Los diseños de perchas de liner expandibles evolucionan

12-1 / 4 pulgada x 7-5 / 8 pulgada HPHT XPak muestra de prueba (Foto: Dril-Quip)

Los diseños de colgadores de revestimiento expandibles avanzan para satisfacer las crecientes demandas de la construcción de pozos de aguas profundas.

Un nuevo diseño de soporte de revestimiento expandible proporciona un sello superior de revestimiento efectivo para condiciones de pozo de alta presión y alta temperatura (HPHT), mientras que otro ofrece capacidad de doble expansión como una opción para sistemas de soporte de línea de línea secundaria colocados en una carcasa de superficie de gran diámetro.

Los colgadores de revestimiento expandibles, como el sistema de colgador de revestimiento expandible TIW XPak, están diseñados para mitigar el riesgo al garantizar un sellado superior efectivo del revestimiento. El XPak es un sistema totalmente integrado que brinda capacidades de sellado a presión y de anclaje en un paquete compacto, dice Edward Royer, gerente de ingeniería para herramientas de fondo de pozo en TIW, una empresa de Dril-Quip.

El sistema de suspensión / empacador de dos componentes ofrece sellado redundante de metal a metal y sellos de elastómero para garantizar las irregularidades de la carcasa del diámetro interior. El sistema también proporciona una capacidad de amarre en la parte superior del revestimiento con varias longitudes de orificio de sellado para satisfacer futuras necesidades de instalación.

El sistema XPak de TIW está diseñado de manera diferente a sus competidores.

"Ampliamos nuestro cuerpo de suspensión a la carcasa del host mediante el uso de un expansor", dice Royer. "El expansor permanece instalado en el cuerpo del colgador del forro después de la expansión", que ofrece una mejor resistencia a la presión de colapso en comparación con otros colgadores del forro expandibles. Este soporte estructural permanece intacto durante la vida útil de la instalación, en contraste con otros sistemas de soporte de liner expandibles que recuperan un dispositivo de expansión como parte de la herramienta en ejecución una vez que se completa la instalación, dice.

Sistema de suspensión de liner expandible XPak (Imagen: Dril-Quip)

El sistema XPak Expandible Liner Hanger, que se ha instalado en más de 1,000 pozos en todo el mundo, fue diseñado para uso en alta mar, aunque también se ha utilizado en tierra, dice Royer.

"Nuestro sistema es compacto en la parte superior del revestimiento donde está en contacto con la carcasa del host", dice, y agrega que el sistema XPak necesita menos de dos pies de contacto con la carcasa del host para proporcionar un sello efectivo y capacidad de anclaje.

Una de las ventajas del sistema XPak, dice Royer, es la simplicidad de la instalación, que implica desplegar el gancho del forro expandible en el pozo en una herramienta hidráulica de múltiples pistones, cementar el forro y presionar hacia arriba, luego expandir el colgador del forro XPak en la carcasa del host . Una vez que se completa la instalación, la herramienta de funcionamiento se libera con el peso de la tubería de perforación hacia abajo o la rotación hacia la derecha y se retira a la superficie.

El diámetro exterior optimizado de XPak aumenta el área de desvío, por lo que es posible ejecutar el sistema más rápido, lo que ahorra tiempo y dinero a los operadores, señala Royer. El área de bypass más grande también permite tasas de flujo más altas para la circulación y cementación del pozo, a la vez que mitiga los riesgos relacionados con las densidades de circulación efectivas, agrega.

Él llama a XPak el "sello de suspensión superior de forro más robusto en la industria", citando un historial de alta confiabilidad. "Hemos minimizado las fugas en la parte superior del forro a casi cero", dice.

El sistema de suspensión del forro expandible XPak está disponible en tamaños que van desde 4-1 / 2 pulgadas OD x 5-1 / 2 pulgadas OD a 18-5 / 8 pulgadas OD x 24 pulgadas OD.

Debido a la evolución de las necesidades de la industria, TIW desarrolló variantes en el tema XPak, que incluyen una para condiciones HPHT y el sistema de expansión XPak Liner de Double Expansion, que elimina la necesidad de perfiles de aterrizaje fijos y el riesgo asociado con las suspensiones de líneas secundarias cuando se instala una carcasa en una superficie de mayor diámetro. carcasa, aumentando así la flexibilidad operativa y proporcionando ahorros de costos.

