを通過する必要があり、接着用フロート装置も一緒に移動します。底部ジョイントにはフロートシューがあり、通常はシューの 1 ～ 3 ジョイント上にフロートカラーがあり、通常 20 ～ 90 フィートの長さのシュートラックを定義します。
最初の違いは幾何学的なものです。垂直ウェルでは、バルブの軸が下を向いているため、重力によって閉鎖部材がシートに着地するのに役立ちます。水平井戸ではツールは横向きになり、重力の助けがほとんどないため、シールはバネの力と差圧に依存します。ばね仕掛けのフラッパーまたはプランジャーはどんな傾斜でも確実に閉じますが、ボールアンドシートバルブはボールをガイドするケージとボールをシート上に駆動する逆差圧に依存します。このため、高角度の用途には方向性許容内部構造が好まれます。
2 番目の違いは、瓦礫の積載量です。挿し木は穴の下側に落ち着き、ベッドを形成します。ストリングが走ったり、循環したり、移動したりすると、この物質がシュートラックに押し込まれ、そこでフラッパーを開いたままにしたり、シートを侵食したり、充填オリフィスを詰まらせたりする可能性があります。 3 番目の違いは油圧です。ケーシングが低い側に接しているため、有効な環状クリアランスは小さく、ストリングの前方に移動する流体により、弱い地層を破壊するのに十分な高いサージ圧力が発生する可能性があります。自動充填フロート装置は、慣らし運転中および事前に設定されたディファレンシャルで閉じるとき、または下部プラグが着地するときに流体がバルブを通過できるようにすることで、この問題に対処します。
セメントを配置した後、同じツールで環内の重いスラリーとケーシング内の軽い置換流体によって作成された U チューブの差動装置を保持し、後できれいに穴あけする必要があります。これらの複合的な要求により、偏向井戸および水平井戸のあらゆる選択決定が形成されます。
高角度の坑井でフロート装置が故障すると、コストが不相応に高くなります。プラグが衝突した後にバルブが背圧を維持できない場合、重いセメント製の U チューブがケーシング内に戻ったり、シューの周りに落ちたりして、濡れたシューと汚染されたシューの跡が残り、ドリルで穴を開けて頻繁に再メンテする必要があります。水平井戸やリーチが延長された井戸では、毎回の修復作業が長く、重量移動が制限され、リグ時間はすぐに過ぎてしまいます。慣らし運転中のサージ損傷により、弱いゾーンが破壊され、まさにセメント結合が始まるときに循環喪失が発生する可能性があります。小さな問題がさらに拡大します。バルブがほんの一部でも開いたままになっていると、乗組員が水面での体積の不足に気づく前に、数百バレルのフォールバックが許容される可能性があります。
タイミングによっては、こうした失敗が特に大きなダメージを与えます。セメントの移行時間中、スラリーはゲル強度を発現し、アニュラスカラムは静水圧支持を失う可能性があります。その瞬間にフロートシューまたはフロートカラーが流体を後方に落とすと、地層流体とガスが環状部を上に移動し、シュートラックが汚染されたままになる可能性があります。ポンプの瞬時停止を閉じるバリアにより、カラムが所定の位置に保持され、セメントが保護され、作業員は自信を持ってケーシングストリングの圧力テストを行うことができます。水平坑井で濡れた靴を脱いだオペレータが、再びシングルバルブ設計を受け入れることはほとんどありません。
すべての井戸に適合する単一の設計はないため、定格範囲を実際のプログラムに対して検証する必要があります。差圧定格は通常 5,000 ～ 15,000 psi の範囲で、温度定格は約 350 ～ 400 °F に達し、セメント スラリーは通常 15.8 ～ 20 ppg で使用されます。フロートカラーがフロートシューをバックアップするダブルバルブ構成は、2 番目の独立したバリアを追加し、重要な水平井戸やリーチの長い井戸によく指定されます。
高角度の井戸にフロート装置を適切に適用するプロセスは、選択テーブルから始まり、シュー トラックがドリルアウトされたときにのみ終了します。以下の手順では、最も重要な決定について説明します。
まずはケーシングのサイズ、重量、接続から始めます。業界全体で 4-1/2 インチから 20 インチまでの範囲で、API LTC、STC、BTC、またはプレミアム スレッドが使用されます。計画されている最も重いスラリー (加重システムの場合は通常 15.8 ～ 20 ppg 以上) を使用して、プラグが衝突した後にバルブが保持しなければならない最大差動を推定し、それを機器定格の 5,000 ～ 15,000 psi と比較します。循環温度が定格制限内 (標準ツールの場合は約 350 ～ 400 °F) 内に留まっていることを確認します。次に、従来の装置と自動充填装置のどちらかを選択し、フロート カラーとフロート シューの配置にシングル バルブとダブル バルブのどちらが適しているかを決定し、ストリングを組み立てる前にサプライヤーと選択を検討します。
