セメント設備

油井セメント設備は石油やガスの探査に不可欠であり、油井を掘削する際に必要な油田設備です。

掘削中、ケーシングパイプはさまざまな深さに設置されます。ケーシング パイプはセメントで固定され、ゾーン分離も行います。ケーシングは、流体、圧力、および坑井の安定性の問題から坑井を保護するために設置されます。セントラライザーやターボライザーなどの坑井内設備は、十分なゾーン分離を確実に得るために使用されます。フロート シューとカラー (フロート バルブ) は、セメントがポンプで注入された後の逆流を防ぎます。

ヒンジ付きカラーと弓型スプリングを備えた装置は、ケーシングまたはライナーを坑井の中心に保ち、ケーシングストリングの周囲にセメントシースを効率的に配置するのに役立ちます。ケーシングストリングが中心からずれてセメントで固定されている場合、ケーシングが地層に接触する部分に掘削液や汚染されたセメントの溝が残り、不完全な密閉が生じるリスクが高くなります。^[1]

ターボライザーには、掘削流体とセメントを「かき混ぜる」フィンが追加されており、流れを乱流に保ち、セメントがケーシングの周囲全体に流れるようにしてチャネリングを防止します。

スクラッチャーは金属ワイヤーを使用して、浸透性ゾーンから泥ケーキを削り取り、強固なセメント柱を得るのに役立ちます。

セントラライザーには、ボウスプリング、リジッド、セミリジッド、モールドオンの 4 種類があります。ボウスプリング セントラライザーは、狭い穴セクションを容易に通過できるようにし、対象箇所で拡張する構造です。リジッド セントラライザーは、特定のケーシングまたは穴のサイズに合わせてサイズ調整された固定ブレード高のソリッド スチール バーまたは鋳鉄でできています。セミリジッド セントラライザーは、2 つのクレスト ボウで構成されており、API 仕様で規定されている基準を超える復元力を提供します。モールドオン セントラライザーは、ケーシング表面に直接取り付けることができます。ブレードの長さ、角度、間隔は、特に許容差の狭い環状部など、特定の井戸用途に合わせて設計できます。   

ケーシング ストリングの底部に取り付けられた一体型チェック バルブ付きの丸型フロート シューは、セメント スラリーが環状部からケーシングに逆流したり、U 字型になったりすることや、ケーシング ストリングを通すときに坑井流体がケーシング ストリングに流れ込むことを防ぎます。また、フロート シューはケーシングを坑井の中心に誘導し、ケーシングを坑井に通すときに岩棚やウォッシュアウトにぶつかるのを最小限に抑えます。ケーシングを「浮かせて」通すことにより、フックの重量が軽減されます。ストリングを通すときに制御された充填または部分充填により、ケーシング ストリングを所定の位置に浮かせて通すことができるため、リグがケーシング ストリングの全重量を支える必要がなくなります。フロート シューの外側部分は鋼鉄製で、通常はケーシングのサイズとねじ山と一致しますが、必ずしもケーシングのグレードと一致しているわけではありません。内側 (外部テーパーを含む) は通常セメントまたは熱可塑性樹脂で作られています。これは、坑井をケーシング ポイントより深く掘る場合はこの材料を掘削する必要があるためです。 ^{[2] [3]}

ガイドシューは、チェックバルブのないフロートシューの変形です。

フロートカラーはケーシングストリングの底部近くに設置されています。セメントプラグは、一次セメント固化作業中にフロートカラーに着地し、上部プラグがケーシング内部をこすった際に汚染された可能性のあるセメントスラリーの一部をケーシング内に保持します。フロートカラーはフロートシューに似ており、冗長性のために両方が使用されることがよくあります。内部チェックバルブは、フラッパータイプまたはスプリング式ボールです。^[3]

フロートカラー内に固定されたチェックバルブアセンブリは、ポンプを停止したときにセメントスラリーの逆流を防ぎます。フロートカラーまたはフロートシューがないと、環状部に配置されたセメントスラリーはU字型に曲がり、ケーシングに逆流する可能性があります。ケーシング内の置換泥よりもセメントスラリーの密度が高いため、U字型効果が発生します。^[4]

ステージ カラーは、セメント スラリーを一次セメント作業の直後に環状部の上部に移動させる手段を提供します。ケーシング内部に注入された一連の異なるサイズのゴム製プラグがスライド バルブを開き、その後閉じます。

ゴム製プラグはセメントスラリーを他の流体から分離し、汚染を減らし、予測可能なスラリー性能を維持するために使用されます。セメント作業では通常、2 種類のセメントプラグが使用されます。下側のプラグはセメントスラリーより先に発射され、セメントを充填する前にケーシング内の流体による汚染を最小限に抑えます。プラグ本体のダイヤフラムは、プラグがランディング カラーに到達した後に破裂してセメントスラリーを通過させます。上側のプラグは固体で、ポンプ圧力の上昇によってランディング カラーと下側のプラグとの接触を明確に示します。^{[5] [3]}