生産パッカー[ 1]は、石油やガス井の完成ハードウェアの標準コンポーネントであり、生産チューブの外側とケーシング、ライナー、または坑井壁の内側との間のシールを提供するために使用されます。
パッカーは、主な用途に基づいて、生産パッカーとサービスパッカーの2つの主要なカテゴリに分けられます。生産パッカーは、坑井生産中に坑井内に留まるパッカーです。サービスパッカーは、セメント圧搾、酸処理、破砕、坑井試験などの坑井サービス活動中に一時的に使用されます。
通常、生産チューブの下端近くに設置され、上部の穿孔またはサンドスクリーンより上方に設置されます。複数の貯留層ゾーンを持つ井戸では、各ゾーンの穿孔を隔離するためにパッカーが使用されます。このような状況では、スライディングスリーブを使用して生産するゾーンを選択します。パッカーは、圧力や生産流体からケーシングを保護したり、腐食したケーシング、ケーシングの漏れ、または圧迫された穿孔を隔離したり、生産ゾーンを隔離または一時的に放棄したりするために使用されることもあります。貯留層に水を注入する水攻法開発では、注入井でパッカーを使用し、水を注入する必要があるゾーンを隔離します。
パッカーの稼働が望ましくない場合もあります。例えば、チュービングとアニュラスの両方から生産される高生産量井戸にはパッカーは設置されません。ロッドポンプ井戸では、随伴ガスがアニュラスから生産されるため、通常はパッカーは設置されません。一般的に、アニュラス空間を生産導管として使用する場合、坑井仕上げにパッカーを設置する必要はありません。
生産用パッカーは、ケーシングの内径を掴んでシールするように設計されています。掴みは「スリップ」と呼ばれる金属製のくさびで行われます。これらの部品は、鋭利な浸炭処理された歯を持ち、ケーシングの金属に食い込みます。シールは、大型の円筒形のゴム製エレメントで行われます。シール圧力が非常に高い場合（5,000psi以上）は、ゴムの押し出しを防ぐために、エレメントの両側に金属製のリングが取り付けられます。
パッカーは、生産チューブまたはワイヤーライン上のケーシング内で作動します。所定の深度に到達したら、スリップとエレメントを外側に拡張してケーシングに接触させます。軸方向荷重を加えることで、スリップを傾斜路上に押し上げ、エレメントを圧縮して外側に拡張させます。軸方向荷重は、油圧、機械、または緩速燃焼の薬剤充填によって適用されます。
ほとんどのパッカーは「永久型」であり、ケーシングから取り外すにはフライス加工が必要です。永久型パッカーの主な利点は、コストが低く、シール性とグリップ力に優れていることです。
二次回収、再補完、生産チューブの交換など、パッカーを坑井から容易に取り外す必要がある状況では、回収可能なパッカーを使用する必要があります。ツールを外すには、金属リングを切断するか、スリーブを移動させて接続部品を取り外します。回収可能なパッカーは設計が複雑で、一般的にシール性とグリップ力は低くなりますが、取り外してメンテナンスを行った後は再利用できます。
アプリケーション
- ケーシング保護
- 複数のゾーンの分離
- 隔離パッカー
- サージングとヘディングの排除
- 地下安全管理
- 人工/ガスリフト
- チューブストリングに圧縮荷重がかかっているときにチューブの重量を吊り下げる
パッカーには、機械式、油圧式、そして永久式の3種類があります。すべてのパッカーは、これらのいずれか、または複数の組み合わせに分類されます。
機械式セットパッカーは、通常は回転または上下運動といった何らかの形のチューブの動きによってセットされます。
その他にも、重りで固定できるものがあり、チューブの重りによってシーリングエレメントを圧縮・拡張できます。紐を軽く引くだけでパッカーが解放されます。浅く、圧力の低い直線井戸に最適です。油圧式のホールドダウン機構が組み込まれていない限り、圧力差に耐えられる設計ではありません。
テンションセット式パッカーは、チューブに張力をかけることでセットし、チューブを緩めるとパッカーが解放されます。中程度の圧力差がある浅井戸に適しています。低い圧力により、パッカーのセット力が向上します。刺激井で使用されます。
回転設定パッカー– チューブの回転を使用してパッカーを設定し、機械的にロックします。左に回すとパッカーが固定され、右に回すとパッカーが解除されます。
油圧式パッカーは、流体圧力を利用してスリップの後ろにあるコーンを押し込みます。一度セットすると、閉じ込め圧力または機械式ロックのいずれかによってセットされた状態が維持されます。チューブを持ち上げることで解除されます。チューブの動きが制限される、または望ましくない、偏向した穴や曲がった穴に適しています。チューブは中立張力で吊り下げることができます。
インフレータブルパッカー[2] - 流体圧力を利用して強化ゴム製の長い円筒管を膨張させ、パッカーを設置します。探査井における開孔試験や生産井におけるセメント質の確保によく使用されます。また、パッカーが制限部を通過した後、ケーシングや開孔内に大口径で設置する必要がある井戸にも使用されます。高い差圧に耐えられるものなど、特定の用途に合わせて様々なバリエーションが用意されています。
永久パッカーは、電気ワイヤーライン、ドリルパイプ、またはチューブに取り付けられます。対向するスリップが圧縮状態で固定されるように配置されています。一度取り付けられたパッカーは、どちらの方向への動きにも耐えます。ワイヤーラインでは、電流を用いて爆薬を起爆させ、パッカーを固定します。その後、リリーススタッドでパッカーからアセンブリを解放します。チューブは、回転、引っ張り、またはその両方を適用することで使用できます。圧力差が大きい井戸やチューブの負荷変動が大きい井戸に適しており、正確に固定できます。最も深い場所でも設置可能です。
セメントパッカー- この場合、チューブはケーシング内または開口部内にセメントで固定されます。このタイプのパッカーは安価です。
パッカーに影響を与える要因
温度と圧力はチューブとパッカーの挙動に影響を与え、パッカーとチューブの膨張率に変化をもたらす可能性があります。パッカーが自由に動く場合、チューブは伸びたり縮んだりする可能性があります。パッカーが自由に動く場合、チューブ内に引張力と圧縮力が生じる可能性があります。[3]
参照
参考文献
- ^ WT Bell、LEBuzarde、CLDePriester、RL Kastor (1972).生産オペレーションコース1 - 坑井完成. テキサス州ダラス 75206: Society of Petroleum Engineers AIME.
{{cite book}}: CS1 maint: 場所 (リンク) CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ Giacomel, A.; Rowe, C. (1992年10月). 「インフレータブルパッカーの基礎」.国際ドリル'92会議パース西オーストラリア議事録.
- ^ Dorohov M.、Kostryba I、Biletskyi V. ボーリングホールパッカーの密閉能力に関する実験的研究 // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 4/8 (82) 2016. С. 56-68.
外部リンク
- シュルンベルジェの油田用語集：パッカー
- シュルンベルジェの油田用語集：生産パッカー
