Die zehn besten Werkzeuge zur Bohrlochfertigstellung

Zu den in Offshore-Ölfeld-Komplettierungs- und Produktionssträngen üblicherweise verwendeten Bohrlochwerkzeugen gehören: Packer, SSSV, Gleithülse, (Nippel), Seitentaschendorn, Sitznippel, Durchflusskupplung, Sprengverbindung, Testventil, Ablassventil, Dorn, Stopfen usw.

1. Packers

Der Packer ist eines der wichtigsten Bohrlochwerkzeuge im Förderstrang und seine Hauptfunktionen sind folgende:

Trennung der Produktionsschichten, um ein Zusammenwirken und eine gegenseitige Beeinflussung von Flüssigkeit und Druck zwischen den Schichten zu verhindern;

Trennung von Tötungsflüssigkeit und Produktionsflüssigkeit;

Erfüllen Sie die vielfältigen Anforderungen der Öl- (Gas-) Förderung und der Sanierungsarbeiten;

Die Packerflüssigkeit muss im Ringraum des Gehäuses zurückgehalten werden, um das Gehäuse zu schützen und eine sichere Produktion zu gewährleisten.

Die in Offshore-Öl- und -Gasfeldern eingesetzten Packer lassen sich in zwei Typen unterteilen: rückholbare und permanente. Je nach Setzverfahren unterscheidet man zwischen hydraulischer, mechanischer und Seilsetzunge. Packer sind in vielen Ausführungen erhältlich, und die Auswahl sollte sich nach den jeweiligen Produktionsanforderungen richten. Die wichtigsten Bestandteile eines Packers sind Keile und Dichtungsringe. Einige Packer (z. B. für offene Bohrungen) verzichten auf Keile. Die Hauptfunktion von Packern besteht in der Abdichtung zwischen Keilen und Bohrlochfutterrohr an einer bestimmten Stelle.

2. Sicherheitsventil im Bohrloch

Das Bohrlochsicherheitsventil ist eine Steuereinrichtung für den abnormalen Flüssigkeitsfluss im Bohrloch, wie z. B. Brände auf der Offshore-Ölförderplattform, Rohrleitungsbrüche, Blowouts, durch Erdbeben verursachte Kontrollverluste im Ölfeld usw., sodass das Bohrlochsicherheitsventil automatisch geschlossen werden kann, um die Durchflusskontrolle der Flüssigkeit im Bohrloch zu gewährleisten.

1) Klassifizierung von Sicherheitsventilen:

• Sicherheitsventil aus Stahldraht
• tragbares Sicherheitsventil für Ölleitungen
• Sicherheitsventil im Gehäuseringraum. Das am häufigsten verwendete Sicherheitsventil ist das tragbare Sicherheitsventil für das Steigrohr.

2) Wirkungsprinzip

Durch den Boden wird Hydrauliköl unter Druck gesetzt und über die Druckleitung zum Kolben geleitet. Dadurch wird der Kolben nach unten gedrückt, die Feder gespannt und das Sicherheitsventil geöffnet. Solange der Hydraulikdruck anhält, ist das Sicherheitsventil geöffnet. Wird der Druck in der Hydraulikleitung abgelassen, drückt die Feder den Kolben nach oben, und die Ventilplatte schließt.

3. Gleithülse

1) Die Gleithülse kann durch das Zusammenwirken der inneren und äußeren Hülse die Verbindung zwischen dem Produktionsstrang und dem Ringraum schließen bzw. herstellen. Ihre Hauptfunktionen sind folgende:

• Herbeiführung eines Blowouts nach Fertigstellung der Bohrung;
• Tötung durch Zirkulation;
• Gaslift
• Sitzende Jetpumpe
• Mehrschichtige Bohrungen können für getrennte Förderung, Schichttests, Schichtinjektionen usw. verwendet werden;
• Mehrschichtiger Mischbergbau;
• Den Stopfen in den Brunnen einführen, um den Brunnen zu verschließen oder den Druck im Bohrrohr zu prüfen;
• Zirkulierende chemische Mittel zur Korrosionsbekämpfung usw.

