ISO 10427-3-2003 Petroleum and natural gas industries - Equipment for well cementing - Part 3 Performance testing of cementing float equipment《石油和天然气工业 固井用设备 第3.pdf

1、 Numro de rfrence ISO 10427-3:2003(F) ISO 2003NORME INTERNATIONALE ISO 10427-3 Premire dition 2003-04-01Industries du ptrole et du gaz naturel quipement de cimentation de puits Partie 3: Essais de performance des quipements de cimentation des cuvelages Petroleum and natural gas industries Equipment

2、for well cementing Part 3: Performance testing of cementing float equipment ISO 10427-3:2003(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas

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5、DF ont t optimiss pour limpression. Toutes les mesures ont t prises pour garantir lexploitation de ce fichier par les comits membres de lISO. Dans le cas peu probable o surviendrait un problme dutilisation, veuillez en informer le Secrtariat central ladresse donne ci-dessous. ISO 2003 Droits de repr

6、oduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci-aprs ou du comit membre de l

7、ISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Version franaise parue en 2004 Publi en Suisse ii ISO 2003 Tous droits rservsISO 10427-3:2003(F) ISO 2003 Tous droits rservs iii

8、Sommaire Page Avant-propos. iv Introduction v 1 Domaine dapplication 1 2 Fonctions des quipements de cimentation des cuvelages 1 3 Critres de performance des quipements de cuvelage 2 3.1 Gnralits. 2 3.2 Durabilit dans les conditions de fond. 2 3.3 Capacit de pression diffrentielle infrieure 2 3.4 Ca

9、pacit de rsistance une force suprieure exerce par les bouchons de cimentation . 2 3.5 Forabilit des quipements 2 3.6 Aptitude au passage des colmatants 3 3.7 Coefficient de dbit de la soupape 3 3.8 Rsistance au dbit inverse des flotteurs de remplissage tube. 3 4 Appareillage et quipements . 3 4.1 Bo

10、ucle de dbit . 3 4.2 Fluide dessai de circulation 6 4.3 Cellule dessai haute temprature/pression6 5 Essai de durabilit 9 5.1 Installation dessai 9 5.2 Catgories dessai. 9 5.3 Mode opratoire 10 6 Essais statiques haute temprature/haute pression 11 6.1 Catgories dessai. 11 6.2 Mode opratoire 11 7 Rsul

11、tats dessai. 12 Annexe A (informative) Rsultats des essais de performance relatifs aux quipements de cimentation des cuvelages 13 Bibliographie 14 ISO 10427-3:2003(F) iv ISO 2003 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes

12、nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et n

13、on gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives I

14、SO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins de

15、s comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur exis

16、tence. LISO 10427-3 a t labore par le comit technique ISO/TC 67, Matriel, quipement et structures en mer pour les industries ptrolire, ptrochimique et du gaz naturel, sous-comit SC 3, Fluides de forage et de compltion, et ciments puits. Cette premire dition annule et remplace la premire dition de lI

17、SO 18165, qui a fait lobjet dune rvision mineure et dont le numro ISO a t modifi. LISO 10427 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre gnral Industries du ptrole et du gaz naturel quipement de cimentation de puits: Partie 1: Centreurs de tubes de cuvelage Partie 2: Mise en place des cen

18、treurs et essai des colliers darrt Partie 3: Essais de performance des quipements de cimentation des cuvelages ISO 10427-3:2003(F) ISO 2003 Tous droits rservs vIntroduction La prsente partie de lISO 10427 est fonde sur la Pratique recommande API RP 10F, deuxime dition, de novembre 1995. Il convient

19、que les utilisateurs de la prsente partie de lISO 10427 soient informs que des prescriptions diffrentes ou complmentaires peuvent se rvler ncessaires pour des applications individuelles. La prsente partie de lISO 10427 na pas pour intention dempcher un vendeur doffrir, ou un acheteur daccepter, des

20、quipements ou des solutions dingnierie alternatifs dans le cas dune application individuelle. Cela peut particulirement sappliquer lorsquil sagit dune technologie innovante ou en cours de dveloppement. Lorsquune autre solution est propose, il convient que le vendeur identifie toutes les diffrences a

