コイルチューブ

石油・ガス産業において、コイルドチュービングとは、通常直径が1～3.25インチ（25～83 mm）の長い金属管を指し、大型リールに巻かれて供給される。これは、石油・ガス井への介入に使用され、枯渇したガス井の生産チューブとして使用されることもある。コイルドチュービングは、ワイヤライニングに似た作業によく使用される。ワイヤラインと比較した主な利点は、コイルを通して化学物質をポンプで送り込むことができ、重力に頼らずに穴に押し込むことができることである。チューブがジョイントパイプではなく連続しているため、ポンプはほぼ​​自己完結型で、ほぼクローズドシステムである。オフショア作業の場合、コイルドチュービング作業の「フットプリント」は一般にワイヤラインの広がりよりも大きいため、コイルドチュービングを行うことができる設置場所の数が制限され、作業コストが高くなる可能性がある。コイルドチュービング作業は通常、石油プラットフォームの掘削デリックを通じて行われ、地上設備の支持に使用されますが、掘削設備のないプラットフォームでは代わりに自立型タワーを使用できます。海底井戸でのコイルドチュービング作業では、半潜水型や掘削船などの移動式海洋掘削ユニット (MODU) を使用してすべての地上設備と人員をサポートする必要がありますが、ワイヤーラインはより小型で安価な介入船から実行できます。陸上では、より小型のサービス リグを使用して実行でき、軽作業には移動式の自己完結型コイルドチュービング リグを使用できます。

コイルの底部にあるツール ストリングは、ボトム ホール アセンブリ (BHA) と呼ばれることがよくあります。これは、コイルを通して化学物質やセメントを注入する作業用の噴射ノズルのような単純なものから、作業内容に応じて、より大規模なロギング ツール ストリングまで多岐にわたります。

コイルド チュービングは、低コストのワークオーバー作業としても使用されています。オープンホールの掘削やミリング作業に使用されます。一般的なコイルド チュービング鋼の降伏強度は 55,000 PSI から 120,000 PSI の範囲にあるため、貯留層を破砕するためにも使用できます。貯留層を破砕するには、油井内の特定のポイントで流体を数千 psi まで加圧して岩石を砕き、生成物を流します。コイルド チュービングは、正しく使用すれば、油井作業のほぼすべての作業を実行できます。

コイルドチュービングの最も一般的な用途は、循環または脱液化です。静水頭（坑井内の流体の柱）の重さにより、地層流体の流れが妨げられている可能性があります（坑井がキルされたと言われます）。最も安全な（ただし最も安価ではない）解決策は、ガス、通常は窒素（「窒素キック」と呼ばれる）を使用して流体を循環させることです。コイルドチュービングを坑井の底まで通してガスを送り込むと、キル流体を生産に押し出すことができます。循環は、坑井に蓄積した可能性のある軽い破片を清掃するためにも使用できます。コイルドチュービングのアンビリカルは、油圧式水中ポンプやジェットポンプを坑井に搬送できます。これらのポンプにより、低圧CBM（炭層メタン）ガス坑井の坑井清掃が安価で非侵襲的になります。これらのアンビリカルは、偏向坑井や水平方向のラテラルにも通すことができます。

コイルド チュービングを介したポンプ輸送は、穿孔部のセメント充填やサンド スクリーンなどの坑内コンポーネントの化学洗浄など、坑井内の特定の場所に流体を分散させるためにも使用できます。前者の場合、セメントを単に地表からポンプ輸送するよりもコイルド チュービングが特に有利です。セメントが坑道の仕上げ部全体に流れると、坑内安全弁などの重要なコンポーネントが損傷する可能性があるためです。コイルド チュービング アンビリカル技術により、コイルド チュービング上に複数の流体ストリングを必要とする複雑なポンプを展開できます。多くの場合、コイルド チュービングを使用して複雑なポンプを展開すると、展開中に現場のユニット数が削減されるため、展開コストを大幅に削減できます。

比較的新しい掘削技術では、従来のドリルパイプの代わりにコイルチューブを使用します。この方法には、井戸に出入りするのにそれほど労力がかからないという利点があります (コイルは単に引き込むだけで済みますが、ドリルパイプは出入りしながらジョイントごとに組み立てたり取り外したりする必要があります)。

さらなる利点は、コイルチューブがインジェクターに取り付けられたストリッパーを介して穴に入り、コイルの周囲に油圧シールを提供することです。これにより、ドリルパイプで通常可能な範囲を超える井戸制御機能が提供され、バランスの取れていない掘削が可能になります。

地上で回転テーブルやトップドライブを使用してドリルビットを回転させる代わりに、地表から汲み上げられた掘削流体の動きによって駆動されるダウンホールマッドモーターによってドリルビットが回転します。回転パイプの代わりにマッドモーターによって駆動される掘削は、一般にスライド掘削と呼ばれます。^[1]

通常、泥水モーターはコイルドチュービング掘削底部アセンブリの 1 つのコンポーネントになります。BHA は掘削の進行に合わせて方向調査、ガンマ、圧力、温度、場合によっては岩石物理学的ログも提供します。最新世代の高度なコイルドチュービング掘削BHA はビットを操縦する機能を提供し、^[2]センサーによって取得された測定値に応じて井戸の軌道を修正できます。