2) Funktionsprinzip

Die Schiebehülse verschließt oder verbindet den Durchgang zwischen Ölleitung und Ringspalt durch Verschieben der Innenhülse. Befindet sich der Kanal der Innenhülse gegenüber dem Durchgang des Schiebehülsenkörpers, ist die Schiebehülse geöffnet. Sind die beiden versetzt angeordnet, ist die Schiebehülse geschlossen. Am oberen Teil der Schiebehülse befindet sich ein Arbeitszylinder zur Befestigung der zugehörigen Bohrloch-Durchflussregelung. Die Innenhülse verfügt an Ober- und Unterseite über Dichtflächen, die mit der Dichtungspackung der Bohrlochvorrichtung zusammenwirken. Das Schiebehülsen-Schaltwerkzeug wird unterhalb des Basiswerkzeugstrangs angeschlossen und mittels Drahtseil betätigt. Die Schiebehülse kann ein- und ausgeschaltet werden. Zum Öffnen der Schiebehülse ist teilweise ein Stoß nach unten, teilweise ein Stoß nach oben erforderlich.

4. Brustwarze

1) Klassifizierung und Verwendung von Arbeitswarzen

Klassifizierung der Brustwarzen:

(1) Nach der Positionierungsmethode gibt es drei Typen: Selektivität, Top NO-GO und Bottom NO-GO, wie in den Abbildungen a, b und c dargestellt.

Manche Dorne können sowohl als optionale Ausführung als auch mit einem oberen Anschlag (siehe Abbildung b) ausgeführt sein. Die optionale Ausführung bedeutet, dass der Innendurchmesser des Dorns keine Verjüngung aufweist und Werkzeuge gleicher Größe hindurchpassen. Dadurch können mehrere Dorne gleicher Größe in denselben Bohrstrang abgesenkt werden. Der obere Anschlag hingegen verfügt über einen verjüngten Innendurchmesser. Der verjüngte Innendurchmesser des abgedichteten Dorns wird durch einen beweglichen Absatz am oberen Ende des Anschlags reduziert. Der untere Anschlag hingegen befindet sich am unteren Ende, sodass der Dichtungsabschnitt des Stopfens nicht hindurchpasst. Dieser untere Anschlag wird üblicherweise am unteren Ende desselben Bohrstrangs installiert und dient als Instrumentenhalterung sowie zum Schutz der Bohrstrangverbindungen vor dem Absinken in den Bohrlochgrund.

(2) Nach dem Betriebsdruck: Es gibt Normaldruck und Hochdruck. Ersterer wird für konventionelle Bohrungen verwendet, letzterer für Hochdruck-Öl- und Gasbohrungen.

Anwendung von Brustwarzen:

• Setz dich in den Störsender.
• Sitzen Sie im Untergrund, um das Sicherheitsventil automatisch zu steuern.
• Setzen Sie sich in das Rückschlagventil.

Setzen Sie ein Entlastungswerkzeug (Drosseldüse) ein, um den Bohrlochkopfdruck zu reduzieren.

• Arbeiten Sie mit Polished Nipple zusammen, installieren Sie eine Trennhülse oder ein Verbindungsstück, reparieren Sie beschädigte Ölleitungen oder verdickte Leitungen in der Nähe der Ölschicht.
• Setzen Sie sich hin und hängen Sie die Bohrlochmessgeräte auf.
• Es kann verhindern, dass das Bohrgestänge während der Drahtseiloperation auf den Grund des Bohrlochs fällt.

5. Seitlicher Taschendorn

1) Funktionelle Struktur

Der Side Pocket Mandrel ist ein wichtiges Bohrlochwerkzeug für die Bohrlochfertigstellung. Er wird mit verschiedenen Gasliftventilen kombiniert, um unterschiedliche Gasliftverfahren zu realisieren, Wasserdüsen verschiedener Größen einzusetzen und eine geschichtete Injektion durchzuführen. Seine Struktur ist in der Abbildung dargestellt und besteht aus zwei Teilen: dem Basisrohr und dem Exzenterzylinder. Das Basisrohr hat den gleichen Durchmesser wie das Ölrohr, sein oberer Teil verfügt über eine Positionierungshülse, und der Exzenterzylinder besitzt einen Werkzeugkennzeichnungskopf, eine Verriegelungsnut, einen Dichtungszylinder und eine externe Verbindungsöffnung.

2) Merkmale des Seitentaschendorns:

Positionierung: Alle Arten von Bohrlochwerkzeugen müssen exzentrisch sein und präzise im Exzenterrohr ausgerichtet werden.

Erkennbarkeit: Bohrlochwerkzeuge der richtigen Größe werden exzentrisch in das Exzenterrohr eingeführt, während andere Werkzeuge größerer Größe durch das Basisrohr hindurchgeführt werden.

