يظل التدوير المفقود أحد أكثر تحديات الحفر تكلفة في صناعة النفط والغاز، حيث يكلف المشغلين ما يقدر بنحو 800 مليون دولار إلى 1.2 مليار دولار سنويًا في شكل سوائل الحفر المفقودة،-والوقت غير الإنتاجي، والعمليات العلاجية. عند حدوث خسائر فادحة، تتطلب الاستجابة التقليدية سحب مجموعة قاع البئر بأكملها إلى السطح قبل ضخ مادة التدوير المفقودة - وهي رحلة يمكن أن تستهلك من 8 إلى 16 ساعة من وقت الحفر في الآبار العميقة. يعالج صمام تجاوز التنشيط المتعدد (MCBV) هذه المشكلة من خلال تمكين المشغلين من فتح وإغلاق منافذ التدوير في أسفل البئر دون التعثر، وإجراء ما يصل إلى ست دورات تنشيط في كل تشغيل. من المتوقع أن ينمو السوق الفرعي للتدوير العالمي، الذي يشمل-الصمامات الالتفافية متعددة الدورات والأدوات ذات الصلة، من 415 مليون دولار أمريكي في عام 2025 إلى 615 مليون دولار أمريكي بحلول عام 2033 بمعدل نمو سنوي مركب قدره 5.1 بالمائة.
الكرة-آلية التحكم تتيح ست دورات في كل رحلة
يعمل MCBV من خلال آلية جلبة انزلاقية دقيقة -يتم التحكم فيها. يتم إسقاط مجموعة كرات التبديل - التي تشتمل على كرة تنشيط واحدة وكرتين إغلاق وكرة قفل واحدة لكل دورة - من السطح بالتسلسل. عندما تهبط كرة التنشيط على المقعد الكروي ويصل ضغط المضخة إلى 0.7 إلى 1.5 ميجا باسكال، يتحرك الغلاف المنزلق نحو الأسفل، مما يؤدي إلى محاذاة منافذ الالتفافية مع جسم الأداة وفتح مسار الدورة الدموية. يمكن بعد ذلك تفريغ سائل الحفر مباشرةً من جانب الأداة إلى الحلقة بمعدلات تدفق تصل إلى 1000 جالون في الدقيقة للأدوات مقاس 4.75-بوصة و2000 جالون في الدقيقة للأحجام الأكبر، مما يتيح ضخ المواد ذات التدوير المفقود بتركيز عالٍ- دون قيود تفرضها فوهات الحفر أو الأدوات الموجودة في قاع البئر. بعد عمليات التوصيل، يتم إسقاط كرتي إغلاق من الصلب بمحمل GCr15-، ويتم رفع ضغط المضخة إلى 7 إلى 9 ميجاباسكال لقص كرة القفل وإعادة ضبط الجلبة المنزلقة. يعود النظام إلى الدوران الكامل عبر التجويف مع التقاط جميع كرات التحكم بأمان في سلة الكرة. تشتمل كل مجموعة أدوات على ست مجموعات كرات كاملة لستة دورات تبديل خلال رحلة واحدة.
توفر ترقيات المواد تصنيف درجة حرارة يصل إلى 482 درجة فهرنهايت
خضعت المكونات الأساسية للمركبات MCBV- المصنعة في الصين إلى ترقيات جوهرية للمواد لتوسيع نطاق العمليات التشغيلية في منطقة HPHT. يتم تصنيع الغلاف المنزلق من الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4PH (درجة 630) لمقاومة التآكل الناتج عن مواد سد عالية السرعة-، بينما يتم تصنيع الفوهات الالتفافية من كربيد التنجستن YG11C للحصول على أقصى مقاومة للتآكل. تمت ترقية المادة الفرعية العلوية إلى -سبائك فولاذية عالية القوة 4330 فولت، مما أدى إلى تحسين الخواص الميكانيكية العامة للأداة في ظل أحمال عزم الدوران التي تصل إلى 107.8 كيلو نيوتن-متر للأدوات مقاس 9.5-بوصة. يتم تشكيل كرات التحكم من البلاستيك الهندسي PEEK (بولي إيثيركيتون)، مما يتيح التشغيل الموثوق به في درجات حرارة مستدامة في قاع البئر تصل إلى 150 درجة مئوية (302 درجة فهرنهايت) دون تدهور حراري. تمت ترقية نظام الختم بين الغلاف المنزلق والجزء العلوي من تكوينات الحلقات O القياسية إلى تكوينات الحلقة Y، مما يحسن بشكل كبير من ثبات الختم عبر دورات التنشيط المتعددة. تتراوح الأحجام المتوفرة من 4.75 بوصة OD (اتصال NC38) إلى 9.5 بوصة OD (7 5/8 اتصال REG)، مع معدلات ضغط تصل إلى 10000 رطل لكل بوصة مربعة عبر النطاق بأكمله.