長いハイアングルストリングでは、特にケーシングが低い側にあり、環状クリアランスが狭い場合に、サージ圧力が開いた穴の破壊勾配を超えないように走行速度を管理する必要があります。自動充填装置を使用する場合は、充填オリフィスが開いていること、およびバルブが意図した差動で閉じること (通常は事前設定値に達したとき、または下部ワイパー プラグが着地したとき) を確認します。慣らし運転中は定期的に充填を監視し、計画深さで循環を中断して低位側から切削床を除去し、ストリングが底に到達する前に自動充填バルブが閉じる圧力を決して超えないようにしてください。充填量を記録し、理論上の排気量と比較します。原因不明の増加または損失は、自動充填バルブが早期に閉じたか、またはまったく閉じなかったという最初の兆候であることが多いためです。
実行する前に、フラッパーが完全に戻っていること、ボールがケージ内で自由に動くこと、シートがきれいで損傷がないことを確認してください。ケーシングが底に着いたら、穴を循環させて調整し、底部プラグ、セメント スラリー、および上部プラグを使用してセメント プログラムに従います。フロート カラーとシューのバンプ圧力を監視し、変位圧力を排出し、装置を通って逆流が戻らないことを確認します。これは、セメントが固まる間、背圧バルブが U チューブの差動装置を保持していることを証明します。
フロート カラーとフロート シューの間のシュー トラックの長さは通常 20 ～ 90 フィートで、通常は PDC ビットで穴あけされます。鋳鉄、アルミニウム、セラミック、または熱硬化性プラスチックで作られた穴あけ可能な内部構造は、小さな破片になり、穴から簡単に循環するように設計されています。水平セクションでは、ビットへの重量移動が摩擦によって制限されるため、制御されたパラメータで穴あけを実行し、トルクと貫通速度を監視し、すべての破片が除去されるまで循環を続けてから穴あけを行ってください。トルクが急上昇したり貫通力が失速した場合は、ストリングを無理にシューズトラックに通すのではなく、持ち上げてリーミングし、循環を再確立してください。
はい、バルブの設計が高い傾斜で確実に閉まり、圧力、温度、摩耗定格が計画された坑井条件の坑井計画と一致する場合に限ります。スプリング補助のフラッパー バルブとプランジャー バルブは方向に対する耐性が最も高く、ケージ ガイドのボール アンド シート バルブも良好に機能します。ストリングを実行する前に、必ず機器の供給元にアプリケーションを確認してください。
自動充填フロートシューとカラーにより、走行中にケーシングが充填されるため、狭くて偏った環状部のサージ圧力が低下し、手動でパイプを充填する時間が短縮されます。バルブは、事前に設定された差動位置で、または下部プラグが着地すると閉じ、セメント結合が始まる前に完全な背圧バリアを回復します。慣らし運転前の表面チェックにより、この動作が確認されます。
ボールとシートのバルブは、ボールがケージによってガイドされ、逆差圧によってボールがシートに押し付けられるときに、高い角度で動作する可能性があります。ただし、傾斜が極端な場合は、バネ補助のフラッパーまたはプランジャーの設計が好まれることがよくあります。これは、その閉鎖が重力に依存せず、したがって高角度の坑井では予測しやすいためです。
穴の下側にある切粉床は、循環やサージイベント中にシュートラックに押し流される可能性があります。破片がフラッパーを開いたままにしたり、シートを侵食したり、充填オリフィスを詰まらせたりする可能性があります。広い流動領域、耐浸食性シート、および定期的な穴の調整により、セメント作業が開始される前にこれらのリスクが大幅に軽減されます。
プラグが衝突した後、装置は環内のセメント柱とケーシング内のライター流体との間の静水圧差を保持する必要があります。 15.8 ～ 20 ppg のスラリーでは、この差は数千 psi に達する可能性があり、これは一般的な装置定格の 5,000 ～ 15,000 psi の範囲内に十分収まります。
鋳鉄、アルミニウム、セラミック、または熱硬化性プラスチックの穴あけ可能な内部部品は、制御されたパラメーターとビット上の低重量を使用して PDC ビットでフライス加工され、重量移動が制限されている水平セクションに適しています。結果として生じる破片は、横方向に沿って穴あけが続行される前に穴から循環するほど十分に小さいです。
偏向坑井や水平坑井では、方向に依存しないバルブ閉鎖からサージ制御、破片耐性、予測可能なドリルアウトまで、セメンティングフロート装置に異常な要求が課せられます。この装置は、ツールがほぼ水平にあるときに確実に密閉し、重いセメント スラリーによって作成された U チューブの差動装置を保持し、重量移動が制限されているシュー トラックをきれいに穴あけできる必要があります。自動充填設計、二重バルブ構成、および鋳鉄、アルミニウム、セラミック、または熱硬化性プラスチックの穴あけ可能な内部構造はすべて、これらの課題に答えるために存在しますが、それらは坑井プログラムの実際の負荷に応じて選択する必要があります。圧力、温度、スラリー密度エンベロープを確認し、ストリングが穴に入る前にバルブの機能を確認し、セメント作業を開始する前にドリルアウトを計画します。フロート装置を特定の偏向坑井または水平坑井の設計に適合させるためのサポートが必要な場合は、ケーシング集計およびセメンティング プログラムを添え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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