Înțelegerea claselor de etanșare V6 până la V0 (Partea a 2-a): Decodificarea clasificării „protectoarelor de etanșare” din foraj conform standardului API 11D1

În linia de apărare a subteranului pentru producția de petrol și gaze,ambalatorisunt echipamente de bază care previn curgerea încrucișată a fluidelor de formațiune și asigură siguranța puțului de sondă. Cu toate acestea, cerințele de performanță de etanșare variază drastic în funcție de diferitele condiții de sondă: puțurile convenționale puțin adânci necesită doar o etanșare de bază, în timp ce puțurile acide ultra-adânci la temperatură înaltă necesită protecție împotriva scurgerilor zero.

Standardul API 11D1 pentru scule de foraj - Pachete și dopuri de punte în industria petrolieră și a gazelor naturale specifică în mod clar că gradele de pachete cresc treptat de la V6 la V0; cu cât numărul este mai mic, cu atât cerințele de performanță sunt mai stricte - V6 este nivelul de bază, în timp ce V0 este gradul de performanță maxim, fiecare grad corespunzând unor standarde de testare clare și scenariilor aplicabile.

Astăzi, analizăm nucleul tehnic, scenariile aplicabile și cerințele de testare pentru Gradele V2, V1 și V0 pentru a vă ajuta să alegeți „gardianul” potrivit pentru foraj.

În primul rând, trebuie să înțelegeți: De ce „califică” API 11D1 packerele? Complexitatea sondelor de petrol și gaze depășește cu mult orice imaginație: sondele puțin adânci pot rezista doar la o presiune de 10 MPa și o temperatură de 50°C, în timp ce sondele de gaze marine de adâncime pot depăși o presiune de 100 MPa, unele sonde de gaze depășesc adesea o temperatură de 170°C, iar sondele cu acide se confruntă cu riscuri constante de coroziune. Nepotrivirea unui packer de calitate inferioară cu o sondă de înaltă presiune (cum ar fi „folosirea unui cal mic pentru a tracta o căruță grea”) poate cauza defectarea etanșării și riscul de explozie; dimpotrivă, utilizarea packerelor de înaltă performanță în sondele convenționale irosește costuri.

Pentru sondele de producție a gazelor și sondele de injecție, API 11D1 specifică cerințele de testare de verificare pentru trei grade: V2, V1 și V0.

Gradul V2: Nivel de bază pentru etanșarea cu gaze

Definiție tehnică standard: V2 încorporează pentru prima dată testarea etanșării cu gaze; este nivelul minim de intrare pentru instalatorii de etanșare a puțurilor de gaze, evaluarea de bază concentrându-se pe fiabilitatea etanșării în medii cu flux multifazic.

Condiții de sondă aplicabile

• Puțuri adânci (4.000–5.000 m)
• Presiune de funcționare ≤ 138 MPa (≈ 1.400 kgf/cm²)
• Temperatura de funcționare ≤ 177°C
• Mediu: Curgere multifazică cu raport motorină-petrol (GOR) > 500, conținând cantități mici de H₂S (presiune parțială ≤ 0,07 MPa)
• Fluctuații semnificative de presiune (de exemplu, puțuri de producție după operațiuni convenționale de fracturare)

Scenarii tipice

Puțuri de gaze convenționale onshore, puțuri de dezvoltare în rezervoare cu conținut scăzut de sulf.

Cerințe de testare

• Trebuie mai întâi să treci complet de suita de teste V3
• Test de etanșare la gaz: Folosind azot ca mediu, mențineți presiunea la 80% din presiunea nominală timp de 15 minute; rata de scurgere ≤ 10 centimetri cubi standard pe minut (sccm)
• Test de sarcină axială îmbunătățit: Aplicați o forță axială de ±100 kN, combinată cu testarea ciclului de presiune
• Trebuie furnizat un raport de testare cantitativă a etanșării la gaze

Gradul V1: Adaptat la medii dinamice extreme

Definiție tehnică: Bazat pe V2, V1 îmbunătățește ciclul de temperatură și testarea cuplajului dinamic al sarcinii; se adaptează la fluctuații severe ale condițiilor de funcționare la presiune ridicată/temperatură ridicată și este alegerea principală pentru puțurile de mare adâncime/ultra-adâncime.

