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Operations d’intervention sur puits
COILED TUBING
I. INTRODUCTION • Le travail au coiled tubing est une procédure qui consiste à faire
manœuvrer un tubing continu de faible diamètre (de 1’’ à 3,5’’) dans un puits neutralisé ou sous pression.
Le coiled tubing est utilisé dans des domaines d’activités comme : o Le forage avec un moteur hydraulique de fondo Les opérations de perforation o Le nettoyage des dépôts et sédiments o La mise en place des bouchons de sable et de cimento L’acidification et la fracturation des réservoirs o Le démarrage et neutralisation des puits o Les opérations de loggingo Les opérations de fraisage et repêchageo Le forage des puits hautement dévié (drains latéraux )
I. INTRODUCTION
I. INTRODUCTION
Avantages de l’utilisation du coiled tubing
facile à transporter temps de montage et démontage réduit vitesse de manœuvre élevée utilisé sur des puits sous pression circulation en cours de manœuvre utilisé pour faire des opérations de logging sur puits horizontaux
I. INTRODUCTION
Limitation de l’utilisation du coiled tubing
faible résistance à la traction facile à endommager à cause de son épaisseur et sa flexibilité pertes de charge élevées limitation à la pression maximale limitation de la durée de vie à cause des forces de flexion. risque de corrosion par acidification
II. EQUIPEMENT DE SURFACEL’unité coiled tubing est
composée des éléments suivants :
• cabine de contrôle • tambour de stockage du
tubing• groupe de puissance• col de cygne• tête d’injection• stripper(s)• ensemble des BOPs
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• cabine de contrôle
pression de circulation poids de tubing profondeur de l’outil vitesse de manœuvre débit de circulation volume pompé treuil tête d’injection BOP stripper
Dans la cabine L’opérateur peut opérer, contrôler et surveiller les paramètres suivants.
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• Tambour du treuil• Le tambour est équipé d’une tête
rotative qui permet la circulation pendant les manœuvres. Il existe aussi des autres comme:
- le compteur mécanique ou digital pour mesurer la profondeur- La vanne de purge- le dispositif de lancement des bouchons- la vanne d’isolation- Le pulvérisateur permet la lubrification de tubing afin d’éviter la corrosion
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• Groupe de puissance
La puissance hydraulique nécessaire pour faire fonctionner les différents organes et équipements de surface de l’unité coiled tubing (tambour, tête d’injection, BOP, accumulateurs,..) est obtenue à partir des pompes hydrauliques entraînées par un moteur diesel
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• Tête d’injection Ensemble de la tête d’injection
La tête d’injection est un organe principal de l’unité CT, utilisée pour manœuvrer à l’aide de deux moteurs hydraulique qui entraînent deux chaînes continues sur lesquelles sont montés des éléments de grippage qui poussent ou tirent le coiled tubing dans le puits
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• Tête d’injection2. Système de tension des chaînes de la tête d’injectionLa force de grippage est obtenue en actionnant trois pistons hydrauliques à travers la partie intérieure des deux chaînes de la tête d’injection (inside tension cylinders). Cette force doit être suffisante pour éviter le glissement et l’écrasement de tubing. Le piston extérieur permet de garder les deux chaînes en tension.
Typical chain system includes:
1) Drive sprocket/system
2) Inside tensioners
3) Outside tensioners
4) Lower idling sprocket
11
22
44
33
II. EQUIPEMENT DE SURFACE
• les Chaines de la tête d’injection
HYDRA RIG “S” TYPE HYDRA RIG “R” TYPE
Inside chain tensionersbars or skates
Flat backed chain
Cam roller Roller tensioner assemblyGripper block
II. EQUIPEMENT DE SURFACE
• Les composantes des chaines de la tête d’injection• Links• Rollers
– “S” type and “R” type
– Lubrication• Gripper Blocks
– Non coated– Coated (Tungsten
carbide)
Link pins
Gripper Block
Cam Roller
Link plate
Link plate
ROLLER CHAIN(ANSI 140,160 OR 180)
INJECTOR HEAD CHAIN COMPONENTS HYDRA
RIG “S” TYPE CHAIN
Split pin
II. EQUIPEMENT DE SURFACE
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• Col de cygne (goose neck)• Le col de cygne est un guide
simple qui reçoit le tubing après son déroulement du tambour et le guide à passer dans la tête d’injection.
