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Dec 19, 2023

La solution de fraisage de matériel avancé permet d'accéder au puits de la mer du Nord

L'introduction récente d'un système de fraisage de matériel avancé a fait un

L'introduction récente d'un système de fraisage matériel avancé a eu un impact significatif sur l'industrie et, comme l'illustre le cas suivant, une opération de fraisage "de type CNC" a été réalisée en moins de 10 heures tout en récupérant le coupon revêtu de stellite à la surface.

Lorsque TotalEnergies a été confronté à une situation difficile avec un sapin de Noël sous-marin en mer du Nord, le besoin d'une solution de fraisage matérielle hautement précise et contrôlable est apparu. L'accès au fond du trou était bloqué par une cible d'écoulement couchée à l'envers ; cela empêchait également la poursuite des activités de colmatage et d'abandon. Le diamètre intérieur traversant le sapin de Noël empêchait de pêcher la cible d'écoulement en acier inoxydable, qui était également recouverte d'une couche de stellite incroyablement résistante. La seule solution viable était de fraiser la cible d'écoulement mais, en raison de sa composition hautement résistante et du fait que l'opération devait être effectuée à partir d'une plate-forme semi-submersible, la situation exigeait une solution incroyablement précise qui pourrait fournir un contrôle précis. du poids sur le mors.

Une cible de flux déplacée

Sur ces puits sous-marins, il y a une tête de puits au fond de la mer qui contient deux bouchons de couronne pour empêcher tout fluide sortant directement du puits de forage. Ils ont des canalisations sur le côté, dirigeant la production via des pipelines vers la plate-forme la plus proche, et les deux sont généralement placés l'un au-dessus de l'autre et à seulement quelques pieds l'un de l'autre. Pour accéder au puits et effectuer des interventions, ces bouchons couronnes doivent être retirés.

Le bouchon de couronne inférieur est exposé à la production qui monte du puits et la dévie du côté où se trouve l'accès à la conduite d'écoulement. Le taux de production peut inclure un débit élevé de fluide et également contenir des solides qui peuvent avoir un effet de décapage. Sur la face inférieure du bouchon de couronne inférieur se trouve un objet appelé cible d'écoulement, qui est une cible à atteindre par l'écoulement, et parce qu'il est très résistant, il ne s'érode pas et ne se désintègre pas. Il est fabriqué en acier inoxydable solide et, de plus, il est recouvert d'un traitement chimique appelé stellite, qui n'a que quelques microns d'épaisseur mais le rend incroyablement résistant à l'usure.

La cible d'écoulement est un disque circulaire d'environ huit pouces de diamètre et contient un élément fileté assez important. Cette section filetée se visse dans le fond du bouchon de couronne. Au fil du temps, un effet d'érosion sur les filetages avait entraîné la chute de la cible de débit de quelques pieds sur une restriction d'épaule. La cible de flux ne pouvait plus tomber et avait également basculé à 180 degrés pour s'asseoir à l'envers. En venant d'en haut, n'importe quel outil rencontrerait le dessous, qui est le côté revêtu de stellite le plus résistant.

Un problème supplémentaire était que les dimensions de la cible d'écoulement étaient si serrées contre le diamètre intérieur à travers l'arbre sous-marin, ce qui rendait impossible la pêche. La seule solution était de fraiser un trou à travers la cible d'écoulement pour accéder au puits et permettre à TotalEnergies de compléter le colmatage et l'abandon.

Bien que la technologie de jet d'eau à haute pression ait fonctionné pour des applications similaires, la réalisation de ce fond de trou est très complexe et nécessite des tuyaux à haute pression pour couler dans le puits - encore une fois, ce n'est pas une option sans accès préalable. TotalEnergies a également envisagé des applications de tubes enroulés et de tiges de forage ; cependant, bien que ceux-ci aient réussi à détruire la cible de débit, ils peuvent également endommager le support de la tubulure. Quelque chose avec plus de précision chirurgicale était nécessaire.

Utilisation d'une plate-forme de fraisage avancée

Welltec a proposé une plate-forme de fraisage matérielle avancée : Well Miller® CVF - Force variable continue, offrant des niveaux de précision et de contrôle à la pointe de l'industrie. En raison de la capacité de la plate-forme CVF à fournir un poids dynamique sur le trépan avec jusqu'à 5 000 livres de force, l'opération serait entièrement optimisée contre le matériau stellite difficile.

Avant l'opération, des tests approfondis ont conduit au développement d'un trépan à deux étages (pilote et noyau) sur mesure pour assurer la rétention du coupon fraisé. Un manchon spécialement conçu a d'abord été placé au-dessus de la cible d'écoulement, ce qui a assuré un engagement décentré, empêchant ainsi la cible d'écoulement de simplement tourner au contact. La section de course (actionnement) de la chaîne d'outils était ancrée au-dessus de l'arbre de Noël, avec une barre d'espacement cisaillable entre celle-ci et le trépan.

