Un ghid complet pentru clasele de etanșare V6-V0 (Partea 1): Înțelegerea codului de clasificare a „garniturilor de etanșare” din punctul de vedere al standardului API 11D1

Pe „câmpul de luptă subteran” al extracției de petrol și gaze,ambalatorisunt „gardienii etanșării” care protejează siguranța puțurilor de foraj. Aceștia pot izola presiunile diferitelor formațiuni, pot preveni curgerea încrucișată a fluidelor și pot susține încărcările pe garnituri, servind ca instrumente esențiale pentru a asigura stabilitatea întregului proces de foraj, completare a puțurilor și producție de petrol. Cu toate acestea, condițiile din fundul puțului variază drastic: unele puțuri au o temperatură de doar zeci de grade Celsius, în timp ce altele depășesc 200°C; unele au o presiune stabilă, în timp ce altele se confruntă cu fluctuații frecvente; unele conțin țiței convențional, în timp ce altele conțin „bestii” corozive, cum ar fi hidrogenul sulfurat (H₂S).

Standardul API 11D1 pentru scule de foraj în industria petrolului și gazelor naturale – Pachete și dopuri de punte specifică clar că nivelurile de performanță ale claselor de pachete cresc de la V6 la V0: cu cât numărul este mai mic, cu atât cerințele de performanță sunt mai stricte. V6 este „nivelul de bază de intrare”, iar V0 este „nivelul de performanță final”, fiecare clasă corespunzând unor standarde de testare clare și scenariilor aplicabile.

Astăzi, vă vom ajuta să clarificați diferențele principale dintre aceste 7 clase și să evitați concepțiile greșite în alegerea ambalatorului.

Logica de bază a clasificării claselor în API 11D1

Mulți oameni confundă ordinea claselor de etanșare. Punctul cheie de reținut este că designul claselor conform API 11D1 urmează principiul „cu cât numărul este mai mic, cu atât evaluarea este mai cuprinzătoare”. O creștere a nivelului clasei înseamnă că elementele de testare adaugă treptat condiții stringente (cum ar fi ciclurile de temperatură, sarcinile axiale, etanșarea la gaze și mediile corozive) la testul inițial simplu de etanșare statică.

Esența acestei clasificări este „potrivirea la cerere” — nu numai că evită risipa de costuri cauzată de utilizarea echipamentelor de înaltă calitate în sondele convenționale, dar previne și accidentele de siguranță rezultate din utilizarea echipamentelor de calitate inferioară în sondele extreme.

Clasa V6: „Soldați de garnizoană” de nivel de intrare cu standarde de bază definite de producători

Semnificație tehnică

Clasa V6 este cea mai joasă clasă de verificare a proiectării pentru garnituri. Metodele sale de testare și criteriile de acceptare sunt definite chiar de producători. API 11D1 specifică doar un cadru de bază (de exemplu, fiabilitatea setului, testarea sarcinii de forfecare) și nu are indicatori de performanță obligatorii unificați. Poziționarea sa principală este de a „îndeplini cerințele de etanșare de bază în scenarii simple specifice”.

Condiții de sondă aplicabile pentru clasa V6

• Puțuri puțin adânci (adâncimea puțului de obicei1.000 de metri);
• Presiune de lucru ≤20 MPa (aproximativ 200 kg);
• Temperatura de lucru ≤80°C;
• Mediu: apă dulce, țiței convențional;
• Fără încărcări dinamice (de exemplu, fără operațiuni de reparații mecanice la sondă sau de stimulare, cu garnitura de foraj complet staționară);
• Scenarii tipice: puțuri de injecție în ape puțin adânci, pe uscat, astuparea temporară a puțurilor abandonate.

Cerințe de testare pentru clasa V6

Nu sunt impuse cerințe obligatorii de testare; testarea poate fi efectuată în conformitate cu standardele stabilite de producători. De obicei, un test de presiune nominală de lucru se efectuează în condiții de temperatura camerei, necesitând etanșare statică timp de 10 minute fără scurgeri. Nu este necesară testarea ciclurilor de temperatură, testarea sarcinii dinamice sau verificarea etanșării la gaz.

Clasa V5: Versiunea de bază „Soldați de patrulare” — Garanție minimă pentru etanșarea lichidelor

Semnificație tehnică

Pe baza Clasei V6, Clasa V5 adaugă testarea unificată a etanșării la lichide. Este „pragul minim de performanță” obligatoriu specificat de API 11D1, evaluarea sa principală concentrându-se pe fiabilitatea etanșării statice în mediu lichid.

