Der verlorene Umlauf ist nach wie vor eine der teuersten Bohrherausforderungen in der Öl- und Gasindustrie und kostet Betreiber jährlich schätzungsweise 800 bis 1,2 Milliarden US-Dollar an verlorener Bohrflüssigkeit, unproduktiver Zeit und Abhilfemaßnahmen. Wenn schwere Verluste auftreten, erfordert die herkömmliche Reaktion das Ziehen der gesamten Bohrlochsohlenbaugruppe an die Oberfläche, bevor verlorenes Zirkulationsmaterial gepumpt wird -, eine Fahrt, die in Tiefbrunnen 8 bis 16 Stunden Bohrzeit in Anspruch nehmen kann. Das Multiple-Activation-Bypass-Ventil (MCBV) geht dieses Problem an, indem es den Bedienern ermöglicht, Zirkulationsöffnungen im Bohrloch ohne Auslösung zu öffnen und zu schließen und dabei bis zu sechs Aktivierungszyklen pro Durchgang durchzuführen. Der globale Zirkulationsteilmarkt, der Mehrzyklus-Bypassventile und zugehörige Werkzeuge umfasst, wird voraussichtlich von 415 Millionen US-Dollar im Jahr 2025 auf 615 Millionen US-Dollar im Jahr 2033 wachsen, bei einer jährlichen Wachstumsrate von 5,1 Prozent.
Ball-Gesteuerter Mechanismus ermöglicht sechs Zyklen pro Fahrt
Der MCBV arbeitet mit einem präzisen kugelgesteuerten Gleithülsenmechanismus. Eine Schaltkugelgruppe -, bestehend aus einer Aktivierungskugel, zwei Schließkugeln und einer Verriegelungskugel pro Zyklus -, wird nacheinander von der Oberfläche fallen gelassen. Wenn die Aktivierungskugel auf dem Kugelsitz landet und der Pumpendruck 0,7 bis 1,5 MPa erreicht, verschiebt sich die Schiebehülse nach unten, richtet die Bypass-Anschlüsse auf den Werkzeugkörper aus und öffnet den Zirkulationsweg. Die Bohrflüssigkeit kann dann mit Durchflussraten von bis zu 1.000 GPM für 4,75-Zoll-Werkzeuge und 2.000 GPM für größere Größen direkt von der Werkzeugseite in den Ringraum austreten, wodurch das Pumpen von Material mit Verlustzirkulation in hoher Konzentration ohne Einschränkungen durch die Bohrerdüsen oder Bohrlochinstrumente ermöglicht wird. Nach dem Verschlussvorgang werden zwei Verschlusskugeln aus GCr15-Lagerstahl abgeworfen und der Pumpendruck auf 7 bis 9 MPa erhöht, um die Verschlusskugel abzuscheren und die Schiebehülse zurückzusetzen. Das System kehrt zur vollständigen Zirkulation durch die Bohrung zurück, wobei alle Kontrollbälle sicher im Ballkorb aufgefangen werden. Jeder Werkzeugsatz enthält sechs komplette Kugelsätze für sechs Schaltzyklen innerhalb einer einzigen Fahrt.
Materialverbesserungen liefern eine Temperaturbewertung von 482 Grad Fahrenheit
Kernkomponenten der in China-hergestellten MCBVs wurden erheblichen Materialverbesserungen unterzogen, um den Einsatzbereich auf HPHT-Gebiet auszudehnen. Die Schiebehülse ist aus rostfreiem 17{4}4PH-Stahl (630er Güteklasse) gefertigt, um der Erosion durch verstopfende Schlämme mit hoher Geschwindigkeit zu widerstehen, während die Bypassdüsen für maximale Verschleißfestigkeit aus YG11C-Wolframkarbid gefertigt sind. Das obere Untermaterial wurde auf hochfesten legierten 4330V-Stahl aufgerüstet, wodurch die allgemeinen mechanischen Eigenschaften des Werkzeugs bei Drehmomentbelastungen von bis zu 107,8 kN{{16}m bei 9,5-Zoll-Werkzeugen verbessert werden. Die Steuerkugeln sind aus dem technischen Kunststoff PEEK (Polyetheretherketon) geformt und ermöglichen einen zuverlässigen Betrieb bei anhaltenden Bohrlochtemperaturen von bis zu 150 Grad Celsius (302 Grad Fahrenheit) ohne thermischen Abbau. Das Dichtungssystem zwischen der Schiebehülse und dem oberen Unterteil wurde von Standard-O-Ringen auf Y-Ring-Konfigurationen aufgerüstet, was die Dichtungsstabilität über mehrere Aktivierungszyklen hinweg drastisch verbessert. Die verfügbaren Größen reichen von 4,75 Zoll Außendurchmesser (NC38-Anschluss) bis 9,5 Zoll Außendurchmesser (7 5/8 REG-Anschluss), mit Druckwerten von 10.000 psi über den gesamten Bereich.
