Puuraugu korpuse lõikamise tehnoloogiad

Kuna ülemaailmne nafta- ja gaasitööstus tungib sügavamale, kõrge{0}}rõhu ja kõrge{1}}temperatuuri (HPHT) piiridele, pole toru kinnijäämine, puurkaevude hülgamise kulud ja töötõhusus kunagi olnud kriitilisemad. Arvestades, et 2028. aastaks on maailmas plaanitud dekomisjoneerida hinnanguliselt 30 000 kaevu, kasvab nõudlus usaldusväärsete, tõhusate ja ohutute puurkaevude lõikamise tehnoloogiate järele hüppeliselt. Tööstusanalüütikud märgivad, et alaline loobumine, eriti avamereoperatsioonide puhul, nõuab lõikeid kuni 4 meetri sügavusel allapoole mudajoont, mistõttu on lõikeriista valik pöördeline majanduslik ja tehniline otsus.

Puuraugu lõiketööriistad jagunevad laias laastus kolme põhitüüpi: mehaanilised, abrasiivjoaga ja spetsiaalsed lõikesüsteemid. Igaüks neist pakub erinevaid eeliseid ja seisavad silmitsi ainulaadsete väljakutsetega, kuna insenerid töötavad selle nimel, et lahendada toru kinnijäämise juhtumeid, vähendada kulusid ja täita rangeid keskkonnaeeskirju.

Mehaanilised lõikurid, mis kasutavad torude lõikamiseks füüsilisi lõiketerasid, on endiselt kõige tavalisem lahendus. Tehnoloogia areneb aga kiiresti oma varasematest lihtsamatest vormidest.

• Traditsioonilised mehaanilised ja hüdraulilised lõikurid:Varased tööriistad, nagu lihtne mehaaniline sisemine lõikur, olid madala hinnaga-, kuid neil oli tera suur kulumine, purunemine ja madal edukuse määr. 1990. aastate keskel kasutusele võetud hüdraulilised lõikurid suurendasid töökindlust, kasutades terade pikendamiseks vedeliku survet. Märkimisväärne näide Hiina Zhongyuani naftaväljast saavutas 100% edukuse 38 lõikega, ulatudes 2423 meetri sügavusele.
• Elektriliselt juhitav lõikamine:Kõige olulisem hüpe selles kategoorias on liikumine elektrilise käitamise poole. Suured teenusepakkujad, nagu Baker Hughes (2009) ja Halliburton (2019), on kasutusele võtnud akutoitega{3}}elektriliselt juhitavad lõikurid. Halliburtoni tööriist, mille pöördenurk on 148 kraadi ja 103,4 MPa, on saavutanud 85% õnnestumismäära torude läbimõõduga 60,32–88,90 mm, pakkudes kvaliteetseid lõikeid ilma jäsemeteta. Siseriiklikult on Hiina teadlased välja töötanud automatiseeritud tööriistad 73-101,6 mm torude jaoks, mis töötavad 140 MPa ja lõikamise oleku reaalajas tagasisidega.

Tööstuse ülevaade:Mehaanilise lõikamise tulevik peitub automatiseerimises ja intelligentsuses. Täpse sügavuse positsioneerimise ja konstruktsiooni keerukusega on endiselt probleeme, kuid sellised lahendused nagu korpuse krae lokaatorid ja paindlikud tugivardad lahendavad neid probleeme aktiivselt.

Keeruliste stsenaariumide puhul, mis hõlmavad ekstsentrilist toru või mitut kontsentrilist nööri,-kus mehaanilised labad sageli ebaõnnestuvad-, on abrasiivjoa tehnoloogia osutunud hädavajalikuks. Põhimõte on lihtne, kuid võimas: kõrgsurve veejuga, mis on segatud abrasiivsete osakestega (granaat, ränidioksiid või ränikarbiid), erodeerib korpuse materjali.

