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連續油管作業難題 哈里伯頓InSite迎刃而解(下)

連續油管作業難題 哈里伯頓InSite迎刃而解(下)

上期為大家帶了哈里伯頓的連續油管作業管理軟件:“連續油管作業難題 哈里伯頓InSite迎刃而解(上)”,主要為大家介紹了InSite系統優化連續油管作業的能力,本期將繼續介紹InSite系統,這次將主要從該系統的作業數據實時監控、數據實時計算、設計計算方法、摩擦力匹配以及ACE和FLECS系統等方面進行介紹。

作業數據實時監控

連續油管分析軟件最主要功能之一就是實時監測連續油管的疲勞狀態和應力變化,避免在作業過程中發生故障。

疲勞預警與監測

哈里伯頓開發的一整套連續油管作業管理系統中包括疲勞監測模塊、設備壽命預測軟件和數據分析模塊。除了作業分析外,InSite系統中還提供連續油管的追蹤(覆蓋整個作業周期)、檢測方法、滾筒操作方法以及連續油管存放方案等功能。

InSite軟件開發過程中參考了大量的現場經驗數據,同時結合哈里伯頓的設備疲勞分析模塊,可以較好地預測連續油管的疲勞狀態。InSite的疲勞模擬模塊可以對比不同案例的數據,對比結果可以用來優化連續油管材質、尺寸和壁厚。疲勞模擬的計算結果是作業前后疲勞狀態的對比。該程序可以輸入不同的作業參數和井況參數,進行在線分析時,InSite的疲勞積累計算會隨著作業的進行不斷更新。

疲勞計算/模擬模塊特性:

  • 準確定位連續油管的彎曲部位;石油圈原創www.h29736.cn
  • 在連續油管下入和回收過程中,利用滾筒即可計算彎曲半徑;
  • 隨著作業時間延長,可精確計算連續油管每一段的使用壽命;
  • 長期追蹤記錄連續油管的疲勞和受損數據。

利用InSite軟件,作業人員能夠預測連續油管剩余工作壽命,并安排后續的焊接作業。作業前模擬甚至還包括了突發因素以及使用壽命上限分析。

下圖為InSite在線疲勞監測軟件的輸出結果,與之前相比,我們可以明顯注意到此次作業中的作業疲勞程度積累曲線(紅色)。

連續油管作業難題 哈里伯頓InSite迎刃而解(下)

上圖顯示了連續油管使用時間占預測壽命的百分比。上部曲線顯示了連續油管的本身性質,出現波動意味著連續油管的ID發生變化或在進行焊接作業,不同顏色表示不同的變化情況。

大量的測試和現場工作表明,哈里伯頓InSite系列軟件的疲勞模擬模塊十分可靠,準確度很高。出于作業安全性的考慮,關于連續油管壽命的預測,哈里伯頓一直持保守態度,因此,哈里伯頓一般會在連續油管的幾何形狀發生變化前就及時更換設備,確保作業安全。進行疲勞模擬時,InSite軟件會將設備所處環境(酸性物質,H2S,CO2等)、連續油管的內/外壓力以及作業周期等因素考慮在內,涉及作業的方方面面。

數據實時計算

連續油管作業中,根據作業位置的變化,InSite軟件會調整應力計算和監測的方式,保證在不同作業情況下和位置都能準確進行疲勞分析,降低故障的發生幾率。

地面應力分析

根據地面測量的壓力和載荷,InSite可以計算地面連續油管的應力,結果實時顯示在用戶界面上。根據數據變化,檢測作業過程中的危險情況,出現危險時作業者能及時發現并作出調整。

下圖即為地面連續油管應力計算圖。

連續油管作業難題 哈里伯頓InSite迎刃而解(下)

