Sznurek obudowy

W technice wiertniczej rura osłonowa to długi odcinek połączonej rury naftowej, który jest opuszczany do odwiertu i cementowany. Przeznaczenie rury osłonowej jest następujące:

• zapobiec zapadnięciu się studni
• zapobiegać przedostawaniu się płynów złożowych do odwiertu w sposób niekontrolowany (blow out)
• zapobiegać przedostawaniu się płynów z odwiertu (takich jak wydobywana ropa lub gaz, płuczka wiertnicza itp.) do innych formacji

Tło

Segmenty rur (zwane „połączeniami”) mają zwykle około 40 stóp (12 m) długości, są gwintowane na każdym końcu i połączone krótkimi odcinkami rury z podwójnym gwintem wewnętrznym, zwanych złączkami. (Niektóre osłonki specjalne są produkowane w jednym kawałku z gwintem wewnętrznym obrobionym bezpośrednio na jednym końcu).

Specyfikacja 5C3 Amerykańskiego Instytutu Naftowego standaryzuje 14 rozmiarów obudowy od 4,5 cala (11,43 cm) do 20 cali (50,80 cm) średnicy zewnętrznej („OD”). Ten i pokrewne dokumenty API ogłaszają również standardy dotyczące wykończenia gwintowanego końca, grubości ścianki (kilka jest dostępnych w każdym rozmiarze, aby spełnić różne parametry projektowe, i w rzeczywistości są one pośrednio określone przez znormalizowane ciężary nominalne na stopę liniową; grubsza rura jest oczywiście cięższa) oraz wytrzymałość i niektóre właściwości chemiczne materiału stalowego. Dla większości kombinacji średnicy zewnętrznej i grubości ścianki dostępnych jest kilka wytrzymałości materiałów — od 40 000 funtów na cal kwadratowy (276 MPa) do minimalnej granicy plastyczności 150 000 funtów na cal kwadratowy (1034 MPa) — dla większości kombinacji średnicy zewnętrznej i grubości ścianki. Wreszcie, publikacje API podają wartości minimalne wydajności dla wytrzymałości wzdłużnej („wytrzymałość złącza”), jak również odporności na wewnętrzne (pękające) i zewnętrzne (zapadające się) różnice ciśnień.

Typowy kawałek obudowy można opisać jako 9-5/8" 53,5 # P-110 LT&C Rg 3: określając średnicę zewnętrzną, wagę na stopę (53,5 lbm/ft, czyli 0,545 cala grubości ścianki i 8,535 cala średnicy wewnętrznej), stal wytrzymałość (granica plastyczności 110 000 psi), wykończenie końcowe („Długie gwintowane i łączone”) oraz przybliżona długość („Zakres 3” zwykle wynosi od 40 do 42 stóp).

Obudowa jest prowadzona w celu ochrony lub izolacji formacji przylegających do odwiertu. Zasadniczo nie jest możliwe wywiercenie odwiertu przez wszystkie formacje od powierzchni (lub dna morskiego) do docelowej głębokości w jednym odcinku otworu. Na przykład strefy zawierające słodką wodę (zwykle znajdujące się blisko powierzchni) muszą być chronione wkrótce po spenetrowaniu. Odwiert wierci się zatem sekcjami, przy czym każdy odcinek odwiertu jest uszczelniany poprzez wyłożenie wnętrza odwiertu stalową rurą, zwaną rurą osłonową, i wypełnienie pierścieniowej przestrzeni (lub przynajmniej dolnej części) pomiędzy tym ciągiem okładzinowym a ścianę odwiertu cementem. Następnie rozpoczyna się wiercenie na kolejnym odcinku otworu, koniecznie wiertłem o mniejszej średnicy, który przejdzie przez nowo zamontowaną obudowę.

Wkładka to sznurek osłonki, który nie wystaje na powierzchnię, zamiast tego jest zawieszony na wieszaku wkładki umieszczonym wewnątrz poprzedniego sznurka osłonki, ale zwykle w odległości około 300 stóp (91 m) od jego dna . Oprócz oczywistych oszczędności kosztów, instalacja wykładziny umożliwia zastosowanie większej rury wiertniczej lub produkcyjnej w górnych częściach odwiertu. (Wadą jest okazjonalna trudność w uzyskaniu uszczelnienia ciśnieniowego przez ściskanie cementowania strefy zachodzenia osłonki na wkładkę.)

W zależności od napotkanych warunków (np. stref o różnych gradientach ciśnienia formacji), do osiągnięcia docelowej głębokości mogą być potrzebne trzy lub cztery ciągi okładzinowe. Koszt obudowy może stanowić 20-30% całkowitego kosztu studni , a awaria może być katastrofalna. Należy zatem zachować dużą ostrożność przy projektowaniu ekonomicznego programu osłonowego, który spełni wymagania studni.