• Pour obtenir le rayon désiré du col de cygne, un certain nombre de roulements espacés dans son cadre de courbure avec un système de réglage d’alignement de coiled tubing
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• Col de cygne (goose neck)
Rayon minimal de courbure en fonction du diamètre extérieur de tubing
Diamètre extérieur du tubing en in Rayon minimum de courbure en in
¾ 13
1 18
1 ¼ 22
1 ½ 27
1 ¾ 31
2 36
2 3/8 42
• Redresseur de coiled tubing “Gooseneck Pipe Straightener”
• Positioné just au-dessus des chaines
• Il faut que le CT soit plus droit avant les chaines
• améliore l’alignement des Chaines de CT
II. EQUIPEMENT DE SURFACE
The Pipe StraightenerAccumulator
Self-aligningguidance
rollers
Straightening roller
II. EQUIPEMENT DE SURFACE
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• Tête d’injection Dispositif de mesure de poids du tubing
L’ensemble de la tête d’injection est monté sur une substructure muni d’une cellule de mesure de poids de tubing relier par un flexible hydraulique à l’indicateur de poids dans la cabine de l’opérateur.
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• Stripper (Packer)• Le stripper est un élément d’étanchéité qui est
installé sous la tête d’injection très proche des éléments de grippages de la chaîne de la tête d’injection afin de prévenir le flambage du coiled tubing pendant la manœuvre.
• Le principe de fonctionnement de tous les types de strippers est le même, qui consiste à déplacer hydrauliquement un piston pour comprimer directement ou indirectement une garniture étanchéité, qui à son tour fait étanchéité autour du coiled tubing.
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• Stripper (Packer)Il existe sur le marche trois types de stripper:• le stripper conventionnel• le stripper side door• le stripper radial• Le stripper conventionnel
Typical packing stack
garniture
energiser
Lower busher
upper busher
Tubing support/top access
Hydraulic piston
Packing assembly
Orifice ouverture
Lower connection
Orifice fermeture
Coiled tubing
Body
Tubing support/top access
Hydraulic piston
Packing assembly
Orifice ouverture
Lower connection
Orifice fermeture
Coiled tubing
Body
Support ring
la pression hydraulique appliquée pousse le piston vers le haut, qui à son tour déplace la fourrure inférieure pour comprimer le packer plaqué contre la fourrure supérieure
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• Stripper (Packer)
2. Stripper à portes latérales (side door)
la pression hydraulique pousse le piston vers le bas qui à son tour déplace la fourrure supérieure qui comprime le packer autour du tubing contre la fourrure inférieure
Tubing support
Lower connection (flange option)
Elastomerstripper
Coiled tubing
Piston
Lower bushing
Upper bushing
Contract port
Retract port
Elastomer element
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• Stripper (Packer)2. Stripper à portes latérales (side door)
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• Stripper (Packer)
3. Stripper radialest un obturateur avec des mâchoires conçues spécialement pour le stripping du coiled tubing.
o présente une hauteur réduite,
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• BOPo Les BOPs utilisés dans les opérations de coiled tubing sont montés
directement sur l’adapteur de la tête de production ou tête de puits. o Les obturateurs de l’unité coiled tubing sont contrôlés à partir du
panneau de commande à distance situé dans la cabine de l’opérateur.
