როგორ მუშაობს Frac Plugs?

ტრადიციული კომპოზიტური დანამატი შეიცავს მანდრილს, ზედა სრიალს/კონუსს, ელემენტს და ქვედა სრიალს/კონუსს. მანდრილი უზრუნველყოფს დანამატის სტრუქტურას, რომელზედაც სხვა კომპონენტები "მიდიან" და ექნება პროფილები დამუშავებული მასში, ან ექნება დამატებითი ნაწილები დამაგრებული კომპონენტების შეზღუდვის მიზნით გაშვების, დაყენების და ფრაქის დროს. სასრიალოები შექმნილია კონუსთან ურთიერთქმედებისთვის ისე, რომ ერთმანეთთან იძულებით გადაადგილებისას სრიალი გარედან მოძრაობს გარსაცმის შეხების მიზნით. სრიალებს ექნება გამაგრებული კიდეები, რომლებიც შექმნილია გარსაცმში "დაკბენისთვის" და მათ ადგილზე ჩაკეტვისთვის. სლიპები იქნება სრული რგოლი ან ცალკეული სეგმენტები, რომლებიც დამაგრებულია რაიმე სახის ზოლთან ერთად. ნებისმიერ შემთხვევაში, ისინი შექმნილია იმისთვის, რომ დარჩეს ერთად მანამ, სანამ დაყენების თანმიმდევრობა არ დაშლის მათ, რაც მათ საშუალებას მისცემს გადავიდნენ კონუსზე და ჩასხდნენ გარსაცმში.
ფრაკ შტეფსისთვის, რომელიც შექმნილია მხოლოდ ზემოდან ზეწოლის შესანარჩუნებლად, ქვედა სრიალი დაპროექტებული იქნება იმისთვის, რომ შეინარჩუნოს ფრაკის სრული ძალა, ხოლო ზედა სრიალი ისე იქნება შექმნილი, რომ დანამატი, ძირითადად ელემენტი, შეკუმშული იყოს დაყენების შემდეგ. ელემენტი შექმნილია იმისთვის, რომ შეკუმშოს დამაგრების ძალის ქვეშ, რაც ქმნის ლუქს გარსაცმის კედლის ID და მანდრილს შორის. ეს ბეჭედი უზრუნველყოფს იზოლაციას, რომელიც აუცილებელია ჭაბურღილის ორ ნაწილად გასაყოფად ისე, რომ ზემოთ არსებული ზონა დისკრეტულად დამუშავდეს. ბურთის ჩამოსაშლელი შტეფსისთვის, ბურთი ჩამოვარდება მანდრიელზე ზედაპირიდან მიწამდე და დაასრულებს იზოლაციას.

კომპოზიტური დანამატის მუშაობის პირველი ტესტი ხდება ტუმბოს ჩამორთმევის დროს. ამ თანმიმდევრობისთვის კომპოზიტური დანამატი მზადდება მავთულის ქვედა ხვრელის შეკრებამდე (BHA), რომელიც მოიცავს დანამატს, დასამაგრებელ ხელსაწყოს და პერფორირებულ იარაღს. ეს BHA იშლება ჰორიზონტალურ ჭაბურღილში დაწყების წერტილამდე და შემდეგ გამოიყენება ტუმბოები მისი განლაგების მიზნით დანიშნულ ადგილას. ამ ოპერაციის დროს მნიშვნელოვანია, რომ კომპონენტები დარჩეს აწყობილი. სლიპები უნდა დარჩეს ერთად, წინააღმდეგ შემთხვევაში ისინი დაუკავშირდებიან გარსაცმს განლაგების დროს, გადაადგილდებიან კონუსზე და შექმნიან წინასწარ დაყენებულ მოვლენას.
