В нефтегазовой промышленности гибкая труба относится к длинной металлической трубе, обычно диаметром от 1 до 3,25 дюйма (от 25 до 83 мм), которая поставляется намотанной на большую катушку. Она используется для вмешательства в нефтяные и газовые скважины , а иногда в качестве эксплуатационной трубы в истощенных газовых скважинах. Гибкая труба часто используется для выполнения операций, похожих на прокладку кабеля . Основными преимуществами по сравнению с прокладкой кабеля являются возможность прокачки химикатов через катушку и возможность проталкивать ее в скважину, а не полагаться на силу тяжести. Прокачка может быть довольно автономной, почти закрытой системой, поскольку труба непрерывная, а не составная. Для морских операций «след» для операции с гибкой трубой, как правило, больше, чем для прокладки кабеля, что может ограничить количество установок, где может быть выполнена прокладка гибкой трубы, и сделать операцию более дорогостоящей. Операция с гибкими трубами обычно выполняется через буровую вышку на нефтяной платформе , которая используется для поддержки поверхностного оборудования, хотя на платформах без буровых установок вместо этого может использоваться самонесущая башня. Для операций с гибкими трубами на подводных скважинах необходимо использовать мобильную морскую буровую установку (MODU), например, полупогружную , буровое судно и т. д. для поддержки всего поверхностного оборудования и персонала, тогда как кабельную проводку можно выполнять с меньшего и более дешевого судна для вмешательства. На берегу их можно запускать с использованием меньших сервисных установок, а для легких операций можно использовать мобильную автономную установку с гибкими трубами.
Инструментальная колонна в нижней части катушки часто называется нижним бурильным узлом (КНБК). Она может варьироваться от чего-то простого, например, струйного сопла, для работ, связанных с прокачкой химикатов или цемента через катушку, до более крупной колонны каротажных инструментов, в зависимости от операций.
Колтюбинг также использовался в качестве бюджетного варианта операций по капитальному ремонту скважин. Он используется для выполнения бурения и фрезерования открытых стволов. Обычные стали для гибких труб имеют предел текучести от 55 000 фунтов на кв. дюйм до 120 000 фунтов на кв. дюйм, поэтому его также можно использовать для разрыва пласта, процесса, при котором жидкость подвергается давлению в тысячи фунтов на кв. дюйм в определенной точке скважины, чтобы разбить породу и обеспечить поток продукта. Колтюбинг может выполнять практически любую операцию для нефтяных скважин, если используется правильно.
Наиболее типичным применением гибких труб является циркуляция или деликвификация . Гидростатический напор (столб жидкости в стволе скважины) может препятствовать потоку пластовых флюидов из-за своего веса (скважина считается заглушенной ) . Самым безопасным (хотя и не самым дешевым) решением будет попытка циркулировать жидкость, используя газ, часто азот ( часто называемый «азотным ударом» ). Путем спуска гибких труб в забой скважины и закачивания газа глушильную жидкость можно вытеснить в производство. Циркуляцию также можно использовать для очистки легких обломков, которые могли скопиться в скважине. Шлангокабели гибких труб могут транспортировать гидравлические погружные насосы и струйные насосы в скважины. Эти насосы позволяют проводить недорогую и неинвазивную очистку скважин на газовых скважинах CBM (угольный метан) низкого давления. Эти шлангокабели также можно спускать в наклонные скважины и горизонтальные боковые стволы.
Прокачка через гибкую трубу может также использоваться для диспергирования жидкостей в определенное место в скважине, например, для цементирования перфораций или выполнения химической промывки скважинных компонентов, таких как песчаные фильтры. В первом случае гибкая труба особенно выгодна по сравнению с простой прокачкой цемента с поверхности, поскольку, позволяя ему течь через всю конструкцию, она может потенциально повредить важные компоненты, такие как предохранительный клапан скважины. Технологии шлангокабеля гибких труб позволяют развертывать сложные насосы, для которых требуется несколько жидкостных линий на гибких трубах. Во многих случаях использование гибких труб для развертывания сложного насоса может значительно снизить стоимость развертывания за счет исключения количества единиц на месте во время развертывания.
Относительно современная технология бурения предполагает использование гибкой трубы вместо обычной бурильной трубы . Это имеет то преимущество, что требует меньших усилий для спуска и подъема из скважины (спираль можно просто спустить и вытащить, в то время как бурильную трубу нужно собирать и разбирать соединение за соединением во время спуска и подъема).
Дополнительным преимуществом является то, что гибкая труба входит в скважину через стриппер, установленный на инжекторе, который обеспечивает гидравлическое уплотнение вокруг спирали. Это обеспечивает возможности контроля скважины за пределами тех, которые обычно возможны с бурильной трубой, и дает возможность бурить на депрессии .