يؤدي الإغلاق التلقائي-إيقاف التشغيل إلى تقليل مخاطر التحكم في البئر عن طريق منع تأثير الأنبوب -U
إحدى ميزات السلامة الأكثر قيمة في MCBV هي وظيفة الإغلاق التلقائي-: عندما تتوقف المضخة، يقوم نابض الضغط على الفور بإعادة ضبط الجلبة المنزلقة، مما يغلق منافذ الالتفافية ويمنع تأثير الأنبوب U- الذي يمكن أن يسبب تدفق التكوين أو حوادث التحكم في البئر-. يعتبر تصميم السلامة السلبي هذا ذا قيمة خاصة أثناء التوصيلات وعمليات التعثر، حيث يكون خطر المسح أو الارتفاع مرتفعًا. تشير البيانات الميدانية من الآبار الاتجاهية والأفقية في الشرق الأوسط إلى أن BHAs المجهزة بـ MCBV-تقلل إجمالي الوقت غير الإنتاجي-المتعلق بالتدوير المفقود بنسبة 35 إلى 50 بالمائة لكل قسم، مع توفير متوسط قدره 45000 دولار أمريكي لكل حدث خسارة عند الأخذ في الاعتبار إزالة تكاليف التعثر وتقليل خسائر السوائل. تتيح الأداة أيضًا-شطف بئر الإزاحة الكبيرة في المقاطع الأفقية التي يتجاوز طولها الجانبي 8000 قدم، مما يؤدي بشكل فعال إلى إزالة طبقات القطع التي تتراكم في مناطق حفرة البئر المنخفضة-حيث تنخفض السرعة الحلقية إلى أقل من 3 أقدام في الثانية.
تمتد تقنية تجاوز الدورات المتعددة إلى تطبيقات التحكم في الآبار والأسمنت
بالإضافة إلى إدارة التدوير المفقود، تدعم MCBV عمليات تنظيف الغلاف وعمليات منع التدفق من خلال فتح منافذ جانبية لتدوير سوائل التنظيف بمعدلات تصل إلى 2000 جالون في الدقيقة بينما يظل BHA في الحفرة. أثناء عمليات الطحن، تتيح وظيفة الالتفافية إمكانية توزيع نتوءات المعدن والحطام على الفور، مما يؤدي إلى تحسين جودة النافذة وتقليل معدلات فشل المسار الجانبي. بالنسبة لتطبيقات الأسمنت، يمكن فتح MCBV لضخ المباعد وملاط الأسمنت مباشرة إلى الحلقة بمعدلات تدفق مثالية، ثم إغلاقها لاستئناف الحفر دون التعثر. إن توافق الأداة مع أنظمة LWD وMWD والأنظمة الدوارة القابلة للتوجيه - ويمكن وضعها في أي مكان في BHA الخاص فوق أدوات الاتجاه - يجعلها منصة متعددة الاستخدامات لتحسين الحفر المتكامل. مع تقادم مخزونات الآبار العالمية وتحول أهداف الحفر نحو خزانات أعمق وأكثر استنفادًا، يستمر تعزيز عرض القيمة -الصمامات الالتفافية متعددة الدورات باعتبارها أداة-غير منتجة- لتقليل الوقت.
لمزيد من المعلومات، برجاء الاتصال بشركة China Vigor على الرقم info@vigorpetroleum.com أو الاتصال بالرقم +0086 29 81161513.