Die automatische Abschaltung reduziert das Risiko einer Bohrlochkontrolle durch Verhinderung des U-Röhreneffekts
Eines der wertvollsten Sicherheitsmerkmale des MCBV ist seine automatische Abschaltfunktion: Wenn die Pumpe stoppt, setzt die Druckfeder die Schiebehülse sofort zurück, schließt die Bypass-Anschlüsse und verhindert den U-{1}Rohreffekt, der zu Formationszufluss oder Bohrlochkontrollvorfällen führen kann. Dieses passive Sicherheitsdesign ist besonders wertvoll bei Verbindungs- und Auslösevorgängen, bei denen die Gefahr von Stößen oder Überspannungen erhöht ist. Felddaten aus Richtungs- und Horizontalbohrungen im Nahen Osten zeigen, dass mit MCBV-ausgestattete BHAs die gesamte unproduktive Zeit im Zusammenhang mit Zirkulationsverlusten um 35 bis 50 Prozent pro Abschnitt reduzieren, mit einer durchschnittlichen Ersparnis von 45.000 $ pro Verlustereignis, wenn man die entfallenen Auslösekosten und reduzierten Flüssigkeitsverluste berücksichtigt. Das Werkzeug ermöglicht außerdem das Spülen von Bohrlöchern mit großer -Verdrängung in horizontalen Abschnitten mit einer seitlichen Länge von mehr als 8.000 Fuß und entfernt effektiv Bohrkleinbetten, die sich in Bohrlochbereichen auf der Tiefseite ansammeln, in denen die Ringgeschwindigkeit unter 3 Fuß pro Sekunde fällt.
Die Multi--Zyklus-Bypass-Technologie eignet sich auch für Bohrlochkontroll- und Zementierungsanwendungen
Über das Management der verlorenen Zirkulation hinaus unterstützen MCBVs die Gehäuse- und BOP-Reinigungsvorgänge, indem sie Bypass-Anschlüsse öffnen, um Reinigungsflüssigkeiten mit Raten von bis zu 2.000 GPM zu zirkulieren, während das BHA im Bohrloch verbleibt. Während des Fräsvorgangs ermöglicht die Bypass-Funktion die sofortige Ableitung von Metallgraten und -rückständen, wodurch die Fensterqualität verbessert und die Fehlerquote bei Seitenführungen verringert wird. Für Zementierungsanwendungen kann das MCBV geöffnet werden, um Abstandshalter und Zementschlamm mit optimierten Durchflussraten direkt in den Ringraum zu pumpen, und dann geschlossen werden, um das Bohren ohne Stolpern fortzusetzen. Die Kompatibilität des Werkzeugs mit LWD-, MWD- und rotatorisch lenkbaren Systemen -, es kann überall in der speziellen BHA über den Richtungswerkzeugen platziert werden -, macht es zu einer vielseitigen Plattform für die integrierte Bohroptimierung. Da die weltweiten Bohrlochbestände altern und sich Bohrziele in Richtung tieferer, erschöpfterer Lagerstätten verlagern, wird das Wertversprechen von Mehrzyklus-Bypassventilen als unproduktives-Werkzeug zur Zeitverkürzung immer stärker.
Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an China Vigor unter info@vigorpetroleum.com oder rufen Sie +0086 29 81161513. an.
