Промышленные достижения в технологии скважинных тракторов

Скважинный трактор SmarTract™– электро-гидравлическое, полностью реверсивное устройство, разработанное для размещения инструментов и оборудования в горизонтальных скважинах и в скважинах с сильным отклонением ствола от вертикали, а также одно из новейших дополнений к портфолио технологий компании The Expro Group по оказанию сервисных услуг.
Аппарат был разработан компанией SmarTract™ Inc., основанной в Хьюстоне, США, в конце 1990^х годов для обеспечения нефтегазодобывающей промышленности более совершенным средством для работ в наклонно - направленных скважинах, чем бурильные трубы или гибкие трубопроводы. Поглощение SmarTract™ Inc., называющейся Expro Tractor Solutions, в декабре 2003 г. стало еще одним важным шагом в стратегии The Expro Group, который позволяет операторам оптимизировать добычу и рентабельность скважин, используя широкий спектр новейших технологий и сервисных услуг компании.
1^е коммерческое использование скважинного трактора SmarTract™состоялось в 2000 г.
Преимущества трактора SmarTract™:

• позволяет сократил стоимость выполнения каротажа, перфорирования и других механических работ в горизонтальных и наклонно - направленных скважинах, часто проводимых в неблагоприятных условиях;
• высокий уровень надежности и роботизированные возможности, что позволило считать это устройство удовлетворяющим высшим стандартам результативности.

За 2003 г. скважинный трактор SmarTract™ в Северной Америке безупречно отработал в течение всего времени эксплуатации.

Технология работы трактора:

• Устройство спускается на электрическом кабеле до тех пор, пока не возникает необходимость в его самостоятельном передвижении при сильном отклонении ствола скважины от вертикали;
• продвижение SmarTract™ осуществляется за счет крепления зажима к стенке колонны, и затем, перемещения инструмента вперед или назад сквозь зажим;
• после полного хода поршня устанавливается 2^й зажим;
• 1^й зажим отпускается и втягивается, в то время как инструмент продвигается сквозь 2^й зажим, что обеспечивает практически непрерывный ход.

Все операции моделируются до начала работы с помощью современного программного обеспечения (ПО), поэтому действия скважинного трактора можно было прогнозировать и оптимизировать в установленных потенциально опасных местах.
Но существует возможность контролировать и повышать эффективность операций устройства с поверхности непосредственно в ходе работы в режиме реального времени, помогая оператору сэкономить дополнительное время и затраты при возможных ожидаемых и различных непредвиденных ситуациях.

Примеры применения скважинного трактора, которые показали, как можно сэкономить время и деньги заказчика.

• В сравнительном испытании с гибкими трубопроводами, проводимом для канадской нефтедобывающей компании, устройство SmarTract™ было смонтировано, сделало 2 спуска-подъема, и было демонтировано менее чем за 12 часов. В то же самое время монтаж оборудования гибкого трубопровода еще не был закончен.
• В Мексиканском заливе клиент осуществлял каротажные работы на гибких НКТ со средней продолжительностью в 5–6 дней. Применение скважинного трактора SmarTract™:
• сократило время на 75% до 30 часов, экономя заказчику более 80 000 долл. США,
• позволило снизить риск и сократить состав бригады, находящейся на морском буровом основании.
• Также при морских работах другой оператор спускал аппаратуру для контроля цементирования акустическим методом на бурильных трубах при сильном отклонении семидюймовой колонны. Использование вместо них устройства SmarTract™ сократило необходимое время эксплуатации морского бурового основания на 18 час, что означало экономию более 100 000 долл США.
• Уникальные реверсивные способности скважинного трактора были применены для извлечения самого устройства и прихваченных каротажных приборов из ствола скважины в течение нескольких минут, в отличие от 7–10 дней при обычной продолжительности ловильных работ. Это также позволило заказчикам сэкономить при выполнении одиночной операции более 500 000 долл. США от огромных расходов на аренду морской платформы (МП) и гибкого трубопровода.

