Tub de perforació de pes elevat (HWDP): l'"amortidor" i el "motor d'eficiència" de la perforació petroliera

1. Introducció a les canonades de perforació de pes elevat

Les canonades de perforació són components crítics que connecten els equips de superfície a les eines de fons de pou.Tubs de perforació de pes elevat (HWDP), com a tubs de perforació especialitzats, serveixen com a element de transició entre els tubs de perforació estàndard i els collars de perforació. Gràcies a un disseny estructural optimitzat i materials avançats, el HWDP juga un paper vital en la capacitat de càrrega, l'amortiment de vibracions i l'estabilització de la trajectòria dels pous en condicions de perforació complexes.

Característiques clau del disseny:

Transició estructural: Uneix tubs de perforació "flexibles" i collars de perforació "rígids", mitigant la concentració d'esforços a les unions.

Gruix de paret milloratDe 2 a 3 vegades més gruixudes que les canonades de perforació estàndard, mantenint el mateix diàmetre exterior (per exemple, φ50 mm, φ89 mm) per a la compatibilitat operativa.

Aplicacions multifuncionalsSubstitueix els collars de perforació en la perforació de forats estrets, redueix el parell i els riscos de canonades encallades en pous direccionals i permet un control precís del pes sobre la broca (WOB).

 

 

2. Disseny estructural: doble garantia de força i resistència al desgast

2.1 Estructura del cos de la canonada

Disseny molestMalestar intern, extern o combinat als extrems de les canonades per millorar la resistència a la compressió i el rendiment a la fatiga.

Malestar internManté el diàmetre exterior per a pous estrets.

Molèstia externaAugmenta la capacitat de càrrega axial per a pous verticals.

Molesta combinadaÒptim per a entorns extrems com ara pous ultraprofunds.

Selecció de materialsAliatges d'alta resistència (per exemple, 4145H MOD) amb límits elàstics que oscil·len entre 55.000 i 110.000 KSI.

2.2 Tecnologia d'unions d'eines

Juntes d'eines estesesAugmentar l'àrea de contacte per distribuir les càrregues de tensió, compressió i torsió.

Mètodes de connexió:

Connexions roscadesRosques API o de doble espatlla amb segelladors per a la prevenció de fuites.

Estructures soldadesUnions forjades integrals per a aplicacions d'alta tensió.

2.3 Enduriment resistent al desgast

MaterialCarbur de tungstè (HRC ≥60)

FuncionsRedueix el desgast del cos de la canonada en un 50% en pous horitzontals.

Millora la fricció per a l'estabilització de la columna de perforació i el control de la trajectòria.

3. Funcions bàsiques: des de la mitigació de l'estrès fins a l'estabilitat del pou

3.1 Amortiment de l'estrès

Absorció de vibracionsLes seccions retorçades i els materials elàstics converteixen les vibracions del collar de perforació en dissipació d'energia elàstica.

Amortiment de parellLes unions d'eines esteses redistribueixen les tensions de torsió, minimitzant les fallades per fatiga en canonades estàndard.

3.2 Optimització WOB

Avantatge de pesPes intermedi (per exemple, 38 kg/m per a φ89 mm HWDP) entre els tubs de perforació i els collars.

Control adaptatiuAjusta la longitud d'ona (WOB) per a formacions d'esquist (evita que les canonades s'encallin) i capes de roca dura (millora la penetració).

3.3 Trajectòria i integritat del pou

Estabilitat direccionalL'enduriment minimitza l'oscil·lació de la columna de perforació, mantenint les trajectòries planificades dels pous.

Anti-col·lapseRedueix els pics de pressió localitzats per flexió, mentre que la circulació del fang garanteix la neteja del forat.

4. Aplicacions pràctiques

4.1 Perforació de pous ultraprofunds

Estudi de casPou Tashen-1 (8.408 m de profunditat, >200 °C, pressió de 140 MPa).

RendimentEls aliatges resistents a altes temperatures i els dissenys de reacció van superar les formacions abrasives i les tensions cícliques.

4.2 Condicions geològiques desafiadores

Ambients de gas agreEl pou Jiaoye-1HF (jaciment de gas de pissarra Fuling) utilitzava aliatges i recobriments resistents a la corrosió per combatre l'H₂S.

Pous direccionals/horitzontalsEl HWDP de tipus espiral va reduir la fricció i va millorar el control direccional.

 

5. Avenços tecnològics

5.1 Innovacions en la fabricació

Tractament tèrmicTremp i reveniment per millorar la tenacitat a l'impacte.

Garantia de qualitat: 100% proves ultrasòniques (UT) i inspecció de partícules magnètiques (MPI).

5.2 Fabricació intel·ligent

Integració MES/ERPTraçabilitat completa del procés, des de la comanda fins al lliurament.

Opcions de personalitzacióConnexions de doble espatlla, enduriment ampliat i recobriments interns de plàstic.

 

6. Procés de fabricació

Selecció de materialsBarres d'acer d'aliatge 4145H MOD.

Processament de canonadesPerforació → forja per recalcitrant → tractament tèrmic.

Fabricació d'unions d'einesForja → laminació en fred de rosques → fosfatació.

Soldadura/MuntatgeSoldadura per fricció o mecanitzat integral.

Control de qualitatMesura de gruixos UT, proves de duresa, validació de pressió.

Tractament de superfíciesAplicació d'enduriment i recobriments anticorrosius.

Conclusió

Com a pedra angular de la tecnologia de perforació moderna, l'HWDP combina la innovació estructural i la ciència dels materials per millorar la seguretat i l'eficiència de la perforació. Des de pous ultraprofunds fins a formacions corrosives, el seu doble paper com a "transició flexible" i "suport rígid" continua ampliant els límits de l'exploració de petroli i gas.

Trieu Womic Steel Group com el vostre soci de confiança per a tubs de perforació i un rendiment de lliurament imbatible. Benvinguts a la consulta!

Lloc web: www.womicsteel.com

Correu electrònic: sales@womicsteel.com

Telèfon/WhatsApp/WeChat: Victor: +86-15575100681 o Jack: +86-18390957568