21、vec la prsente partie de lISO 10427 et fournisse des dtails. Dans la prsente partie de lISO 10427, pour plus de commodit, les units couramment utilises aux tats-Unis sont donnes entre parenthses, pour information. NORME INTERNATIONALE ISO 10427-3:2003(F) ISO 2003 Tous droits rservs 1Industries du pt

22、role et du gaz naturel quipement de cimentation de puits Partie 3: Essais de performance des quipements de cimentation des cuvelages 1 Domaine dapplication La prsente partie de lISO 10427 dcrit les mthodes dessai permettant dvaluer les performances des quipements de cimentation des cuvelages pour le

23、s industries du ptrole et du gaz naturel. La prsente partie de lISO 10427 sapplique aux quipements des cuvelages en contact avec les fluides base deau utiliss pour le forage et la cimentation des puits. Elle ne sapplique pas aux performances des quipements des cuvelages utiliss avec des fluides non

24、base deau. 2 Fonctions des quipements de cimentation des cuvelages Le terme quipements de cimentation des cuvelages fait rfrence un ou plusieurs clapets antiretour intgr(s) une colonne de cuvelage de puits prvenant lcoulement ascendant du fluide dans le cuvelage tout en permettant son coulement desc

25、endant. Les quipements de cimentation des cuvelages ont pour principale fonction dempcher lcoulement ascendant dans le cuvelage de tout volume de ciment introduit dans ce dernier/lespace annulaire du puits de forage (circulation en U). Dans certains cas, tels que la cimentation de colonne perdue, le

26、s quipements de cuvelage peuvent constituer le seul moyen pratique de prvention dune circulation en U. Dans dautres cas, lesdits quipements permettent la prise du ciment dans lespace annulaire sans devoir augmenter la pression lintrieur du cuvelage afin dviter toute circulation en U. Une augmentatio

27、n de pression dans le cuvelage pendant la prise du ciment est gnralement non souhaitable dans la mesure o elle peut entraner la formation dintervalles (microannulaire) au sein de lespace annulaire ciment. Les quipements de cuvelage sont parfois galement utiliss pour rduire la charge exerce sur lappa

28、reil de forage. Dans la mesure o les quipements de cuvelage neutralisent lcoulement du fluide en amont du cuvelage, la force de flottabilit agissant sur le cuvelage utilis avec lesdits quipements est suprieure la force de flottabilit agissant sur le cuvelage utilis sans ces mmes quipements. Lorsque

29、la hauteur, voire la masse volumique du fluide lintrieur du cuvelage utilis comprenant les quipements appropris (de flottaison) est infrieure celle du fluide se trouvant lextrieur du cuvelage, le poids suspendu du cuvelage est rduit par comparaison ce quil serait sil ne comportait pas lesdits quipem

30、ents. La capacit des quipements de cuvelage prvenir tout coulement du fluide en amont du cuvelage a galement son importance dans certaines situations de contrle des puits. Si la pression hydrostatique du fluide lintrieur du cuvelage devient infrieure la pression des fluides de formation dans des for

31、mations proximit du fond du cuvelage, un coulement des fluides, prsents dans le puits, en amont du cuvelage est possible. Dans ce type de situation, les quipements de cuvelage deviennent un dispositif essentiel de contrle des puits. Ces quipements sont parfois galement utiliss en qualit de dispositi

32、f permettant de faciliter les essais de pression au niveau du cuvelage. Ces essais seffectuent gnralement en posant un ou plusieurs bouchons ISO 10427-3:2003(F) 2 ISO 2003 Tous droits rservs de cimentation au niveau de la partie suprieure de lensemble des quipements de cuvelage. Les bouchons obturen

33、t le cuvelage de sorte quil puisse tre procd un essai dintgrit de la pression de ce dernier. Les quipements de cuvelage sont galement utiliss par certains oprateurs en qualit de dispositif permettant de rduire la chute libre du ciment lintrieur du cuvelage. La chute libre constitue la tendance de ch

34、ute initiale du ciment due aux diffrences de masse volumique entre le ciment et le fluide lintrieur du puits. Les quipements de cuvelage rduisent, jusqu un certain degr, la chute libre, en constituant un tranglement au niveau de la voie dcoulement. Les quipements (de flottaison) de remplissage tube