Düüsidüüsi pööramiseks on kaks peamist ajamimehhanismi:

• Reaktsioonijõu tüüp:Kasutab ekstsentrilisest düüsist väljuva kõrgsurvevedeliku reaktiivjõudu{0}}lõikepea pöörlemiseks. Hiinas välja töötatud süsteem, mis töötab kiirusel 45–55 MPa ja 5–7 p/min, lõikas edukalt läbi neli kihti kesta (suurused 244,5, 339,7, 508 ja 762 mm) ligikaudu kuue tunniga.
• Hüdraulilise mootori tüüp:Pakub suurepärast kontrolli düüsi pöörlemiskiiruse üle ilma rangete elektriliste hüdroisolatsiooninõueteta. Šveitsis asuv-põhine ANT AG, ülemaailmne liider veejoaga lõikamise alal, on võtnud kasutusele oma PCH-seeria torude läbimõõduga 406,4–914,4 mm. Tööriist töötab kuni 250 meetri sügavusel ning sellel on astmevaba kinnitus ja pikendatav lõikepea.

Peamised väljakutsed:Düüside pöörlemiskiiruse juhtimine (etõhususe vähenemise vältimiseks) ja täpse lõikemomendi määramine{0}}jäävad aktiivseteks teadus- ja arendustegevuse valdkondadeks, kasutades lahendusi, sealhulgas kaamera-põhine jälgimine, laserskaneerimine ja vibratsiooniandurid.

Ebatavaliste puuraugude geomeetriate (nt horisontaalsete või suurte kõrvalekalletega avade) jaoks kasutatakse spetsiaalseid lõiketehnoloogiaid-lõhkeaine, keemiline, elektrikaare ja laser-. Kuid igaüks sisaldab olulisi hoiatusi.

• Plahvatusohtlik (kujuline laeng) lõikamine:Kiire ja suudab korraga lõigata mitut nööri, kuid tekitab väga ebakorrapäraseid lõikeid ja kujutab endast tõsist ohtu mereelustikule avamere rakendustes plahvatuse ja reostuse tõttu.
• Keemiline lõikamine:Kasutab tugevat keemilist ainet broomtrifluoriidi (BrF₃) torude kiireks eraldamiseks. Kuigi BrF₃ on tõhus ja kiire, on see väga söövitav ja mürgine. Reageerimata kemikaalijäägid võivad põhjustada puuraukude tõsist saastumist ja toru pinnakatkestus võib põhjustada töö ebaõnnestumise.
• Elektrikaare lõikamine:Sisaldab veealust plasma- ja{0}}veesüstiga kaarlõikust. Need meetodid pakuvad puhtaid ja kiireid lõikeid, kuid neil on suur energiakulu (plasma kuni 200 V) või suured tootmis- ja hoolduskulud.
• Laser lõikamine:Pakub parimat lõikekvaliteeti ja kõrget efektiivsust, kuid praegu piiravad seda kõrged kulud ja piiratud lõikepaksus, mis takistab laialdast kaubanduslikku kasutuselevõttu.

Kuna dekomisjoneerimislaine kiireneb, ei vasta ükski lõiketehnoloogia igale vajadusele. Mehaaniline lõikamine on endiselt kulusäästlik lähtepunkt, kuid see on suundumas nutika elektrilise automatiseerimise poole. Abrasiivjoa on lahendus keeruliste mitme-nööriga ja ekstsentriliste lõigete jaoks, eeldusel, et voolu juhtimine on selge. Spetsiaalsed meetodid teenivad niši- ja kõrge raskusastmega rakendusi, kuid nende HSE-riskid (tervis, ohutus, keskkond) nõuavad hoolikat hindamist.

Edasine tee on selge:Tööstus nõuab tera pikemat eluiga, intelligentseid ja visualiseeritud lõikeprotsesse ning lihtsamaid ja ohutumaid tööriistu, mis suudavad kohaneda mitmesuguste puuraukude tingimustega. Ettevõtted, kes integreerivad edukalt reaalajas-andmete tagasisidet, vastupidavaid kulumiskindlaid-materjale ja keskkonnatundlikke konstruktsioone, juhivad järgmise põlvkonna kaevudest loobumise ja töötamise toimingud.

Meie kohta:China Vigor on pühendunud uusimate tehniliste teadmiste ja lahenduste pakkumisele ülemaailmsele nafta- ja gaasitööstusele. Lisateabe saamiseks puurkaevude tööriistade ja puurkaevude eemaldamise tehnoloogiate kohta võtke ühendust meie meeskonnaga.