これらの作業は、デフォルトでワイヤラインの領域です。コイルドチュービングは硬いため、地表から井戸に押し込むことができます。これは、井戸に降ろすツールストリングスの重量に依存するワイヤラインに対する利点です。大きく偏向した水平の井戸では、重力ではワイヤラインによるロギングには不十分な場合があります。ローラーステムとトラクターを使用すると、特にコイルドチュービングでは高価な移動式掘削リグを動員する必要がある小さなプラットフォームや海底井戸では、大幅に少ないコストでこの欠点を克服できることがよくあります。これらの作業にコイルドチュービングが使用されるのは、通常、化学洗浄後の ロギング実行など、別の目的ですでに現場にある場合に限られます。

コイルド チュービングは、水を生産する浅いガス井の生産ストリングとしてよく使用されます。内径が狭いため、従来のチューブ内やケーシング内で発生する速度よりもはるかに高速になります。この高速化により、液体を地表に持ち上げることができます。この液体は、そうでなければ坑井内に蓄積し、最終的には井戸を「破壊」する可能性があります。コイルド チュービングは、ケーシング内または従来のチューブ内に通すことができます。コイルド チュービングが従来のチューブ内に通される場合、それは「速度ストリング」と呼ばれることが多く、コイルド チュービングの外側と従来のチューブの内側の間の空間は「マイクロ アニュラス」と呼ばれます。

「場合によっては、ガスがマイクロアニュラスまで生成されます。コイルチューブアンビリカルは、永久脱液化スキームとサービスアプリケーションの両方で、油圧式水中ポンプ、電動式水中ポンプ、ジェットポンプを井戸に運ぶことができます。

コイルドチュービング介入の主なエンジンは、インジェクター ヘッドです。このコンポーネントには、コイルを穴に押し込んだり、穴から引き出したりする機構が含まれています。インジェクター ヘッドの上部には、コイルをインジェクター本体に導くグースネックと呼ばれる湾曲したガイド ビームがあります。インジェクターの下にはストリッパーがあり、これにはチューブの周囲を密閉して井戸の圧力を遮断するゴム製のパック オフ エレメントが含まれています。

ストリッパーの下にはプリベンターがあり、コイルドチュービングパイプを切断して坑井を密閉し (せん断ブラインド)、パイプの周囲を保持して密閉する (パイプスリップ) 機能を提供します。古いクワッド BOP には、これらの機能 (ブラインド、せん断、パイプ、スリップ) ごとに異なるラムがあります。新しいデュアル BOP では、これらの機能の一部が組み合わされているため、必要なラムは 2 つだけです (せん断ブラインド、パイプスリップ)。

BOP はライザーの下に設置され、クリスマス ツリーの頂上まで加圧トンネルを形成します。クリスマス ツリーとライザーの間には、パイプを切断して密閉できる最終的な圧力バリアであるせん断シール BOP があります。

過去10年間で、コイルドチューブのユニット数は世界的に年々増加しており、特に米国では増加傾向にあります。^[3]

コイルドチュービングユニット (CTU) は、ジョイントパイプの取り外しを除いて、従来のサービスリグが行うほぼすべての作業を実行できる自己完結型の多目的マシンです。浅いサービスには、アーチとピッカーの 2 つのタイプがあります。1 つは、上部に馬頭が付いた垂直エレベーターを使用し、そこからウインチ ラインで吊り下げられたインジェクターを使用します。ピッカー ユニットには、ピッカーと、インジェクターに直接ボルトで固定された馬頭があります。

このタイプのコイルドチューブユニットには、船体中央部に半永久的に取り付けられたドラムがあります（通常はタンデムドライブのクラス3トラックで、長さは40フィート（12メートル）程度です）。

カスタム/汎用コイルチューブグリッパーブロック、スケートローラー、アーチローラー

チューブをウェルに押し込んだり、ウェルから引き出している間に保持するグリッパー ブロックのほとんどは、「サイズ オン サイズ」で、チューブにぴったりフィットします。グリッパー ブロックを変更せずにさまざまなサイズに対応する別のグリッパー ブロックもあります。これは「V ブロック」と呼ばれることが多く、Otis Engineering によって最初に開発されました。これにより、グリッパー ブロックを変更せずにさまざまなサイズのチューブを使用できます。これらのブロックは、より少ない力で優れたグリップを提供します (特許による)。これの利点は、油圧が低く、スケート ローラーとバッキング プレートにかかるストレスが少ないため、機器の寿命が延びることです。

• 石油産業

• コイルチューブの定義
• 介入およびコイルドチューブ協会
• コイルドチュービングタイムズジャーナル
• ディープウォーター・ホライズン原油流出事故における BP のコイルチューブ作業のライブビデオ配信 (IE8 で視聴可能)
• コイルチューブ入門: 歴史、用途、利点 // ICoTA、2005
• コイルドチュービング: 業界の現状と NETL の役割 // 米国エネルギー省、国立エネルギー技術研究所、2005 年
• コイルチューブの用途 // SPE JPT、2007 年 6 月
• コイルチューブ製造プロセス // 品質チューブ、2013
• コイルドチューブコミュニティ // コイルドチューブコミュニティ、2015