Ganzmetallischer, auflösbarer Frac-Bridge-Plug

Übersicht

Effiziente, mehrstufige Fracking-Technologie für horizontale Bohrungen – Werkzeug zur Erschließung unkonventioneller Öl- und Gasvorkommen

Zweck und Anwendungsbereich

Eigenschaften

• Die Länge des Brückensteckerkörpers ist gering, und der Dichtungssitzhub ist kurz.
• Die Anlage ist einfach aufgebaut und leicht zu bedienen. Sie ist in verschiedenen Ausführungen mit Durchmessern von Φ72, Φ85, Φ88, Φ98, Φ102 und Φ108 erhältlich und erfüllt somit die Anforderungen des stufenweisen Frackings von Bohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern.
• Hohe Druckfestigkeit, die für verschiedene Anwendungen in mittleren und tiefen Bohrlöchern geeignet ist; der Produktkörper und die Dichtungsteile bestehen vollständig aus abbaubaren Materialien und hinterlassen nach der Auflösung keine Rückstände.
• Spezieller Brückenstopfen für das Fracking. Der Brückenstopfen verfügt über einen eigenen zentralen Produktionskanal und kann nach dem Fracking direkt in Produktion genommen werden. Er löst sich vollständig in der Bohrlochflüssigkeit auf und muss nicht ausgebohrt werden.
• Im Vergleich zum löslichen Brückenstopfen mit Gummischlauchdichtung weist er eine „niedrigere und höhere Temperaturbeständigkeit“ auf und löst sich nach dem Einbau gründlicher auf.
• Wenn unter besonderen Umständen ein Bohren und Entfernen erforderlich ist, weist der Brückenstopfen eine gute Bohrbarkeit auf und kann mit gewöhnlichen Hochleistungsfräswerkzeugen schnell gebohrt und entfernt werden.
• Wird der Brückenstopfen in der Umgebung von Brunnen eingesetzt, die nicht mit Wasser betrieben werden, kann er in Verbindung mit einer schnell abbaubaren sauren Flüssigkeit verwendet werden.                                                          

Technische Daten

(1) Das gesamte Sortiment an All-Metal Dissolvable Frac Plugs φ85, φ88, φ98, φ102, φ108 und anderen Spezifikationen kann den Anforderungen des stufenweisen Frackings von Bohrlöchern mit unterschiedlichen Durchmessern gerecht werden.

(2) Der vollständig aus Metall bestehende, auflösbare Frac-Plug eignet sich für die Setzwerkzeuge Baker Nr. 10 oder Nr. 20. Der Frac-Plug ist klein und die Setzverdrängung gering.

(3) Im Vergleich zu einem gekapselten, auflösbaren Brückenstopfen mit Gummimanschette weist er eine „stärkere Kältebeständigkeit und eine höhere Hitzebeständigkeit“ auf und löst sich nach dem Bruch gründlicher auf, wodurch eine „vollständige Auflösbarkeit“ erreicht wird.

(4) Im Vergleich zu ähnlichen ausländischen Produkten bietet es den offensichtlichen Vorteil der „Abdichtung großer Bohrlöcher mit kleinem Durchmesser“.

Funktionsprinzip

Der Wingoil-Vollmetall-Frac-Brückenstopfen ist ein temporärer Isolationsstopfen aus wasserlöslichen Materialien. Er besteht im Wesentlichen aus einer Einwegschraube, einem oberen Führungsdraht, einer Keramiksäule, einem O-Ring, einem Dichtungsring, einer unteren Stütze, Gleitstücken, einem Abnehmring und weiteren Komponenten. Im Betrieb wird der Wingoil-Vollmetall-Frac-Plug mittels der Einwegschraube mit dem Adapter des Zuführwerkzeugs verbunden und anschließend mithilfe eines Kabels oder eines Schlauchs an die vorgesehene Position befördert.

