【钻井】电动开放式平台有线钻杆技术将于今年投入商业应用

【钻井】电动开放式平台有线钻杆技术将于今年投入商业应用


现场测试表明,该系统可在钻井过程中以56 kB/sec的速率通讯时提供稳定的井下动力。


编译  |  二丫

多年来,钻探部门经历了一代又一代的创新技术。其中包括MWD/LWD工具、PDC钻头、旋转导向系统以及自动化钻机等等。通过使用带电源和有线功能的钻杆柱来启用下一代钻探技术,无疑是钻探性能的又一步跨越。


围绕有线钻杆的市场认知历来都是针对可靠性和成本问题,以及该技术可以产生的积极收益。考虑到这一点,目前,Reelwell的DualLink技术在挪威和美国进行了广泛的现场测试。


该技术利用了高速双向数字遥测技术和电源动力,有望在今年实现商业化应用。


 1.双向遥测

【钻井】电动开放式平台有线钻杆技术将于今年投入商业应用

从许多方面来看,目前的油气井钻探方式会阻碍最佳性能表现。低遥测数据速率会导致井下可见性差,效果就像是在“摸黑”钻探。随着测量距离越来越远,BHA越来越远,这一情况也将进一步加剧。


电动和有线钻杆系统的部署具有使用户从地面为井下工具供电,并减少或完全消除对井下电池和涡轮机需求的潜在功能。沿有线钻杆的高速双向遥测可以改善实时通讯和井下测量的质量,同时实现高频地表及井下数据共享和集成,以实现自动化。


这种新型有线钻杆系统的设计包括:


-编织导线超过800根,并在每条管道的内径上采用绝缘材料;

-可自清洁、可现场更换的管道连接器系统;以及

-针对系统传输特性进行了优化的收发器,无需中继器。


该技术可提供56 kB/sec的测井和钻探遥测,以提供高分辨率的实时数据和图像。双向通信路径促进实现了钻井自动化应用程序功能。


此外,该技术可以从地面传输500W的功率到地下,并具有提升到3000W的潜能。这为当前使用涡轮机或锂电池作为井下动力的现有技术提供了冗余。


将该系统集成到现有的钻机系统中,可以向常规钻杆一样进行处理操作。该技术在开放式平台上运行。



 2.资格认证程序

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该技术的认证程序遵循DNV推荐的A203“技术认证”。总共进行了22项资格和风险评估活动,以模拟预期的负载和故障机制。


负载测试和编织层的设计或材料更改以及粘合材料和制造过程的多次迭代,证明了该技术可实现大于15°/100ft的狗腿度和张力达到80%的屈服强度。



 3.钻机测试

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几年来,该技术进行了多次现场测试,以测试故障机制,例如接与断期间的动态负载、钻机地面搬运过程中的损坏、确定在多尘环境中存储和处理以及振动和冲击的影响。这些现场测试证明了该系统具有以高遥测速率进行双向通讯并将功率传送给井下工具的能力。


钻机操作的系统试验表明,在钻井过程中,以最小传输速率56 kB/sec进行通信时,可以提供稳定的井下动力。另外还开发了地面顶驱滑环组件以及井下BHA转换器,并将其用于钻探试验。


数据记录井下测试工具也部署在后续的钻机测试中。发射器和接收器数据记录器插入到常规钻柱中,并由动力和有线钻杆支架隔开。数据记录器旨在在钻进时测试持续的“正常运行时间”连接性。该技术展示了在9.5小时内100%的正常运行时间,成功接收了3200个数据传输实例。


除了运行专用的试验台以证明系统之外,挪威和美国陆上的多对接头也部署到了数台正在运行的钻机上,目的是证明钻杆硬件的钻机现场处理和机械坚固性。


在没有专门人员的情况下,成对的管道由钻机人员处理,并作为常规钻柱的一部分,在钻井和P&A作业中运行。在挪威和美国陆地上的六台钻机上,总共进行了88趟钻探,共钻出294,280英尺,累积钻进了2,248小时。


随着井下和沿管柱传感器套件的部署,目前正在扩大的环境和钻探条件下继续部署。



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原文始发于微信公众号(石油圈):【钻井】电动开放式平台有线钻杆技术将于今年投入商业应用

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