Problemele prăjinilor de foraj pe care nimeni nu le verifică până când nu se strică ceva: Un ghid practic pentru HDD

Forajul direcțional orizontal supune prăjinile de foraj unui tip de uzură pe care forajul vertical nu îl suferă. Prăjinile își petrec întreaga viață de lucru în contact cu peretele găurii de foraj, târându-se prin sol și rocă sub tensiune, cuplu și îndoire combinate. Ies acoperite de noroi. Se întorc înăuntru. Iar și iar, pe o distanță de mii de metri. Iar piesele care cedează primele nu sunt aproape niciodată cele pe care oamenii le inspectează în mod regulat.

Iată ce nu merge de fapt cu tijele de foraj HDD, unde să cauți și ce trebuie să faci înainte de defectarea care închide forajul.

Îmbinările se uzează primele - și nimeni nu vede asta venind

Îmbinarea sculei — capătul gros și deformat unde se conectează tijele — este secțiunea cu cel mai mare diametru a garniturii de foraj. Este, de asemenea, secțiunea în contact constant cu peretele găurii de foraj. Pe măsură ce garnitura se rotește și avansează, îmbinarea se freacă de sol, rocă și detritus. Corpul tijei, cu diametru mai mic, plutește în interiorul găurii. Îmbinarea preia toată abraziunea.

Uzura îmbinării se manifestă printr-o reducere a diametrului exterior și o pierdere a grosimii umărului la capătul cutiei. Acestea sunt cele două valori care determină gradul îmbinării. Când diametrul exterior scade sub minimul pentru grad sau umărul se subțiază peste limita de respingere, îmbinarea este finalizată - chiar dacă corpul tijei este încă în stare bună.

O complicație frecventă: diferite clase de oțel în același șantier. O îmbinare G-105 și o îmbinare S-135 de aceeași dimensiune nominală pot avea specificații minime de diametru exterior diferite. Când clasificați o garnitură mixtă, clasificați la standardul inferior. O îmbinare care îndeplinește criteriile S-135 ar putea fi deja sub minimul G-105. Consecvența vă menține în siguranță. Ghicitul, nu.

Ce să faci în privința asta:Aplicați o bandă de întărire — o suprafață de sudură rezistentă la uzură — pe diametrul exterior al îmbinării înainte ca tija să intre în funcțiune. Întărirea benzii de întărire afectează peretele găurii de sondă în loc de oțelul îmbinării. Când banda de întărire se uzează, reaplicați-o. Această singură practică poate dubla sau tripla durata de viață a îmbinării. De asemenea, atunci când o îmbinare scade sub gradul 2, luați în considerare tăierea și înlocuirea ei dacă corpul tubului este încă solid. O îmbinare nouă pe un tub bun costă mai puțin decât o tijă nouă și ați recuperat cea mai mare parte a bunului.

Subiect iritator: Problema cuplului de strângere pe care nimeni nu o recunoaște

Filetele tijelor HDD se defectează în două moduri. Cel mai evident este deteriorarea mecanică - filete zdrobite, creste sfărâmate, profile deformate din cauza supraîncărcării. Acestea se blochează în timpul inspecției deoarece sunt vizibile.

Cea mai subtilă este cea prin uzură — sudură la rece între suprafețele filetate în timpul îmbinării. Filetele se lipesc la nivel microscopic. Când încerci să rupi conexiunea, metalul se rupe în loc să alunece. Filetele ies în afara zonei, fiind crăpate, dezlipite sau blocate.

Cauza principală a HDD este aproape întotdeauna aceeași: cuplu de strângere insuficient pe partea îndepărtată a traversării. Garnitura de tije este strânsă pe partea de intrare cu echipamentul adecvat, la cuplul corect. Pe partea de ieșire, unde este conectat alezorul sau ansamblul de tracțiune, echipa lucrează cu orice unelte au la îndemână. Cuplul aplicat este mult mai mic decât specificațiile. Când începe tracțiunea și garnitura se încarcă, conexiunea sub-strânsă se strânge și mai mult - o strângere secundară la un cuplu excesiv, necontrolat. Atunci se produce uzura prin frecare.

Remedierea:Folosiți echipamente dedicate de refacere pe ambele părți ale traversării. Fără excepții. Aplicați compus pentru filete cu un conținut de zinc de 40-60% - această formulă specifică oferă caracteristicile de frecare potrivite pentru a preveni uzura prin frecare atât în ​​timpul refacerii, cât și al ruperii. Compușii pe bază de zinc rezistă, de asemenea, la spălare mai bine decât alternativele pe bază de grafit în condiții de HDD umede. Și dacă o conexiune s-a uzat prin frecare, nu încercați să o salvați. Tăiați-o și filetați-o din nou. Costul unei conexiuni uzate prin frecare care se blochează în timpul retragerii este o pierdere de alezaj.

