Bauarten von Sandkontroll-Bohrlochsieben

Sandkontroll-Bohrlochsiebe werden in drei Hauptbauarten gefertigt, die jeweils für eine andere Kombination aus mechanischer Belastung, Formationsverhalten und Komplettierungsauslegung konstruiert sind. Die Wahl der falschen Bauart führt zu vorzeitigem Versagen -- entweder durch Siebkollaps, Sandförderung oder Verstopfung.

Direktwicklung (Drahtwicklung auf Stäben)

V-Draht wird helikal um eine innere Anordnung längsverlaufender Stützstäbe gewickelt und an jedem Kreuzungspunkt widerstandsgeschweisst. Es gibt kein Innenrohr; der geschweisste Stabkäfig trägt die mechanische Last. Dies erzeugt die höchste offene Fläche der drei Bauarten, typisch 35 bis 65 Prozent je nach Schlitzweite und Drahtprofil. Das geringe Gewicht und die hohe Zuflusskapazität machen die Direktwicklung zur bevorzugten Wahl für Beobachtungsbohrungen, Monitoringbohrungen, Niederdruck-Entwässerungssiebe und flache Wasserbrunnen, in denen Formationsdruck und Axiallast moderat sind. Die Direktwicklung wird auch als äusseres Element in vorgepackten Konfigurationen eingesetzt.

Rohrbasiert (perforiertes Trägerrohr mit Drahtwicklung)

Ein perforiertes API-Trägerrohr (mit gebohrten Löchern oder gefrästen Schlitzen) bildet das tragende Rückgrat. V-Draht wird über die Aussenfläche gewickelt und geschweisst, durch Stützrippen vom Rohr getrennt, die einen freien Ringraum für den Zufluss erhalten. Das Trägerrohr liefert axiale Zugfestigkeit, Kollapsbeständigkeit und zuverlässige Gewindeendverbindungen (BTC, NUE, EUE oder Premium-Gewinde) und ist damit die Standardbauart für vertikale und horizontale Kohlenwasserstoff-Förderbohrungen. Die offene Fläche ist geringer als bei der Direktwicklung (typisch 5 bis 15 Prozent der Trägerrohroberfläche, bestimmt durch das Perforationsmuster), doch das Sieb kann an Steigleitungen durch tiefe, abgelenkte Bohrungen ohne Knicken eingefahren werden. Rohrbasierte Siebe sind das Arbeitspferd der API-19SS-Sandkontroll-Komplettierungen.

Vorgepackte Kiesfiltersiebe

Zwei konzentrische drahtgewickelte Siebe schliessen eine Schicht harzgebundenen oder losen Kieses zwischen sich ein. Die innere Kiesschicht ist so dimensioniert, dass sie Formationssandkörner überbrückt, und wirkt als primäres Filtrationsmedium; die äusseren und inneren Siebe halten die Kiesschüttung selbst zurück. Vorgepackte Siebe liefern den höchsten Grad an Sandkontrolle in nicht konsolidierten Formationen und Open-Hole-Komplettierungen, in denen konventionelle Kiesfilterungsverfahren nicht praktikabel sind. Die Kiesgrösse wird gegen den Formations-D50 dimensioniert: der Kies-D50 beträgt typischerweise das 5- bis 7-fache des Formations-D50, und der äussere Siebschlitz wird so dimensioniert, dass er den Kies zurückhält statt der Formation direkt. Vorgepackte Siebe bringen einen Kosten- und Komplexitätsaufschlag mit sich und reduzieren die offene Fläche weiter, verhindern aber Feinkornmigration und Sieberosion in schlecht konsolidierten Reservoiren.

Auswahlübersicht

Direktwicklung verwenden, wenn Formationsdruck und Axiallast moderat sind, die offene Fläche der primäre Auslegungstreiber ist und kein Innenrohr erforderlich ist. Typische Anwendungen: Beobachtungsbohrungen, Monitoringbohrungen, Entwässerung, flache Wasserbrunnen.

Rohrbasiert verwenden, wenn das Sieb die Axial- und Kollapslasten einer tiefen, abgelenkten oder Hochdruck-Förderbohrung aufnehmen muss. Das perforierte Trägerrohr ermöglicht zudem zuverlässige API-Gewindeverbindungen und liefert eine positive Abdichtung gegen die Bohrlochverrohrung während Kiesfilterungsoperationen. Dies ist die Standardwahl für vertikale und horizontale Öl-, Gas- und Wasserinjektionsbohrungen.

Vorgepackten Kiesfilter verwenden, wenn die Formation nicht konsolidiert oder feinkörnig ist, konventionelle Kiesfilterung nicht durchführbar ist und zusätzliche Sandkontrolle über ein reines Schlitzsieb hinaus erforderlich ist. Verbreitet in Schwerölförderung, SAGD und bestimmten Offshore-Sandsteinreservoiren mit nicht konsolidiertem Untergrund.

Fertigungshinweise

ADEN fertigt alle drei Bauarten in Werkstoffgüten von SS 304L über Super Duplex 2507 bis Inconel 625 und Inconel 825 für korrosiven oder sauren Einsatz. Endverbindungen umfassen API-Rohrgewinde (BTC, NUE, EUE, Premium), API-Flansche und glatte Enden. Die Siebe werden gemäss API 19SS / ISO 17824 geprüft, einschliesslich Axiallast, Kollapsdruck und Berstdruck an ausgewählten Stichproben pro Los.