Projetos de cabide de forro expansível evoluem

Amostra de teste HPHT XPak de 12-1 / 4 polegadas x 7-5 / 8 polegadas (Foto: Dril-Quip)

Projetos expansíveis de revestimento de revestimento estão avançando para atender às crescentes demandas de construção de poços em águas profundas.

Um novo projeto de forro expansível fornece uma vedação superior de revestimento eficaz para condições de poço de alta pressão e alta temperatura (HPHT), enquanto outro oferece capacidade de expansão dupla como uma opção para sistemas de suspensão de submudança instalados em revestimentos de superfície de grande diâmetro.

Cabides de revestimento expansíveis, como o Sistema de Cabide de Revestimento Expansível TIW XPak, são projetados para reduzir o risco, garantindo uma vedação superior de revestimento eficaz. O XPak é um sistema totalmente integrado que oferece capacidades de vedação e ancoragem de pressão em um pacote compacto, diz Edward Royer, gerente de engenharia de ferramentas de perfuração na TIW, uma empresa da Dril-Quip.

O sistema suspensor / embalador de dois componentes oferece selagem redundante de metal com metal e vedações de elastômero para fornecer garantia de irregularidades de revestimento de diâmetro interno. O sistema também fornece uma capacidade de empate no topo do revestimento com vários comprimentos de furo de vedação para atender às necessidades futuras de instalação.

O sistema XPak da TIW foi concebido de forma diferente dos seus concorrentes.

“Nós expandimos nosso corpo de suspensão para o revestimento do host usando um expansor”, diz Royer. “O expansor permanece instalado no corpo do suporte de revestimento após a expansão”, o que oferece melhor resistência à pressão de colapso em comparação com outros suportes de revestimento expansíveis. Esse suporte estrutural permanece intacto durante toda a vida útil da instalação, em contraste com outros sistemas de suspensão expansível que recuperam um dispositivo de expansão como parte da ferramenta de execução após a conclusão da instalação, diz ele.

Sistema de Cabide de Revestimento Expansível XPak (Imagem: Dril-Quip)

O sistema XPak Expansível Liner Hanger, que foi instalado em mais de 1.000 poços em todo o mundo, foi projetado para uso offshore, embora tenha sido usado em terra também, diz Royer.

"Nosso sistema é compacto no topo do liner onde está em contato com a carcaça do host", diz ele, acrescentando que o sistema XPak precisa de menos de meio metro de contato com a carcaça do host para fornecer uma capacidade efetiva de vedação e ancoragem.

Uma vantagem do sistema XPak, diz Royer, é a simplicidade de instalação, que envolve a instalação do forro expansível em uma ferramenta hidráulica de múltiplos pistões, cimentando o revestimento e pressionando, expandindo o suporte de revestimento XPak para a carcaça do host. . Quando a instalação estiver concluída, a ferramenta de operação é liberada com o peso do tubo de perfuração para baixo ou a rotação à direita e recuperada para a superfície.

O diâmetro externo otimizado do XPak aumenta a área de bypass, por isso é possível executar o sistema mais rapidamente, o que economiza tempo e dinheiro dos operadores, observa Royer. A área de bypass maior também permite vazões mais altas para circulação e cimentação do poço, ao mesmo tempo em que reduz os riscos de densidades circulantes efetivas, acrescenta.

Ele chama o XPak de “selo de cabide superior de revestimento mais robusto do setor”, citando um histórico de alta confiabilidade. "Nós minimizamos vazamentos superiores do revestimento para quase zero", diz ele.

O sistema XPak Expansível Liner Hanger está disponível em tamanhos que variam de 4-1 / 2 polegadas OD x 5-1 / 2 polegadas OD a 18-5 / 8 polegadas OD x 24 polegadas OD.

Devido às crescentes necessidades da indústria, a TIW desenvolveu variantes no tema XPak, incluindo uma para as condições HPHT e o sistema XPak Liner de Expansão Dupla, que elimina a necessidade de perfis de aterrissagem fixos e riscos associados a cabides sub-mudline ao instalar revestimento em superfície de maior diâmetro embalagem, aumentando assim a flexibilidade operacional e proporcionando economia de custos.

