Tradicionalni kompozitni čep će sadržavati trn, gornji klip/konus, element i donji klizač/konus. Trn će osigurati strukturu čepa na kojoj se druge komponente „voze“ i imaće profile urađene u njega ili će imati dodatne dijelove pričvršćene za ograničavanje komponenti tokom uhodavanja, postavljanja i lomljenja. Klipovi su dizajnirani da stupaju u interakciju sa konusom, tako da kada su spojeni zajedno, klipovi se pomiču prema van kako bi dodirnuli kućište. Ulošci će imati očvršćene ivice koje su dizajnirane da „zagrizu“ u kućište, zaključavajući ih na mestu. Listići će biti puni prsten ili pojedinačni segmenti koji se drže zajedno nekom vrstom trake. U svakom slučaju, oni su dizajnirani da ostanu zajedno sve dok ih sekvenca podešavanja ne razdvoji, omogućavajući im da se pomaknu uz konus i postave u kućište.
Za čep za frakaciju, koji je dizajniran da drži pritisak samo odozgo, donji klip će biti dizajniran da zadrži punu silu loma, a gornji će biti dizajniran da zadrži čep, uglavnom element, komprimiran nakon postavljanja. Element je dizajniran da komprimuje pod silom podešavanja stvarajući brtvu između ID zida kućišta i trna. Ovo zaptivanje će obezbediti izolaciju neophodnu za razdvajanje bunara na dva dela tako da se zona iznad može diskretno tretirati. Za kuglični čep, lopta će biti ispuštena s površine na iglu i završiti izolaciju.
Prvi test performansi kompozitnog utikača dolazi tokom operacije ispumpavanja. Za ovu sekvencu kompozitni čep se sastavlja do žičanog sklopa donje rupe (BHA) koji uključuje čep, alat za podešavanje i pištolje za perforiranje. Ova BHA se spušta do početne tačke u horizontalnoj bušotini, a zatim se pumpama koristi da bi se rasporedila na predviđenu lokaciju. Tokom ove operacije kritično je da komponente ostanu sastavljene. Klipovi moraju ostati zajedno, inače bi kontaktirali kućište tokom postavljanja, pomaknuli bi se prema gore i stvorili unaprijed postavljeni događaj.
Element također mora ostati na svom mjestu kako bi se izbjegla ista sudbina. Kod gumenih elemenata to može biti teško. Tipičan 5,5” utikač, na primjer, ima OD od 4-3/8” i kućište ima ID od 4,778” što ostavlja mali razmak između utikača i kućišta (samo 0,2” po strani). U zavisnosti od brzine kretanja čepa i brzine protoka dizanog fluida, oko ovog čepa može biti mnogo zaobilaznice. Kako se ovaj premosnik povećava, stvorit će zonu niskog tlaka oko čepa koja bi mogla uzrokovati da element nabubri i dođe u kontakt s kućištem. Zbog toga je ključno razumjeti koliko tekućine zaobilazi utikač tokom postavljanja i većina provajdera će dati smjernice o tome koliko brzo se utikač mora kretati pri različitim brzinama pumpe.
Postavljanje utikača se vrši pomoću alata za postavljanje eksploziva. Detalji o tome kako funkcioniraju dvije glavne vrste alata za podešavanje možete pronaći u prethodnim člancima ovdje i ovdje. Trn čepa će ostati statičan, a komponente će biti spojene da bi postavile alat. Obično će se element stisnuti, zatim će se klipovi slomiti i pomaknuti prema konusima dok se ne uguraju u kućište i zaključaju na mjestu. Jednom kada su klipovi postavljeni, sila koju stvara alat za postavljanje će premašiti silu smicanja medija za smicanje čepa i alat za postavljanje će srezati čep ostavljajući ga autonomnim u bušotini. Nakon stvrdnjavanja, dio trna će biti izložen iznad novokomprimiranih komponenti. Dužina ovog izloženog trna bit će jednaka količini kompozita iznad gornjeg klizača kako je sastavljeno, plus dužina hoda potrebna za postavljanje alata.