Edward Royer, gerente de ingeniería para herramientas de pozo en TIW, una compañía Dril-Quip, con HPHT XPak (Foto: Dril-Quip)

Doblando hacia abajo
El Double Expansion XPak (DE XPak) se implementa a través de restricciones de cabezal de pozo para proporcionar un sellado de metal a metal dentro de la carcasa de superficie delgada de pared con costura (22 pulgadas de diámetro x 1 pulgada de pared) y ofrece alta capacidad de suspensión, bloqueo y presión. El sistema de soporte de revestimiento expandible está diseñado para pozos de gran diámetro con paredes delgadas. Al igual que con el XPak, el expansor DE XPak permanece instalado en el cuerpo de la percha, proporcionando soporte estructural que permite mayores cargas y presiones.

El proceso de doble expansión se logra con una herramienta hidráulica de pistones de presión múltiple que se usa para expandir y desplazar un expansor, que a su vez expande el cuerpo del colgador XPak para que entre en contacto con la carcasa del host e interfiera. El expansor proporciona una capacidad de amarre a través de un receptáculo de orificio pulido y permanece instalado dentro del cuerpo del colgador durante toda la vida útil de la instalación.

El DE XPak se puede colocar como se desee después de ejecutar la carcasa de 22 pulgadas en lugar de tener que instalarse en una ubicación fija, señala Royer. Se sellará dentro de una tubería con costura.

Un gran líder ha expresado su interés y sus aplicaciones para el DE XPak en el Golfo de México y en la costa de Brasil utilizando la tecnología de doble expansión, dice Royer.

El DE XPak está disponible en 18 pulgadas OD x 22 pulgadas OD (pared de 1 pulgada).

Bajo presión
Siguiendo una solicitud de un cliente a fines de 2017, TIW comenzó a diseñar una versión del XPak que podría cumplir con las condiciones de 15,000 psi y 375 grados Fahrenheit y cargas de 1 millón de libras en tensión y 800,000 libras en compresión.

El diseño del colgador OD de 7-5 / 8 pulgadas x 12-1 / 4 pulgadas requirió mejoras de la oferta estándar de XPak para enfrentar los desafíos de las condiciones de HPHT. Por ejemplo, dice Royer, el diseño de deslizamiento cambió algunos para proporcionar una mejor capacidad de anclaje con el uso de múltiples filas de deslizamientos escalonados.

Para la prueba de calificación, Dril-Quip construyó un colgador de forro de réplica a escala completa y construyó un dispositivo de prueba alrededor del ensamblaje. Las pruebas sometieron el sistema de suspensión XPak a una carga, tensión, compresión y presión internas y externas combinadas. "Para HPHT, superamos las clasificaciones de presión de rotura del revestimiento", dice Royer.

Las pruebas de instalaciones de terceros revelaron que el sistema podría soportar presiones internas de 21,750 psi a 60 grados Fahrenheit y 15,000 psi a 375 grados Fahrenheit para cumplir con la declaración de requisitos del cliente.

"Lo que hace que esta calificación HPHT sea única es que estamos satisfaciendo dos grupos de perforación diferentes: pozos de inyección con temperaturas más bajas y pozos de producción con temperaturas más altas", dice Royer. "Es una diferencia de temperatura bastante dramática para un sistema que tiene que sellar y anclar la forma en que este sistema de suspensión de forro tendrá que funcionar".

La prueba concluyó a principios de 2018, y el cliente ha implementado el sistema HPHT XPak Expandable Liner Hanger cuatro veces en aguas profundas del Golfo de México, dice Royer.

El desarrollo del sistema y la calificación del sistema de suspensión de liner expandible HP HPT XPak de 7-5 / 8 pulgadas OD x 12-1 / 4 pulgada ha permitido al cliente ejecutar sistemas de liner OD de 7-5 / 8 pulgada y 8-5 / 8 pulg. utilizando el mismo sistema de suspensión. El diseño incorporó la solicitud para hacer que el sistema de suspensión sea más versátil y aplicable para futuras instalaciones.

El dispositivo de prueba HPHT (Foto: Dril-Quip)