ელემენტი ასევე უნდა დარჩეს ადგილზე, რათა თავიდან აიცილოს იგივე ბედი. რეზინის ელემენტებით, ეს შეიძლება იყოს რთული. ტიპიური 5.5” შტეფსელი, მაგალითად, აქვს OD 4-3/8” და გარსაცმის აქვს ID 4,778” რაც ტოვებს მცირე უფსკრული დანამატსა და გარსაცმს შორის (მხოლოდ 0,2” თითო მხარეს). დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენად სწრაფად მოძრაობს დანამატი და დატუმბული სითხის ნაკადის სიჩქარე, ამ შტეფსელის გარშემო შეიძლება იყოს ბევრი შემოვლითი მოძრაობა. როგორც ეს შემოვლითი გზა იზრდება, ის შექმნის დაბალი წნევის ზონას შტეფსელის გარშემო, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ელემენტის შეშუპება და გარსაცმის შეხება. ამის გამო, მნიშვნელოვანია იმის გაგება, თუ რამდენი სითხე გვერდს უვლის დანამატს განლაგების დროს და პროვაიდერების უმეტესობა უზრუნველყოფს მითითებებს იმის შესახებ, თუ რამდენად სწრაფად უნდა მოძრაობდეს დანამატი ტუმბოს სხვადასხვა სიჩქარით.

დანამატის დაყენება ხდება ფეთქებადი დამყენებელი ხელსაწყოს მიერ. დეტალები იმის შესახებ, თუ როგორ მუშაობს ორი ძირითადი ტიპის დაყენების ხელსაწყოები, შეგიძლიათ იხილოთ წინა სტატიებში აქ და აქ. დანამატის მანდრილი სტატიკური იქნება და კომპონენტები იძულებულნი იქნებიან ერთად დააყენონ ხელსაწყო. ჩვეულებრივ, ელემენტი შეკუმშავს, შემდეგ სრიალი იშლება და მოძრაობს კონუსების ზემოთ, სანამ ისინი იძულებით არ შეიჭრება გარსაცმში და არ დაიკეტება. მას შემდეგ, რაც სასრიალოები დაყენდება, დამყენებელი ხელსაწყოს მიერ წარმოქმნილი ძალა გადააჭარბებს დანამატის საჭრელი მედიის ათვლის ძალას და დამაგრების ხელსაწყო მოწყვეტს დანამატს და ტოვებს მას ავტონომიურ ჭაბურღილში. დაყენების შემდეგ, მანდრილის ნაწილი გამოჩნდება ახლად შეკუმშული კომპონენტების ზემოთ. ამ ღია მანდრილის სიგრძე ტოლი იქნება აწყობილი ზედა სრიალის ზემოთ კომპოზიციის ოდენობის, პლუს ხელსაწყოს დასაყენებლად საჭირო დარტყმის სიგრძე.
კომპოზიტური დანამატის დიზაინის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი შეზღუდვაა ხელსაწყოს დასაყენებლად საჭირო ინსულტი. ეს სიგრძე რეგულირდება ბეიკერის დაყენების ხელსაწყოს მიერ მოწოდებული შტრიხით, რომელიც არის 5.875" E4-10-ისთვის და 8.625" E4-20-ისთვის. თუ ხელსაწყო მოითხოვს ამაზე მეტ დარტყმას, დასაყენებელი ხელსაწყო სავარაუდოდ არ გათიშავს დანამატს.
ზედა სრიალის შესრულება, ამ კონფიგურაციით, გადამწყვეტია დაყენების შემდეგ. ზედა სრიალი უნდა იკბინოს გარსაცმში, რათა შეკუმშვა ჩაკეტოს ელემენტში და შეინარჩუნოს დალუქვა. თუ ზედა სრიალი არ მუშაობს ისე, როგორც დაპროექტებულია, ელემენტი შეძლებს მოდუნებას და თქვენ დაკარგავთ ბეჭედს. საინტერესო ის არის, რომ ელემენტი თამაშობს როლს საკუთარი შეკუმშვის შენარჩუნებაში. თუ ელემენტი არ ქმნიდა საპირისპირო ძალას ზედა კონუსზე, ის არ შეინარჩუნებდა საყრდენს სრიალის ქვეშ, რომელიც საჭიროა გარსაცმთან ჩართვისთვის. შეკუმშული ელემენტის "უკუ წნევის" გარეშე, ზედა სრიალი არ შეასრულებს თავის სამუშაოს.