Condiții de sondă aplicabile pentru clasa V5

• Puțuri de adâncime mică spre medie (adâncimea puțului: 1.000-2.000 metri);
• Presiune de lucru ≤34,5 MPa (aproximativ 350 kg);
• Temperatura de lucru ≤93°C;
• Mediu: lichide precum țiței și apă sărată;
• Condiții de lucru stabile, cu interval de fluctuații de presiune10% din presiunea nominală;
• Scenarii tipice: stadiul de producție de petrol al sondelor convenționale de petrol onshore, sonde de dezvoltare inundate fără gaze.
• Cerințe de testare pentru clasa V5 (indicatori principali ai API 11D1)
• Test de presiune statică a lichidului: Mențineți presiunea la presiunea nominală timp de 15 minute fără scurgeri de lichid;
• Test de fiabilitate a fixării: Utilizați ±10% din forța nominală de fixare pentru testare, pentru a asigura expansiunea eficientă a etanșărilor;

Fără testare a ciclurilor de temperatură sau testare a sarcinii axiale;

Nu este necesară verificarea etanșării gazului (se ia în considerare doar mediul lichid).

Clasa V4: „Sentinel” în versiune avansată, capabile să reziste la sarcini axiale

Semnificație tehnică

Pe baza Clasei V5, Clasa V4 adaugă testarea sarcinii axiale. Se poate adapta la forțele axiale cauzate de dilatarea/contracția garniturilor și de greutatea proprie, principala sa îmbunătățire constând în creșterea „rezistenței la deformare a etanșărilor”.

Condiții de sondă aplicabile pentru clasa V4

• Adâncimea puțului: 2.000-3.000 metri;
• Presiune de lucru ≤69 MPa (aproximativ 700 kg);
• Temperatura de lucru ≤121°C;
• Mediu: amestec petrol-gaz-apă, cu presiune parțială a CO₂ ≤1 MPa;
• Există sarcini axiale minore (de exemplu, dilatarea/contracția termică a șirului, vibrații minore);
• Scenarii tipice: stadiul de producție al puțurilor de pompare convenționale și al puțurilor de gaze nefracturate.

Cerințe de testare pentru clasa V4

• Treceți toate testele Clasei V5;
• Test de sarcină axială: Aplicați o forță axială de ±50 kN (pentru a simula dilatarea/contracția coloanei) și mențineți presiunea timp de 15 minute fără scurgeri;
• Test ciclic lichid: Efectuați 10 cicluri de creștere și scădere a presiunii la presiunea nominală, asigurând o etanșare eficientă;
• Testarea etanșării la gaze și testarea ciclului de temperatură nu sunt încă necesare.

Clasa V3: Versiune îmbunătățită „Protecții” potrivite pentru condiții de fluctuație a temperaturii

Semnificație tehnică

Pe baza Clasei V4, Clasa V3 adaugă testarea ciclurilor de temperatură. Se poate adapta la contracția/extinderea etanșărilor cauzate de schimbările frecvente de temperatură în fundul puțului, ceea ce o face o clasă cheie pentru „tranziția de la puțuri convenționale la puțuri complexe”.

Condiții de sondă aplicabile pentru clasa V3

• Puțuri de adâncime medie spre mare (3.000-4.000 metri);
• Presiune de lucru ≤103 MPa (aproximativ 1.050 kg);
• Temperatura de lucru ≤150°C (interval de fluctuații de temperatură ≤50°C);
• Mediul conține o cantitate mică de gaz (raportul motorină-petrol ≤500), cu o presiune parțială de CO₂ ≤2 MPa;
• Există fluctuații duble de temperatură/presiune (de exemplu, puțuri cu curgere intermitentă);
• Scenarii tipice: stadiul de dezvoltare al sondelor de gaze de mică adâncime și al sondelor de petrol convenționale în etanșeitate mare.

Cerințe de testare pentru clasa V3

• Treceți toate testele Clasei V4;
• Test de cicluri de temperatură: Efectuați 3 cicluri între -29°C și temperatura nominală, menținând presiunea timp de 30 de minute după fiecare proces de încălzire/răcire fără scurgeri;
• Test de ciclare a presiunii: Efectuați 100 de cicluri de la 0 la 80% din presiunea nominală, asigurând o performanță stabilă de etanșare;

Testarea utilizează în continuare în principal un mediu lichid, fără a fi necesară etanșarea la gaz.

Contact:Jessie Zhou

Mobil/Whatsapp:+0086-18109206861
E-mail:energy@landrilltools.com