Edward Royer, gerente de engenharia para ferramentas de perfuração na TIW, uma empresa da Dril-Quip, com o HPHT XPak (Foto: Dril-Quip)

Dobrando
O XPak de Expansão Dupla (DE XPak) é implementado através de restrições de cabeça de poço para fornecer uma vedação de metal com metal dentro de uma parede de parede fina com juntas (parede de 22 polegadas OD x 1 polegada) e oferece alta capacidade de suspensão, bloqueio e pressão. O sistema de suspensão expansível é destinado a poços de grandes dimensões com paredes finas. Assim como no XPak, o expansor DE XPak permanece instalado no corpo do suporte, fornecendo suporte estrutural que permite cargas e pressões mais altas.

O processo de expansão dupla é conseguido com uma ferramenta hidráulica multi-pistão ativada por pressão usada para expandir e deslocar um expansor, que por sua vez expande o corpo do suporte XPak para entrar em contato e interferir com a carcaça do host. O expansor fornece capacidade de empate através de um receptáculo de furo polido e permanece instalado dentro do corpo do suspensor durante a vida útil da instalação.

O DE XPak pode ser colocado como desejado após a execução do invólucro de 22 polegadas, em vez de ter que ser instalado em um local fixo, observa Royer. Ele vai selar dentro de um tubo com costura.

Um supermajor expressou interesse e aplicações para o DE XPak no Golfo do México e no exterior usando a tecnologia de expansão dupla, diz Royer.

O DE XPak está disponível em OD de 18 polegadas OD x 22 polegadas (parede de 1 polegada).

Sob pressão
Após uma solicitação do cliente no final de 2017, a TIW começou a projetar uma versão do XPak que atendesse a condições de 15.000 psi e 375 graus Fahrenheit e cargas de 1 milhão de libras em tensão e 800.000 libras em compressão.

O design de cabide OD OD x 12-1 / 4 polegadas de 7-5 / 8 polegadas exigiu aprimoramentos da oferta XPak padrão para atender aos desafios das condições HPHT. Por exemplo, Royer diz que o projeto de deslizamento mudou alguns para fornecer melhor capacidade de ancoragem com o uso de várias linhas de deslizamentos escalonados.

Para o teste de qualificação, a Dril-Quip construiu um suporte de réplica em escala real e construiu um dispositivo de teste em torno do conjunto. Os testes sujeitaram o sistema de ganchos XPak a cargas combinadas, tensão, compressão e pressão interna e externa. "Para HPHT, superamos as classificações de pressão de ruptura do revestimento", diz Royer.

O teste de instalação de terceiros revelou que o sistema poderia suportar pressões internas de 21.750 psi a 60 graus Fahrenheit e 15.000 psi a 375 graus Fahrenheit para atender à declaração de requisitos do cliente.

“O que torna esta qualificação HPHT única é que estamos satisfazendo dois grupos de perfuração diferentes: poços de injeção com temperaturas mais baixas e poços de produção com temperaturas mais altas”, diz Royer. "É uma diferença de temperatura bastante dramática para um sistema que tem que selar e ancorar a maneira como esse sistema de revestimento terá que funcionar."

Os testes foram concluídos no início de 2018 e o cliente implantou o sistema de Cabide de Revestimento Expansível HPHT XPak quatro vezes em águas profundas no Golfo do México, diz Royer.

O desenvolvimento do sistema e a qualificação do sistema de Cabine Expansível Linear Expansível OD de 7-5 / 8 polegadas OD x 12-1 / 4 polegadas OD HPHT XPak permitiu que o cliente operasse sistemas de revestimento OD de 7-5 / 8 polegadas OD e 8-5 / 8 polegadas usando o mesmo sistema de suspensão. O projeto incorporou o pedido para tornar o sistema de suspensão mais versátil e aplicável para futuras instalações.

O equipamento de teste HPHT (Foto: Dril-Quip)