Une fois que la section pilote du trépan a dépassé l'objectif de débit, le poids sur le trépan a été augmenté par incréments de 100 livres, les données de lecture de surface (SRO) permettant une surveillance précise de l'extension de la course. Sur deux passages, un trou de 4,4" a été créé à travers la cible d'écoulement et, au grand soulagement du client, le coupon a été récupéré à la surface. Cela a permis la mise en place d'un manchon de conduit de 3" ID pour assurer un accès sûr pour les passages ultérieurs dans le puits avec un bouchon profond, après quoi un Well Cutter® 238 a été utilisé pour couper la complétion de 4 1/2".

Le trépan à deux étages consistait en une section pilote plus petite munie d'un composé à matrice métallique (MMC), qui est incrusté de diamants, qui effectue l'action de fraisage. De plus, la section pilote comprenait des ailettes le long du côté qui se dilataient et emprisonnaient le coupon après le fraisage. Guidé par le pilote, la section principale de fraisage de noyau a produit le grand trou. L'outil comportait deux étapes car c'était le moyen le plus sûr de capturer l'intégralité du coupon, évitant ainsi un scénario dans lequel l'intégralité du coupon serait perdue au fond du puits.

Des fraises à deux étages ont été déployées avec succès lors d'opérations précédentes, mais pour qu'elles fonctionnent de manière optimale, le poids sur la fraise doit être variable et correspondre à la taille de la fraise. Cela signifie un poids inférieur sur le bit pour le pilote, ce qui fournit incidemment des livres plus élevées par pouce carré en raison de la plus petite zone de contact, avant d'augmenter le niveau pour la plus grande zone centrale.

Tracteur de puits et Stroker de puits

Un Well Tractor® peut également être utilisé en conjonction avec un outil Well Miller pour fournir du poids sur le trépan, le couple réactif empêchant les outils rotatifs de tourner à l'extrémité du câble. Cependant, comme il s'agissait d'une application à faible profondeur dans le puits, effectuée à partir d'une plate-forme flottante semi-submersible (soumise au soulèvement des vagues, même avec compensation), le contrôle fin du fraisage à l'aide de la force du Well Tractor aurait été très difficile. Pour cette raison, un autre outil mécanique appelé Well Stroker® – un piston axial auto-ancré – a été utilisé.

Le Well Stoker est un dispositif d'actionnement bidirectionnel et, dans le contexte du fraisage de matériel, peut fournir jusqu'à 5 000 livres par incréments de 100 livres. C'est cette combinaison (Well Stroker-Well Miller) qui aide à créer la plate-forme de fraisage à force variable continue (CVF).

Le dernier élément de la solution était le manchon qui excentrait délibérément l'outil de fraisage pour s'assurer qu'il n'atteignait pas le milieu de la cible d'écoulement, qui était autrement libre de tourner. En plaçant un manchon, cela renvoyait le foret sur le côté de la cible de débit, qui ne pouvait se déplacer que de quelques degrés avant de se coincer au besoin.

Une opération réussie

Non seulement TotalEnergies a retrouvé l'accès au puits et donc la capacité de poursuivre les opérations de P&A, mais des économies de l'ordre de 2 millions de dollars US ont été réalisées en utilisant la ligne électronique Well Miller déployée par Welltec. Le temps de montage n'était que de quelques heures par rapport à des quarts de travail entiers, ce qui aurait été nécessaire pour une solution de tube enroulé, et la cible d'écoulement en acier inoxydable revêtue de stellite a été broyée en environ 10 heures, le coupon broyé étant récupéré à la surface.

Photo principale : Nouveau foret. Photos publiées avec l'aimable autorisation de Welltec.

Andy Jessiman est responsable du développement commercial pour Welltec®, couvrant la mer du Nord et l'Europe continentale. Il travaille chez Welltec depuis 2011 dans des rôles techniques, opérationnels et commerciaux. Jessiman a participé à de bonnes interventions depuis 1996, avec des postes sur le terrain et opérationnels occupés au Royaume-Uni, aux États-Unis, au Canada, dans la région caspienne et au Moyen-Orient.

Les opérations pétrolières et gazières se trouvent généralement dans des endroits éloignés du siège social de l'entreprise. Désormais, il est possible de surveiller le fonctionnement des pompes, de rassembler et d'analyser les données sismiques et de suivre les employés du monde entier depuis presque n'importe où. Que les employés soient au bureau ou sur le terrain, Internet et les applications associées permettent un flux multidirectionnel d'informations - et un contrôle - plus important que jamais.