დაყენების შემდეგ, მავთულის BHA გამოყენებული იქნება შტეფსელის ზემოთ გარსაცმის პერფორაციისთვის და შემდეგ ამოღებულია ჭიდან. ზედაპირის ფრაგმენტის აღჭურვილობა შემდეგ გაყალბდება. ბურთის ვარდნის შტეფსისთვის, გაშვების უმეტესი ნაწილი, ბურთი ჩამოვარდება ზედაპირიდან. ჭაბურღილის ჰორიზონტალურ ნაწილს მიღწევის შემდეგ, იგი ამოტუმბვით ჩამოიშვება შტეფსელზე, ჭის იზოლირება ორ ნაწილად. როდესაც ბურთი დაეშვება და ფრაკი იწყება, ზეწოლა აიძულებს მანდრილს ქვევით, სანამ ის არ ურთიერთქმედებს ზედა სრიალის ზედა ნაწილთან. ბეჭედი უნდა იყოს შენარჩუნებული, როდესაც ის სრიალებს ელემენტში.
ეს იწვევს მანდრილის სიგრძეს დანამატის ქვემოთ, რომელიც ტოლია დარტყმას პლუს შტეფსელის ქვედა ნაწილი. ეს ნამდვილად არ იმოქმედებს დანამატის მუშაობის პარამეტრებზე ან ფრაკ კომპონენტებზე, მაგრამ შეიძლება გავლენა იქონიოს წისქვილზე.
სტიმულაციის დროს არის მაღალი წნევა დანამატის ზედა მხარეს, ქვედა წნევით დანამატის ქვედა მხარეს. წნევის ეს დიფერენციალი კარნახობს, თუ როგორ უნდა იყოს დაპროექტებული შტეფსელი, რათა გაუძლოს ძალებს. როგორც ქვემოთ ხედავთ, ფრაკიდან ზეწოლა ხდება ბურთზე, ხოლო მანდრილი ელემენტის ზემოთ. ბურთისა და ელემენტის ქვემოთ არის მხოლოდ ზეწოლა რეზერვუარიდან. ეს იწვევს კოლაფსის ზეწოლას, რომელიც ახორციელებს მანდელზე ბეჭდის ზემოთ. დალუქვის დროს მანდრილი უნდა გაუძლოს კოლაფსის წნევას და ელემენტის შეკუმშვას.
ქვედა სრიალი და კონუსი უნდა გაუძლოს მექანიკურ ძალას, რომელიც წარმოიქმნება ელემენტზე და დანამატზე წნევის სხვაობისგან. დანამატის პროვაიდერმა უნდა გამოიყენოს მასალის სისქე და სიძლიერე, რათა მიაღწიოს დანამატს, რომელსაც შეუძლია ამ პირობებში მუშაობა. როგორც წესი, ტრადიციული ფრაკ დანამატის უკმარისობა გამოწვეულია ქვედა კონუსის/მანდრილის კოლაფსით, რის შედეგადაც ქვედა სრიალი კარგავს ნაკბენს. ხელსაწყოს მოქმედება დამოკიდებულია კომპოზიტის სიძლიერეზე.
დიზაინერების კიდევ ერთი შეშფოთება არის ელემენტის მუშაობა მაღალი წნევისა და ტემპერატურის სიტუაციებში. რეზინის ელემენტი არის მოქნილი და კიდევ უფრო მოქნილი გახდება ცხელ ტემპერატურაზე. როდესაც ნარევს ემატება მაღალი წნევა, ამან შეიძლება გამოიწვიოს რეზინის ელემენტის დინება წნევის მიმართულებით. ბევრი ტრადიციული შტეფსელი ბაზარზე მოიცავს ელემენტის სარეზერვო სისტემას, რომელიც შექმნილია გაფართოვდეს ელემენტთან, როგორც ის დაყენებულია და შემდეგ უზრუნველყოფს სტრუქტურას ელემენტის ადგილზე შენარჩუნების მიზნით, ფრაკის მაღალი წნევის ფაზაში.
თუ გაინტერესებთ Vigor Completion Tool Frac Plug Series ან სხვა საბურღი და დასრულების ხელსაწყოები ნავთობისა და გაზის ინდუსტრიისთვის, გთხოვთ, ნუ მოგერიდებათ დაგვიკავშირდეთ საუკეთესო პროდუქტის მხარდაჭერისა და ტექნიკური მხარდაჭერისთვის.