35、constituent un type particulier dquipements de cuvelage qui permettent de remplir le cuvelage partir du fond pendant le fonctionnement de ce dernier. Cette situation est, dans certains cas, souhaitable pour permettre de rduire les variations de pression (surpressions) observes au moment de labaissem

36、ent du cuvelage. Les quipements de cuvelage de type remplissage permettent galement de sassurer du non-dpassement de la pression dcrasement du cuvelage. Le fonctionnement du cuvelage entrane lactivation du mcanisme clapets antiretour des quipements de cuvelage de type remplissage. Cela seffectue gnr

37、alement en procdant au pompage dune bille libre en surface par lintermdiaire des quipements de cuvelage ou en faisant circuler le fluide au-dessus dune certaine vitesse dcoulement. 3 Critres de performance des quipements de cuvelage 3.1 Gnralits Il existe de nombreux critres de performance, numrs ci

38、dessous, qui peuvent tre utiliss pour valuer le caractre appropri dun lment particulier des quipements de cuvelage pour un puits donn. 3.2 Durabilit dans les conditions de fond Il convient que les quipements de cuvelage continuent de fonctionner aprs lcoulement dun fluide contenant des matires soli

39、des abrasives lintrieur desdits quipements pendant une certaine dure. Il convient que les quipements fonctionnent dans diverses orientations, tout en tant exposs des tempratures et des pressions leves. 3.3 Capacit de pression diffrentielle infrieure Il convient que les quipements de cuvelage puissen

40、t rsister une pression diffrentielle, la pression la plus leve tant exerce au-dessous du clapet antiretour, dans la mesure o la pression hydrostatique du fluide prsent dans lespace annulaire immdiatement aprs lintroduction du ciment, est gnralement suprieure la pression hydrostatique de la colonne d

41、e fluide correspondante lintrieur du cuvelage, ou pendant le fonctionnement de ce dernier. 3.4 Capacit de rsistance une force suprieure exerce par les bouchons de cimentation Il convient que les quipements de cuvelage soient capables de rsister une force suprieure exerce par les bouchons de cimentat

42、ion. Certains oprateurs soumettent parfois le cuvelage un essai de pression en augmentant la pression peu aprs la pose dun bouchon de cimentation (bouchon suprieur), utilis pour dissocier le ciment du fluide de dplacement, au fond du puits. Cela peut provoquer lapplication dune force sur les quipeme

43、nts de cuvelage susceptible dentraner la dfaillance de ces derniers. 3.5 Forabilit des quipements Il convient que les quipements de cuvelage puissent tre facilement fors, dans la mesure o dans de nombreux cas, ces derniers doivent faire lobjet dun reforage aprs cimentation. ISO 10427-3:2003(F) ISO 2

44、003 Tous droits rservs 33.6 Aptitude au passage des colmatants Les quipements de cuvelage peuvent devoir permettre le passage ais des colmatants (LCM). Parfois, le fluide qui circule dans les quipements de cimentation des cuvelages contient des colmatants conus pour obstruer des formations hautement

45、 permables, vacuolaires ou fractures, afin de rduire la quantit de fluide scoulant dans lesdites formations. Dans la mesure o les quipements de cuvelage fournissent gnralement une section dcoulement obstrue pour le passage du fluide, les colmatants peuvent avoir tendance saccumuler au niveau de la s

46、oupape desdits quipements et empcher, partiellement ou totalement, la circulation du fluide. La facilit de circulation des colmatants dans les quipements de cuvelage peut, par consquent, constituer un critre de performance pour certains puits. 3.7 Coefficient de dbit de la soupape Dans la mesure o l

47、es quipements de cuvelage fournissent une voie de passage obstrue, une perte de charge est associe la circulation du fluide dans la soupape flotteur. La vitesse de circulation peut faire lobjet dune limitation si la perte de charge au niveau des quipements de cuvelage est trop leve. Dans certains cas, toutefois, une perte de charge importante est souhaitable pour rduire la chute libre du ciment. Le coefficient de dbit de la soupape permet de dterminer la perte de charge pour une masse volumique d