Jedes Bohrlochkopfsystem an der Oberfläche ist auf die Verrohrungsspule angewiesen, um drei Aufgaben gleichzeitig zu erfüllen: das Gewicht des Verrohrungsstrangs aufzufangen, den ringförmigen Raum zwischen aufeinanderfolgenden Verrohrungssträngen abzudichten und während des Bohrens eine strukturelle Plattform für Blowout-Preventer bereitzustellen. Der Gehäusekopf stellt den ersten Aufhängepunkt an der Oberfläche dar; Jede darüber gestapelte Gehäusespule trägt den nächsten Strang und fügt eine Dichtungsschnittstelle für seinen Ring hinzu. Eine Spule, die dem Druck oder der Hängelast nicht standhalten kann, macht den Bohrlochkopf selbst zum schwächsten Punkt der Produktionshülle. Da Betreiber für Hochdruck- und Hochtemperaturentwicklungen auf Komponenten mit einer Nennleistung von 10.000 - und 15.000 -psi standardisieren, ist die Konstruktion von Gehäusespulen zu einem zentralen Schwerpunkt der Bohrlochkopfkonstruktion geworden.
Konfiguration der Gehäusespule und Bohrungsgeometrie
Der Spulenkörper ist ein geschmiedeter Ring mit einer geraden Bohrung, die den Gehäuseaufhänger aufnimmt, und einer 45-Grad-Landeschulter, die das Stranggewicht auf den Bohrlochkopfkörper überträgt. Die abgewinkelte Schulter vermeidet die für quadratische Profile typische scharfe Eckenbelastung und schützt Dichtungsbereiche vor Beschädigungen, während Werkzeuge durch den Bohrlochkopf laufen. Die Bohrungen reichen von 7-1/16 Zoll bis 21-1/4 Zoll, mit Flanschanschlüssen in den Größen 11 Zoll, 13-5/8 Zoll und 16-3/4 Zoll, passend zum oben genannten Bohrstapel. In einer typischen Bohrsequenz werden die Spulen nach und nach gestapelt, während das Verrohrungsprogramm von 20-Zoll-Oberflächenrohren auf 13-3/8-Zoll- und 9-5/8-Zoll-Zwischenstränge heruntersteigt.
Einfach-gestopfte und doppelt-gestopfte Konfigurationen unterstützen Einzel-- und Doppel-Ringbohrlochköpfe.
Leitungs-{0}Rohr-, Noppen- und verlängerte-Flanschauslässe bieten einen ringförmigen Zugang zur Überwachung und Zirkulation.
Materialauswahl und Druckstufen
Gehäusespulen werden üblicherweise aus AISI 4130 niedrig-legiertem Stahl in integraler Schmiedeform hergestellt, was durch die-Dicke Festigkeit ohne Schweißnähte an der Druckgrenze bietet. API Spec 6A definiert Druckklassen von 2.000 psi bis 15.000 psi Arbeitsdruck, mit Standardklassen von 2.000, 3.000, 5.000, 10.000 und 15.000 psi, und die gleiche Komponente wird auch durch ISO 10423 geregelt. Materialklassen von AA bis FF decken süße, leicht korrosive und saure Anwendungen sowie Temperaturklassen ab L bis U reichen von minus 60 Grad Fahrenheit bis 250 Grad Fahrenheit, mit zusätzlichen Klassen für Anwendungen bei erhöhten Temperaturen. Spezifikationsstufen von PSL 1 bis PSL 3G definieren den Umfang der Designverifizierung und Qualitätskontrolle, die während der Herstellung angewendet wird.
Gehäusespulendichtung und Aufhängerschnittstelle
Die Druckintegrität an der Spulenfläche beruht auf Metallringdichtungen vom Typ - R- für niedrigere Druckklassen und vom Typ BX- für Hochdruckanwendungen -, die zwischen den Spulenflanschen zusammengedrückt werden. Ringdichtungsnuten werden mit engen Toleranzen bearbeitet und mit Kegellehren überprüft, da eine beschädigte Nut selbst eine richtig ausgewählte Dichtung zerstören kann. Der Gehäuseaufhänger landet auf der Schulter mit einem Elastomerpaket, das durch das Gewicht des Gehäusestrangs selbst angetrieben wird, und Sicherungsschrauben sichern den Aufhänger nach der Landung. Unterhalb des Hängersitzes kann ein Rückdruckventilprofil eingearbeitet werden, sodass das Bohrloch gesichert werden kann, bevor der Blowout-Preventer-Stack während der Fertigstellung entfernt wird. Die seitlichen Auslässe sind mit VR-Gewinden versehen, so dass Absperrschieber zur ringförmigen Überwachung während des Bohrens und der Produktion angebracht werden können.
Anwendung im HPHT- und Sour-Service
Für Bohrlöcher, die Schwefelwasserstoff produzieren, werden Spulenmaterialien und Dichtungen gemäß den Anforderungen von NACE MR0175/ISO 15156 spezifiziert, wobei die Materialklassen EE und FF für H2S-führende Ströme verwendet werden. Frac-Komplettierungen stellen zusätzliche Anforderungen an die Gehäusespulen, da die Behandlungsdrücke den Nennarbeitsdruck des Bohrlochkopfs erreichen können. Die Behandlungsdrücke für moderne Fracking-Kampagnen erreichen routinemäßig 10.000 psi oder mehr, daher müssen die Spule und ihre Auslässe von Anfang an unter Berücksichtigung des Frac-Zeitplans konstruiert werden.
Konfigurationen mit doppelter-Vervollständigung erfordern Spulen mit mehreren Auslassausrichtungen, um auf beide Ringe zugreifen zu können.
Auslässe mit verlängertem-Flansch sorgen für die strukturelle Steifigkeit, die für Bruchbäume mit großem-Durchmesser erforderlich ist.
Von der 45{2}Grad-Hängeschulter bis hin zur Metall-auf-Flanschdichtung dient jede Designauswahl bei einer Verrohrungsspule einem einzigen Ziel – die Erhaltung der Bohrlochdruckgrenze beim Bohren bis hin zur Aufgabe. Da Gehäuseprogramme immer schwerer werden und die Behandlungsdrücke steigen, ist der in diese Komponenten integrierte technische Spielraum noch nie so wichtig. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an China Vigor unter info@vigorpetroleum.com oder rufen Sie +0086 29 81161513. an.