Crăpăturile pe care nu le poți vedea

Fisurile corpului tijei HDD se concentrează într-o singură locație previzibilă: zona de tranziție deranjată. Aceasta este secțiunea conică unde corpul tubului se îngroașă pentru a întâlni îmbinarea sculei. Este regiunea cu cea mai mare solicitare din tijă, deoarece acolo se schimbă secțiunea transversală, creând o concentrare naturală a solicitărilor.

Cauza este îndoirea. O garnitură de tije HDD urmează o traiectorie curbată a găurii pilot. Dacă curba reală a găurii pilot este mai strânsă decât cea proiectată - o îndoire, o corecție bruscă, o îndoire fixă ​​- tijele care trec prin acea secțiune înregistrează momente de încovoiere mult peste limita lor proiectată. Același lucru se întâmplă în timpul alezării dacă gaura mărită este neregulată și creează un unghi între alezor, garnitura de tije și axa găurii.

Fisurile de oboseală prin încovoiere se formează la suprafața zonei de tranziție și cresc spre interior cu fiecare ciclu. Până când devin vizibile cu ochiul liber, sunt suficient de adânci pentru a fi periculoase.

Detectare:Inspecția fluxului magnetic de scurgere (MFL) este principalul instrument pentru găsirea fisurilor în corp. Treceți fiecare tijă prin MFL după fiecare alezaj major sau conform unui program calendaristic. MFL are puncte oarbe - zona de tranziție deranjată în sine, fața umărului și diametrul exterior al îmbinării. Aceste zone necesită inspecție suplimentară cu particule magnetice (MT). Curățați bine tijele înainte de inspecție - noroiul, crusta și rugina creează semnale false care ascund defectele reale.

Fețe de focă: mai puțin critice, încă relevante

Forajul HDD funcționează la o presiune a noroiului relativ scăzută în comparație cu forajul de petrol și gaze la mare adâncime - de obicei, o coloană hidrostatică de 15-30 de metri la temperatura ambiantă. Fețele de etanșare ale îmbinărilor sculelor HDD nu trebuie să rețină mii de PSI.

Aceasta înseamnă că deteriorarea minoră a feței de etanșare - mici puncte ridicate, corzi superficiale - poate fi reparată cu o pilă și repusă în funcțiune. Gropile sau fisurile adânci care traversează fața de etanșare de la diametrul interior la diametrul exterior ar trebui respinse și reparate. Standardul este mai scăzut decât cel din câmpurile petroliere, dar nu zero. O față de etanșare care prezintă scurgeri de noroi în timpul forajului reduce viteza inelară la sapă, compromite curățarea găurii și poate duce la un inel umplute și la o țeavă blocată.

O problemă specifică HDD: nămolul rămas în interiorul alezajului prăjinii după lucrare. Spre deosebire de puțurile verticale, unde gravitația drenează conducta, prăjinile orizontale captează nămolul rezidual. După săptămâni de depozitare, nămolul respectiv se usucă și se întărește. Repornirea unui alezaj cu o prăjină parțial obturată restricționează debitul, crește presiunea pompei și poate provoca arderea unei conexiuni. Suflați fiecare prăjină cu aer comprimat și apă proaspătă după lucrare. Acoperiți capetele.

Regula de alocare

Nu toate lansetele din flotă sunt egale. Unele au un metru mai mare. Unele au trecut prin găuri mai dure. Unele au îmbinări care se apropie de limita de calitate.

Când planificați o gaură, alocați cele mai bune tije operațiunilor cu cele mai mari solicitări: alezare și retragere. Aceste faze generează cele mai mari sarcini combinate de tensiune, cuplu și încovoiere. Tijele din partea din față a garniturii de foraj - cele mai apropiate de alezor - sunt cele mai afectate. Plasați tijele premium în aceste poziții. Folosiți tijele mai vechi, dar care pot fi reparate, pentru gaura pilot, unde sarcinile sunt mai mici, iar consecințele defectului sunt mai puțin severe.

Nu este vorba despre favorizarea unor prăjini în detrimentul altora. Este vorba despre potrivirea stării prăjinilor cu severitatea încărcării, astfel încât întreaga flotă să îmbătrânească aproximativ în același ritm. Urmăriți fiecare prăjină. Cunoașteți-i gradul. Alocați în consecință.