Jedno od kritičnih ograničenja dizajna kompozitnog čepa je hod potreban za postavljanje alata. Ova dužina je određena hodom koji pruža Baker Setting Tool, a koji iznosi 5,875” za E4-10 i 8,625” za E4-20. Ako alat zahtijeva više hoda od ovoga, alat za podešavanje vjerovatno se neće odvojiti od čepa.
Performanse gornjeg klizanja, s ovom konfiguracijom, su kritične neposredno nakon postavljanja. Gornji klip mora zagristi u kućište kako bi se kompresija zaključala u elementu i održala brtvljenje. Ako gornji klip ne radi kako je dizajniran, element će se moći opustiti i izgubit ćete pečat. Ono što je zanimljivo je da element igra ulogu u održavanju vlastite kompresije. Ako element nije stvorio suprotnu silu na gornji konus, ne bi zadržao potporu ispod klizanja neophodnu da ostane u kontaktu s kućištem. Bez „protiv pritiska“ komprimovanog elementa, gornji klip ne bi obavljao svoj posao.
Nakon postavljanja, žičani BHA će se koristiti za perforiranje omotača iznad čepa, a zatim će se ukloniti iz bunara. Oprema za površinsko lomljenje će tada biti montirana. Za utikač za izbacivanje lopte, većina onoga što se pokrene, lopta će biti ispuštena s površine. Kada dostigne horizontalni dio bunara, bit će ispumpan dole da bi sletio na čep, izolujući bunar u dva dijela. Kada loptica sleti i lomljenje počne, pritisak će gurnuti trn prema dolje dok ne dođe u interakciju s vrhom gornjeg klizača. Zaptivanje se mora održavati dok klizi kroz element.
Ovo rezultira dužinom trna ispod čepa jednaka hodu plus dnu čepa. Ovo zapravo ne utiče na podešavanje ili frac komponente performansi čepa, ali može imati uticaj na mlevenje.
Tokom stimulacije postoji visoki pritisak na gornjoj strani čepa, sa nižim pritiscima na dnu čepa. Ova razlika u pritisku diktira kako utikač mora biti dizajniran da izdrži izložene sile. Kao što možete vidjeti u nastavku, pritisak iz frakture se vrši na kuglicu, a trn iznad elementa. Ispod lopte i elementa postoji samo pritisak iz rezervoara. To dovodi do pritiska urušavanja koji se vrši na iglu iznad brtve. Kod brtve trn mora izdržati pritisak kolapsa i kompresiju elementa.
Donji klizač i konus moraju izdržati mehaničku silu koja se stvara na elementu i čepu zbog razlike pritisaka. Dobavljač utikača mora koristiti debljinu i čvrstoću materijala kako bi postigao utikač koji može raditi u ovim uvjetima. Tipično, kvar tradicionalnog čepa za frakturu je uzrokovan kolapsom donjeg konusa/trna zbog čega donja klizna gube zagriz. Performanse alata zavise od čvrstoće kompozita.
Još jedna briga za dizajnere su performanse elementa u situacijama visokog pritiska i temperature. Gumeni element je fleksibilan i postat će još fleksibilniji pod visokim temperaturama. Kada se mešavini doda visoki pritisak, to može dovesti do toga da gumeni element teče u pravcu pritiska. Mnogi od tradicionalnih čepova na tržištu će uključivati sistem za rezervnu kopiju elemenata koji je dizajniran da se širi sa elementom dok je postavljen, a zatim pruža strukturu koja održava element na mjestu tokom faze loma visokog pritiska.
Ako ste zainteresirani za Vigor Completion Tool Frac Plug seriju ili druge alate za bušenje i završetak za industriju nafte i plina, slobodno nas kontaktirajte za najbolju podršku za proizvode i tehničku podršku.
Vrijeme objave: 28.05.2024