Condiții de sondă aplicabile

• Puțuri ultra-adânci (5.000–6.000 m)
• Presiune de funcționare ≤ 172 MPa (≈ 1.750 kgf/cm²)
• Temperatura de funcționare ≤ 204°C (interval de fluctuații de temperatură ≤ 100°C)
• Mediu: Conține H₂S (presiune parțială ≤ 0,5 MPa) și CO₂ (presiune parțială ≤ 8 MPa)
• Sarcini dinamice severe (de exemplu, fracturarea puțurilor orizontale de gaze de șist, vibrațiile garniturilor tubulare în adâncul mării)

Scenarii tipice

Puțuri orizontale de gaze de șist, puțuri de petrol în adâncime, faza de dezvoltare a puțurilor de gaze cu conținut ridicat de sulf.

Cerințe de testare

• Trebuie mai întâi să treci complet de suita de teste V2
• Test de temperatură: Efectuați 10 cicluri între -29°C și 204°C, menținând presiunea timp de 2 ore de fiecare dată, fără scurgeri.
• Ciclu de presiune dinamică: Ciclu de 500 de ori între 0 și 100% din presiunea nominală, inclusiv șocuri de presiune pulsate
• Cerință privind rata de scurgere a gazelor: ≤ 0,1 sccm Simulează expansiunea/contracția garniturii tubulare (±50,8 mm) și deformarea radială; performanța de etanșare rămâne neschimbată

Gradul V0: „Gardianul” suprem, nivel de siguranță fără scurgeri

Definiție tehnică: V0 este cea mai înaltă clasă din API 11D1; acoperă toate elementele de testare de grad inferior, cu „etanșare cu gaz fără bule” și „testare de inversare a presiunii” suplimentare - este „ultima linie de apărare” pentru medii extreme.

Condiții de sondă aplicabile

• Puțuri ultra-adâncime la temperaturi ultra-înalte (> 6.000 m)
• Presiune de funcționare > 103 MPa, temperatură > 177°C (mediu de înaltă presiune și temperatură înaltă (HPHT))
• Mediu: Conține H₂S în concentrație mare (presiune parțială ≥ 1 MPa) și CO₂ (presiune parțială ≥ 10 MPa)
• Necesită etanșare permanentă (de exemplu, dopuri de sondă și operațiuni de abandonare (P&A)) sau cerințe extreme de siguranță (de exemplu, sonde de eliminare a deșeurilor nucleare)

Scenarii tipice

Puțuri de gaze cu conținut ridicat de sulf în bazinul Sichuan, rezervoare de gaze de ultra-înaltă presiune în adâncurile mării, puțuri geotermale.

Cerințe de testare (cele mai stricte standarde)

• Trebuie mai întâi să treci complet de suita de teste V1
• Etanșare cu gaz fără bule: Folosind heliu ca mediu, mențineți presiunea la presiunea nominală timp de 15 minute; nu se acumulează bule în cilindrul gradat (rata de scurgere se apropie de zero)
• Testarea inversării presiunii: Efectuați 2 inversări ale direcției presiunii la presiunea nominală maximă, fără defectarea etanșării
• Ciclu de temperatură îmbunătățit: Răcire rapidă de la 204°C la -29°C, menținere presiune, apoi reîncălzire; etanșarea rămâne eficientă pe tot parcursul
• Tehnologia de detectare a scurgerilor în vid trebuie utilizată pentru a realiza o detectare calitativă și cantitativă a scurgerilor

3 principii de bază pentru a evita capcanele selecției

(1) Alegeți cel puțin Gradul V2 pentru puțurile de gaze, cel puțin Gradul V1 pentru puțurile de gaze acide și trebuie să alegeți Gradul V0 pentru puțurile HPHT;

(2) Modernizarea gradului pe baza încărcărilor dinamice: Pentru puțurile cu operațiuni de fracturare/acidizare, modernizarea gradului de bază cu 1 nivel (de exemplu, V2 → V1);

(3) Verificați acoperirea certificării: Gradul V0 poate acoperi toate scenariile de grad inferior, dar asigurați-vă că raportul de testare include parametrii țintă ai stării sondei (de exemplu, temperatura, presiunea, mediul).

Memento cheie: Nota „Relația de incluziune”

API 11D1 specifică în mod clar că etanșările de grad superior acoperă automat performanța de grad inferior. De exemplu: Un produs certificat de Grad V0 poate fi utilizat direct în scenarii de Grad V1–V6; cu toate acestea, un produs de Grad V5 nu trebuie utilizat niciodată în puțuri de gaz care necesită etanșare la gaz de Grad V2.

• Selectarea calității corecte de ambalare este esențială pentru a echilibra siguranța, eficiența și costul.

Se speră că această interpretare revizuită vă va ajuta să evitați neînțelegerile privind gradele de foraj, asigurându-vă că fiecare amplasament de sondă utilizează echipamente de etanșare în fundul puțului „adaptate la capacitate”.

Contact:Jessie Zhou

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