Nachdem die Position mittels CCL-Kalibrierung bestimmt wurde, wird das Zuführwerkzeug für den Frac-Plug gezündet oder das Bohrloch mit Flüssigkeit befüllt. Der Wirbelkörper wird durch den Gasdruck der Pulversäule oder den Hydraulikdruck der gepumpten Flüssigkeit nach unten gedrückt, während der Führungsring die Bewegung des löslichen Frac-Plug-Dorns begrenzt. Dorn und Wirbelkörper verschieben sich relativ zueinander, und der Wirbelkörper des löslichen Brückenpfropfens bewegt sich nach unten, wodurch er den Dichtungsring und den Gleitkonus gegen den Dichtring drückt. Der Dichtring wird durch den Schub verformt und dehnt sich aus, wodurch der Innenraum der Hülse gleichzeitig abgedichtet und fixiert wird. Die geneigte Oberfläche des Pfropfens ragt nach außen, und die Gleitstücke verankern sich an der Innenwand des Bohrlochs. Sobald der Schub 120–130 kN oder mehr erreicht, ist der Wingoil-Ganzmetall-Brückenpfropfen vollständig gesetzt und verankert, und der Dorn des Zuführwerkzeugs wird herausgezogen. Sobald die Übergabeschraube vom Übergabering getrennt ist, wird das Zuführwerkzeug vom Ganzmetall-Brückenstopfen gelöst, um die Übergabe zu ermöglichen. Die Übergabeschraube wird mit dem Zuführwerkzeug herausgezogen. Nach dem Einsetzen des Wingoil-Ganzmetall-Brückenstopfens wird der Kanal im Inneren des Brückenstopfens durch die eingesetzte Kugel in einem einzigen Arbeitsgang verschlossen. Die Flüssigkeit kann nur noch von unten nach oben fließen, der Zufluss von oben wird blockiert. Der Wingoil-Ganzmetall-Brückenstopfen bleibt während des Frac-Vorgangs verschlossen.

Nach Abschluss des Frackings kann die Flüssigkeit im unteren Intervall durch den Einzelflusskanal fließen, um normale Spreng- oder Förderarbeiten durchzuführen. Während des Spreng- und Förderprozesses zersetzt sich der metalllösliche Wingoil-Frac-Plug, löst sich in der Bohrlochflüssigkeit auf und verschwindet auf natürliche Weise.

Bedienungsanleitung 

• Wenn der Brückenstopfen für Verfüllarbeiten verwendet wird, muss das Bohrloch vor dem Absenken des Werkzeugs vollständig freigemacht, abgeschabt und gereinigt werden, um einen reibungslosen Durchfluss im Bohrloch zu gewährleisten.
• Bevor das Werkzeug in den Bohrlochabstieg eingeführt wird, muss der korrekte Montagezustand des Stopfenzuführwerkzeugs sorgfältig geprüft werden. Alle Teile müssen fest miteinander verbunden sein, und der Außenzylinder des Stopfenzuführwerkzeugs muss so eingestellt sein, dass er vollständig am Schaft des Dorns anliegt.
• Bei der Verwendung von Rohrstrang- oder Kabelvorschub muss die Absenkgeschwindigkeit streng kontrolliert und die Vorschubgeschwindigkeit auf maximal 30 m/min begrenzt werden. Plötzliches Anheben oder Absenken sowie andere starke Stöße sind strengstens verboten. Bei Verwendung einer Pumpe beträgt die empfohlene Fördermenge 1.8–2 m³/min.
• Bei der Anwendung in gestaffelten Fracking-Bohrungen muss die Verdrängungsmenge genau gemessen werden, um sicherzustellen, dass der gesamte Sand im Futterrohr des Verfüllungsabschnitts entfernt wird.
• Bei Verwendung der hydraulischen Stopfenzuführung wird der Pumpeneinspritzdruck schrittweise auf 5 MPa erhöht, wobei jeder Schritt für 1 Minute unterbrochen wird, um eine stabile Einstellung zu gewährleisten.

Vorsichtsmaßnahmen beim Betrieb 

• Es muss kühl und trocken gelagert werden.
• Es muss während des Transports in der Schutzverpackung aufbewahrt werden, und starke Stöße sind strengstens verboten.
• Das Werkzeug darf nicht verwendet werden, wenn an der Außenfläche des Werkzeugs lokale Verformungen oder ein anormaler Zustand vorliegen.
• Es ist strengstens verboten, den Brückenstopfen zu verschicken, bevor der Bohrlochsand nach dem Fracking-Sandstopfen entfernt wurde.
• Wenn es beim Pumpen in einem Horizontalbrunnen zu einer Störung kommt, sollte die Ursache analysiert werden. Wenn sich herausstellt, dass keine Früheinstellung vorliegt, sollte die Fördermenge für das Pumpen entsprechend erhöht werden.