井下數據計算

以上提到了InSite能夠計算地面連續油管應力,除此之外,該軟件還可以根據其它井下數據計算作業過程中連續油管應力的變化,隨著作業的進行,結果實時顯示。計算中采用的參數包括壓力、井深以及對應的流體密度和體積等。根據計算結果,作業人員可以更好地掌握作業動態,及時調整作業計劃。石油圈原創www.h29736.cn

下圖即為連續油管的應力計算結果,同時該圖還證明了InSite具有追蹤井下流體動態的能力(以不同顏色顯示)。

連續油管作業難題 哈里伯頓InSite迎刃而解(下)

連續油管作業難題 哈里伯頓InSite迎刃而解(下)

操作界面

為了簡化作業中冗雜的數據,哈里伯頓開發了一套全新的數據顯示系統,所有重要的參數都會顯示在一個簡單易讀的界面上,同時該系統還可以根據需求定制。全新的界面系統具有諸多優點:

  • 作業參數極限值動態化:不同顏色的標識提醒作業人員作業狀態的變化,以便及時調整作業參數,降低設備故障幾率。
  • 警報界面升級:當出現如下情況時系統將會發出警報,①連續油管應力接近極限值;②焊接點或疲勞點靠近注入頭/滾筒;③BHA快拉出地面或發生明顯的幾何形狀變化。
  • 定制化的流體分析器可處理各種流體。石油圈原創www.h29736.cn

先進的設計計算方法

InSite軟件涵蓋了全部常規清砂、氣舉等作業的設計計算方法,這些作業設計充分結合了哈里伯頓特有的CoilSweep和Hydra-Blast工具。

以下案例展示了InSite是如何進行計算幫助作業人員進行連續油管清砂作業的。

定制化的流體分析器,處理各種流體。

摩擦力數值匹配

現場作業經驗對于設計方案、作業十分重要。但是,進行設計時一些參數不能直接獲取,只能預估。連續油管與井壁之間的摩擦系數就是其中之一,是非常重要的參數,尤其是在斜井作業中。連續油管所受摩擦力會直接影響到下入深度,井筒狀況、完井方式以及井下流體性質等因素,這些因素對作業設計都影響重大。

設計井況相同的油井時,我們通??梢詤⒖贾暗脑O計經驗來提高設計的精確程度,直至數值與現場數據相符。以摩擦系數為例,利用前期作業經驗來完善后續井的設計工作,能夠選擇更加適合的設備,確保作業成功。

自動控制設備與柔性電子控制系統結合

自動控制設備(Automatic Controlled Equipment,ACE)操作系統與柔性電子控制系統(Flexible Electronic Control System,FLECS)的結合賦予了操作系統更高的安全性,并且在互聯網的幫助下,可以實現信息的快捷傳輸。InSite的ACE系統與哈里伯頓其他設備(如泵、攪拌器)的控制系統屬于同一系列,通用性極好,作業控制更加方便。

所有的連續油管作業臨界參數都會顯示在用戶界面上,通過鍵盤、鼠標或是觸摸屏都可重新配置、更改,實用性極高。

InSIte軟件控制系統安全特性包括:

  • 基本控制功能:根據參數要求、拉力過載狀態、負載和作業速度自動關停注入頭。
  • 高級配置:改進臨界參數設置;高速狀態下實現注入頭的“軟”停止,避免設備損壞。
  • 含有注入頭傳動鏈的自動潤滑系統。
  • 可以進行連續油管注入頭傳動鏈打滑檢測。
  • 擁有傳動鏈壽命指示體系。

小編手中還握有InSite系統更多的相關資料哦,想獲???很簡單:請將此文章分享至朋友圈,發送截圖和郵箱地址給小編Vicky。小編會將資料打包奉上,發送至您的郵箱!

來自/Halliburton ?譯者/張德凱 ?編輯/張永君

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白礬
石油圈認證作者
畢業于中國石油大學(華東),油氣井工程碩士,長期聚焦國內外石油行業前沿技術裝備信息,具有數十萬字技術文獻翻譯經驗。
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