Verloren circulatie blijft een van de duurste booruitdagingen in de olie- en gasindustrie, en kost operators naar schatting jaarlijks $800 miljoen tot $1,2 miljard aan verloren boorvloeistof, niet-productieve tijd en herstelwerkzaamheden. Wanneer er ernstige verliezen optreden, vereist de traditionele reactie dat de gehele bodemconstructie naar de oppervlakte wordt getrokken voordat het verloren circulatiemateriaal wordt gepompt - een tocht die 8 tot 16 uur aan boortijd in diepe putten kan vergen. De meervoudige activeringsbypassklep (MCBV) lost dit probleem op door operators in staat te stellen circulatiepoorten in het boorgat te openen en te sluiten zonder te struikelen, waarbij tot zes activeringscycli per run kunnen worden uitgevoerd. De mondiale submarkt voor circulatie, die meercyclische bypasskleppen en aanverwante hulpmiddelen omvat, zal naar verwachting groeien van $415 miljoen in 2025 naar $615 miljoen in 2033, met een CAGR van 5,1 procent.
Bal-Gecontroleerd mechanisme maakt zes cycli per trip mogelijk
De MCBV werkt via een precisiekogel-gestuurd schuifmechanisme. Een schakelballengroep - bestaande uit één activeringsbal, twee sluitballen en één blokkeerkogel per cyclus - wordt achtereenvolgens van het oppervlak gedropt. Wanneer de activeringskogel op de kogelzitting landt en de pompdruk 0,7 tot 1,5 MPa bereikt, verschuift de schuifhuls naar beneden, waardoor de bypass-poorten op één lijn worden gebracht met het gereedschapslichaam en het circulatiepad wordt geopend. Boorvloeistof kan vervolgens direct vanaf de gereedschapszijde in de ring worden geloosd met stroomsnelheden tot 1000 GPM voor gereedschappen van 4,75-inch en 2000 GPM voor grotere maten, waardoor hoge-concentratie verloren circulatiemateriaal mogelijk wordt gepompt zonder beperkingen opgelegd door de boormondstukken of instrumenten in het boorgat. Na het dichten worden twee GCr15-gelagerde-stalen sluitkogels losgelaten en wordt de pompdruk verhoogd tot 7 tot 9 MPa om de borgkogel af te breken en de schuifhuls opnieuw in te stellen. Het systeem keert terug naar volledige circulatie door de boring, waarbij alle controleballen veilig in de ballenkorf worden opgevangen. Elke gereedschapsset bevat zes complete kogelsets voor zes schakelcycli binnen één rit.
Materiaalupgrades leveren een temperatuurclassificatie van 482 graden Fahrenheit
Kerncomponenten van in China-gefabriceerde MCBV's hebben aanzienlijke materiële upgrades ondergaan om het operationele bereik uit te breiden naar HPHT-gebied. De schuifhuls is vervaardigd uit 17-4PH roestvrij staal (kwaliteit 630) om weerstand te bieden aan erosie door dichtslibben met hoge- snelheid, terwijl de bypass-spuitmonden zijn vervaardigd uit YG11C wolfraamcarbide voor maximale slijtvastheid. Het bovenste submateriaal is opgewaardeerd naar hoog-sterkte 4330V-gelegeerd staal, waardoor de algehele mechanische eigenschappen van het gereedschap zijn verbeterd bij koppelbelastingen van 107,8 kN-m voor gereedschappen van 9,5-inch. Controlekogels zijn gegoten uit PEEK (polyetheretherketon) technisch plastic, waardoor een betrouwbare werking mogelijk is bij aanhoudende temperaturen in het boorgat tot 150 graden Celsius (302 graden Fahrenheit) zonder thermische degradatie. Het afdichtingssysteem tussen de schuifmof en de bovenste sub is geüpgraded van standaard O-ringen naar Y-ringconfiguraties, waardoor de afdichtingsstabiliteit over meerdere activeringscycli drastisch wordt verbeterd. Beschikbare maten variëren van 4,75-inch OD (NC38-verbinding) tot 9,5-inch OD (7 5/8 REG-verbinding), met drukwaarden van 10.000 psi over het gehele bereik.
Automatische uitschakeling-Uit vermindert het risico op putcontrole door U-Tube-effect te voorkomen
Een van de meest waardevolle veiligheidsvoorzieningen van de MCBV is de automatische uitschakelfunctie-: wanneer de pomp stopt, reset de drukveer onmiddellijk de schuifmof, waardoor de bypass-poorten worden gesloten en het U-buiseffect wordt voorkomen dat formatie-instroom of putcontrole-incidenten- kan veroorzaken. Dit passieve veiligheidsontwerp is vooral waardevol tijdens aansluitingen en struikelwerkzaamheden, waarbij het risico op zwabberen of overspanningen groot is. Uit veldgegevens van directionele en horizontale putten in het Midden-Oosten blijkt dat met MCBV-uitgeruste BHA's de totale niet-productieve tijd die verband houdt met verloren circulatie met 35 tot 50 procent per sectie verminderen, met een gemiddelde besparing van $45.000 per verliesgebeurtenis als rekening wordt gehouden met geëlimineerde uitschakelkosten en verminderde vloeistofverliezen. Het gereedschap maakt ook grote-verplaatsingsputten mogelijk in horizontale secties met een laterale lengte van meer dan 2400 meter, waardoor op effectieve wijze boorbedden worden verwijderd die zich ophopen in lage-boorputten aan de zijkant waar de ringsnelheid onder de 3 meter per seconde daalt.
Multi-Cycle Bypass-technologie breidt zich uit naar putcontrole- en cementeertoepassingen
Naast het beheer van verloren circulatie ondersteunen MCBV's het reinigen van behuizingen en BOP's door bypass-poorten te openen om reinigingsvloeistoffen te laten circuleren met snelheden tot 2.000 GPM terwijl de BHA in het gat blijft. Tijdens freesbewerkingen zorgt de bypass-functie ervoor dat metaalbramen en vuil onmiddellijk naar buiten worden gecirculeerd, waardoor de vensterkwaliteit wordt verbeterd en het aantal zijspoorstoringen wordt verminderd. Voor cementeertoepassingen kan de MCBV worden geopend om afstandhouders en cementslurry rechtstreeks in de ring te pompen met geoptimaliseerde stroomsnelheden, en vervolgens worden gesloten om het boren te hervatten zonder te struikelen. De compatibiliteit van het gereedschap met LWD-, MWD- en roterend bestuurbare systemen - het kan overal in de speciale BHA boven de directionele gereedschappen worden geplaatst - maakt het een veelzijdig platform voor geïntegreerde booroptimalisatie. Naarmate de mondiale putinventarisaties verouderen en de boordoelen verschuiven naar diepere, meer uitgeputte reservoirs, blijft de waardepropositie van meer-bypasskleppen als een niet-productief-instrument voor tijdverkorting sterker worden.
Neem voor meer informatie contact op met China Vigor op info@vigorpetroleum.com of bel +0086 29 81161513.