Вместо вращения буровой коронки с помощью роторного стола или верхнего привода на поверхности, она вращается с помощью скважинного грязевого двигателя, работающего от движения бурового раствора, закачиваемого с поверхности. Бурение, которое приводится в действие забойным двигателем вместо вращающейся трубы, обычно называется слайдовым бурением. [1]
Обычно забойный двигатель будет одним из компонентов нижней компоновки бурения с использованием гибких труб . BHA также обеспечивает инклинометрию, гамма-излучение, давление, температуру и, в некоторых случаях, петрофизические каротажи по мере продвижения бурения. Последнее поколение усовершенствованных BHA для бурения с использованием гибких труб предлагает возможность управления долотом, [2] что позволяет корректировать траекторию скважины в ответ на измерения, полученные с помощью датчиков.
Эти задачи по умолчанию относятся к области применения кабеля . Поскольку гибкая труба жесткая, ее можно проталкивать в скважину с поверхности. Это преимущество перед кабелем, которое зависит от веса спускаемой в скважину колонны инструментов. Для сильно отклоненных и горизонтальных скважин гравитация может быть недостаточной для кабельного каротажа. Роликовый ствол и тракторы часто могут преодолеть этот недостаток при значительно меньших затратах, особенно на небольших платформах и подводных скважинах, где гибкая труба требует мобилизации дорогостоящей мобильной буровой установки. Использование гибких труб для этих задач обычно ограничивается случаями, когда она уже находится на месте для другой цели, например, каротаж после химической промывки.
Колтюбинг часто используется в качестве эксплуатационной колонны в неглубоких газовых скважинах, которые производят некоторое количество воды. Узкий внутренний диаметр приводит к гораздо более высокой скорости, чем это было бы внутри обычной трубы или внутри обсадной трубы. Эта более высокая скорость способствует подъему жидкостей на поверхность, жидкостей, которые в противном случае могли бы накапливаться в стволе скважины и в конечном итоге «убить» скважину. Колтюбинг может быть спущен внутри обсадной трубы вместо этого или внутри обычной трубы. Когда колтюбинг спущен внутри обычной трубы, его часто называют «скоростной колонной», а пространство между внешней частью колтюбинга и внутренней частью обычной трубы называют «микрокольцевым пространством
". В некоторых случаях газ поступает в микрокольцевое пространство. Спиральные шлангокабели могут транспортировать гидравлические погружные насосы, электрические погружные насосы и струйные насосы в скважины как для постоянных схем деликвификации, так и для сервисных целей.
Главным двигателем вмешательства с использованием гибкой трубы является головка инжектора. Этот компонент содержит механизм для втягивания и вытягивания катушки в скважину и из нее. Головка инжектора имеет изогнутую направляющую балку сверху, называемую гуськом, которая направляет катушку в корпус инжектора. Под инжектором находится стриппер, который содержит резиновые уплотнительные элементы, обеспечивающие уплотнение вокруг трубы для изоляции давления в скважине.
Ниже стриппера находится превентор , который обеспечивает возможность обрезать гибкую трубу и герметизировать ствол скважины (сдвиг-заглушка), а также удерживать и герметизировать вокруг трубы (трубный клин). Более старые четырехкомпонентные превенторы имеют разные плашки для каждой из этих функций (глухой, срез, труба, клин). Более новые двухкомпонентные превенторы объединяют некоторые из этих функций вместе, требуя всего двух отдельных плашек (сдвиг-заглушка, трубный клин).
Превентор располагается под стояком, который обеспечивает герметичный туннель до верхушки рождественской елки . Между рождественской елки и стояком находится последний барьер давления, превентор среза, который может разрезать и герметизировать трубу.
За последнее десятилетие количество установок колтюбинга во всем мире ежегодно увеличивалось, особенно в США. [3]
Колтюбинговая установка (CTU) — это автономная многоцелевая машина, которая может делать почти все, что делает обычная сервисная установка, за исключением спуска сочлененной трубы. Обычно существуют два типа для мелкого обслуживания — Arch и Picker. Один из них использует вертикальный подъемник с конной головкой наверху и инжектор, подвешенный на лебедке. Установки Picker имеют пикер и конную головку, прикрепленную непосредственно к инжектору.
Установки с гибкой трубой такого типа имеют полупостоянный барабан, установленный в средней части судна (обычно это тележки с тандемным приводом класса 3, длиной около 40 футов (12 м)).
Индивидуальные/стандартные блоки захвата для гибкой трубы, роликовые опоры, арочные ролики
Большинство захватных блоков, которые удерживают трубку при проталкивании или вытягивании из скважины, имеют размер в размер, что означает, что они точно подходят к трубке. Существует еще один захватный блок, который подходит для различных размеров без замены захватного блока. Его часто называют «V-блоком», который был впервые разработан компанией Otis Engineering. Он позволяет использовать трубки разных размеров без замены захватных блоков. Эти блоки обеспечивают превосходное захватывание с меньшим усилием (согласно патенту). Преимущество этого заключается в меньшем гидравлическом давлении и меньшей нагрузке на ролики и опорные пластины, что увеличивает срок службы оборудования.