• Types d’obturateurs coiled tubingo BOPs QUAD (quadruple)o BOPs COMBI (COMBINES)o BOP annulaireo Obturateur shear/seal (safety head)
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• BOP
1. BOPs QUAD (quadruple)
Ce type d’empilage standard est le plus répondu des BOPs utilisés dans les interventions coiled tubing,
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• BOP
Différentes mâchoires des BOPs coiled tubing
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• BOP
2. BOPs COMBI (COMBINES)• est un obturateur double qui
remplit les même fonctions que le BOP QUAD mais avec deux rams seulement, il se compose de:
• un obturateur supérieur
Blind/Shear rams, utilisé pour couper le tubing et faire étanchéité sur un trou vide
• un obturateur inférieur Pipe/slip rams, utilisé pour suspendre et faire étanchéité sur le tubing
Pipe/slip rams
Lower flange/connection adapter
Upper flange/connection adapterPressure port
Kill port
Equalising valve
Equalising valve
Blind/shear rams
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• BOPAvantages et inconvénients du BOP COMBI par rapport au QUAD Avantages o Hauteur plus réduiteo Plus simple à opérero N’exige pas la remontée de la partie libre de tubing coupé pour fermer
le blind ramso Volume plus réduit du fluide hydraulique pour opérer les BOPs Inconvénients o Difficultés de neutraliser le puits à travers la kill lineo Moins de flexibilité
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• BOP3. BOP annulaire• Elle est utilisé plus fréquemment dans les
opérations particulières d’intervention au coiled tubing, par exemple l’assemblage de train d’outil très long qui nécessite l’utilisation d’un système de déploiement.
• L’objectif principal est de pouvoir fermer avec étanchéité sur différents diamètres de coiled tubing et train d’outils
• la possibilité en plus de fermer sur un trou vide.
• peut être utilisé comme élément de remplacement (back up) du stripper en cas de besoin .
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• BOP4. Obturateur shear/seal (safety head)• doit être installé entre la
tête de production et l’ensemble des BOPs, il est utilisé comme barrière tertiaire en cas de besoin.
• Ce type nécessite un volume de fluide hydraulique important qui nécessite une unité hydraulique indépendante (koomey).
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• Système de déploiement• Dans les interventions au coiled tubing, la
distance entre la tête de puits de production et le stripper détermine la longueur maximale du train outil. Dans le cas ou cette distance maximale est dépassée il devient nécessaire d’utiliser une barrière de contrôle qui peut être la DHSV ou le système de déploiement.
o L’avantage d’utilisation du système de déploiement placé sous le QUAD ou le COMBI est de pouvoir assembler à la descente et désassembler à la remontée les différentes sections d’un train d’outil relativement long en toute sécurité.
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• empilages des obturateurs coiled tubing Le choix des différents types de l’empilage est fonction de: a) la pression maximale en tête du puitsb) des diamètres et longueurs des outils à descendre L’empilage des obturateurs à choisir doit toujours assurer la
possibilité de:
• fermer le puits avec ou sans coiled tubing dans le puits• pouvoir assembler et désassembler le train outil en toute sécurité• travailler dans un puits ouvert ou sous pression• neutraliser le puits en cas de cisaillement du coiled tubing
II. EQUIPEMENT DE SURFACE• Quelque problèmes liés au coiled tubing
o Coincement pendant la descente de coiled tubing dans le puits (RIH)
o problèmes de friction (frottement)
o Ne peut pas arrivé au profondeur total (TD) dans les puits horizontaux a cause de poids
o Coincement dans le puits et ne peut pas retirer le CT hors le puits ( il faut couper le CT)
II. EQUIPEMENT DE FOND • Train d’outils de forage par CT
II. EQUIPEMENT DE FOND
II. EQUIPEMENT DE FOND • Train d’outil de l’opération de fishing
1. Connecteur de CT2. Release joint3. Stem 4. Coulisse « jar »5. L’outil de repêchage
II. EQUIPEMENT DE FOND
• Clapet anti-retour (check valves)
• ils sont considérés comme barrière primaire pendant l’intervention coiled tubing.
• le clapet anti retour est placé au sommet de la BHA,
II. EQUIPEMENT DE FOND • Déconnecteur « Shear sub (release joint) »
• Il est descendu avec le train d’outil pour libérer le coiled tubing en cas de coincement
II. EQUIPEMENT DE FOND • Overshot
• Il est conçu pour repêcher sur le diamètre extérieur de l’outil désiré , quand on a un espace suffisant entre l’outil et le diamètre interne de tubing
II. EQUIPEMENT DE FOND • Spears
• Il est conçu pour repêcher sur le diamètre interieur de l’outil désiré , quand on a un espace insuffisant entre l’outil et le diamètre interne de tubing
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