Первоначальная разработка

Цель для разработчиков скважинного трактора SmarTract™: создать реверсивное транспортировочное устройство гусеничного типа с интеллектуальными роботизированными возможностями, что дает ему значительное преимущество перед широко доступными обычными колесными тракторами:

• Его статический анкерный механизм, например, избегает непрерывного контакта с обсадной колонной и НКТ;
• возможность движения в обоих направлениях является уникальной при создании тягового или нажимного усилия до 454 кгс (1000 фунтов) в каждом направлении;
• подъемная сила в 454 кгс от уровня ниже концевой заделки кабеля обеспечивает оператору снижение рисков при возникновении непредвиденных ситуаций;
• скорость, направление движения, тяговая сила и сила анкерного упора устройства могут контролироваться посредством портативного компьютера, таким образом, позволяя инженеру обеспечить постоянную оптимизацию выполняемых работ в скважине в соответствии с требованиями заказчика.

После предварительного испытания в ноябре 1999 г., с полным успехом было осуществлено первое коммерческое использование устройства компанией-оператором в Канаде в марте 2000 к.
В следующем месяце одна из крупнейших мировых нефтяных компаний в партнерстве с 2 другими крупными операторами применила устройство на глубоководной МП в Мексиканском заливе, впервые используя скважинный трактор SmarTract™ при морских работах, но, что важнее для промышленности, это был первый случай глубоководной работы скважинного трактора в Мексиканском заливе.
В диаметре ствола этой скважины имелось 12 изменений, с которыми устройство успешно справилось благодаря работе его анкерных упоров, способных действовать независимо друг от друга.
После первых случаев удачной эксплуатации на суше и в открытом море скважинный трактор SmarTract™ многократно применялся на различных месторождениях по всей Северной Америке, включая его первое использование при БРРО (бурение скважины с расширенным радиусом охвата, ЕПО) в открытом море в Калифорнии.
Устройство быстро зарекомендовало себя в ходе выполнения заказчиками различных работ, в числе которых его применение в рекордно глубокой скважине в Мексиканском заливе, также как и в самой большой в мире БРРО скважине (по данным компании-оператора).
Основываясь на успехе в Северной Америке, SmarTract™ открыла свое представительство в Абердине для выхода на рынок в Британском секторе Северного моря.
Первая работа была выполнена для компании Marathon на шельфе Ирландии в 2003 г.
Вся операция была успешно завершена с использованием только одного скважинного трактора.

Экономические преимущества скважинного трактора MARTRACT™

Успех скважинного трактора SmarTract™ заключался в его технологической адаптивности и надежности.
При возможности спуска устройства в скважину, как на одножильном, так и на многожильном кабеле, оно использовалось для выполнения многих видов работ, включая каротаж в эксплуатационных скважинах, перфорацию, установку пакеров и пробок, восстановление колонн, ловильные работы и высвобождение прихваченного инструмента, акустический контроль качества цементирования, корреляцию,
обследование колонн скважинными фотокамерами, выполнение одноточечной инклинометрии.
Роботизированные возможности и специально разработанные с учетом необходимых требований ясы позволяют скважинному трактору SmarTract™ обеспечивать приложение усилий вверх и вниз по стволу скважины, что делает его идеальным устройством для выполнения механических работ, таких как монтаж и демонтаж пробок, установка и извлечение заглушек посадочной мандрели газлифтного клапана, перемещение скользящих муфт.

Компания Marathon была первым оператором, который оборудовал скважинный трактор
SmarTract™ такими ясами как запасной вариант при невозможности открывания скважинного клапана другими средствами.
Даже не используя оборудование, Marathon получила выгоду от его наличия, которое сэкономило затраты на мобилизацию, демобилизацию и вероятный простой установки гибких НКТ, планировавшейся вначале.
Эти услуги совершенствовались далее в Хьюстоне в сотрудничестве с одной из крупнейших мировых нефтяных компаний и были тщательно исследованы в скважине с отклонением от вертикали на 90^о и в различных направлениях.
Исследования прошли крайне успешно, доказав, что механические работы на талевом канате при сильном отклонении ствола скважины можно выполнять на электрическом
кабеле, спуская скважинный трактор и ясы вместе, что существенно экономит затраты на гибкие трубопроводы.
Комбинированное устройство сконструировано таким образом, чтобы подъемная или направленная вниз сила в 4086 кгс (9000 фунтов) могла быть неоднократно приложена ясами, так активируемыми трактором, как необходимо инженеру, который посылает команды через портативный компьютер с поверхности.
Операторы считают эту 9000-фунтовую силу более чем достаточной для подобного применения.

Тракторные технологии ЕХРRО

Автор: Б. Вилл, Вице-президент, Технологии Скважинных Тракторов Expro