Höherer Prüfdruck ist zulässig.

2) Die Funktion des Seitentaschendorns: Gaslift, Chemikalieneinspritzung, Wassereinspritzung, Zirkulationsabtötung usw.

6. Stecker

Wenn kein Sicherheitsventil im Bohrloch vorhanden ist oder dieses versagt, greift der Stahldraht ein, und ein Stopfen entsprechender Größe wird in den Arbeitszylinder abgesenkt, um das Bohrloch zu verschließen. Druckprüfung des Steigrohrs und Setzen von Hydraulikpackern während der Bohrlochfertigstellung oder -sanierung.

7. Gasliftventil

Das Gasliftventil wird in den exzentrischen Arbeitszylinder abgesenkt, wodurch verschiedene Gaslift-Produktionsmethoden realisiert werden können, wie z. B. kontinuierlicher Gaslift oder intermittierender Gaslift.

8. Strömungskupplung

Die Durchflusskupplung ist ein verdicktes Rohr, dessen Innendurchmesser dem der Ölleitung entspricht, der Außendurchmesser jedoch etwas größer ist. Sie wird üblicherweise für die oberen und unteren Enden des Sicherheitsventils verwendet. Bei ergiebigen Öl- und Gasquellen kann der Einsatz einer solchen Kupplung optional sein. Wenn ergiebiges Öl und Gas durch das Sicherheitsventil strömt, kommt es aufgrund der Durchmesserverringerung zu einer Drosselung, was Wirbelstromerosion und Verschleiß an den oberen und unteren Enden zur Folge hat.

9. Ölablassventil

Das Ölablassventil wird üblicherweise ein bis zwei Ölleitungen oberhalb des Rückschlagventils installiert. Es dient als Ablassöffnung für die Flüssigkeit in der Ölleitung, wenn die Pumpeninspektion durchgeführt wird. Dadurch wird die Belastung der Workover-Anlage reduziert und verhindert, dass Bohrlochflüssigkeit das Plattformdeck und die Umwelt verschmutzt. Es gibt derzeit zwei Arten von Ölablassventilen: Gestänge- und Kugelablassventile. Ersteres eignet sich besser für dünnflüssige und schwere Ölquellen mit hohem Wasseranteil; letzteres wird für schwere Ölquellen mit niedrigem Wasseranteil eingesetzt und weist eine hohe Erfolgsquote auf.

10. Rohrschaber

1) Zweck: Es dient der Entfernung von Zementblöcken, Zementmantel, Hartwachs, verschiedenen Salzkristallen oder -ablagerungen, Perforationsgraten sowie Eisenoxid und anderen Verunreinigungen an der Innenwand des Bohrlochfutterrohrs, um einen ungehinderten Zugang zu verschiedenen Bohrlochwerkzeugen zu gewährleisten. Insbesondere bei geringem Ringspalt zwischen Bohrlochwerkzeug und Innendurchmesser des Bohrlochfutterrohrs sollte der nächste Bauschritt erst nach gründlichem Abschaben erfolgen.

2) Aufbau: Es besteht aus Gehäuse, Messerplatte, Fixierblock, Pressblock und weiteren Teilen.

3) Funktionsprinzip: Vor dem Einbringen in das Bohrloch ist die maximale Einbaugröße des Schabers größer als der Innendurchmesser des Bohrlochfutterrohrs. Nach dem Einbringen in das Bohrloch drückt die Schaberklinge die Feder nach unten, wodurch eine radiale Vorschubkraft erzeugt wird. Beim Abtragen von hartem Material sind mehrere Schabervorgänge erforderlich, um den Innendurchmesser des Bohrlochfutterrohrs zu erreichen. Der Schaber ist mit dem unteren Ende des Bohrgestänges verbunden, und die Auf- und Abwärtsbewegung des Bohrgestänges dient während des Einbringens als axialer Vorschub.

Anhand der Schaufelstruktur lässt sich erkennen, dass jede Spiralschaufel zwei bogenförmige Schneidkanten innen und außen aufweist. Dies bewirkt einen Schleifeffekt. Die streifenförmigen Schaufeln sind gemäß der linken Spirallinie gleichmäßig auf der Schaberoberfläche verteilt, was den Abtransport des abgeschabten Materials durch den oberen Rücklauf des Schlamms begünstigt.