Fagstoff

Borestrengsbelastning

Publisert: 06.07.2015, Oppdatert: 05.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Sentralt i emnet:

  • Borestrengen påføres enorme krefter under boring og fastkjøring.
  • Hvordan finne fram i Drilling Data Handbook (DDH).
  • Beregne strekk og MOP på borestrengen.

Strekk og vridning i borestrengen. Illustrasjon.   

Under boreoperasjoner blir borestrengen utsatt for ulike typer belastninger; både mekaniske belastninger som strekk, vridning og bøying og de som forårsakes av omgivelsene, som temperatur, korrosjon og erosjon.

Borestrengsbelastninger og beregninger

Det er viktig å kunne regne på krefter som virker på borestrengen slik at man kan velge den beste borestrengdesignen, og for å oppnå en mest mulig effektiv og sikker boreoperasjon.

Strekk

Borestrengen blir utsatt for store belastninger under boreoperasjonen. Den største belastningen er strekkrefter som virker på grunn av borestrengens egenvekt. Strekkreftene er størst øverst i borestrengen, det er derfor viktig å vite at de øverste borerørene (drill pipe) tåler belastningen på grunn av vekten som henger under.

Borerør som er utsatt for strekk. Illustrasjon.Strekk i borestreng

Alle borerør har en egen flytegrense (tensile yield strength), noe som betyr at de har en grense for hvor mye de tåler i strekk før de blir varig deformert og i verste fall ryker. For å vite at denne grensen ikke nås, må en kunne gjøre beregninger på forventet strekk i borestrengen og sammenlikne dette med rørets flytegrense.

Man bruker beregningene til å designe borestrengen og sette opp boreprogrammet på rett måte. Da planlegges kvalitet og lengder på de ulike borestrengskomponentene, hvor stor vekt en skal ha på borekronen (bit) og hvor store drakrefter (Margin of Over Pull) en har ved en eventuell fastkjøring. Det betyr at boreren (drilleren) vet hvor store krefter han kan sette på borestrengen og hvor store krefter det kan dras med i tilfelle borestrengen kjører seg fast.

Maksimale strekkrefter (flytegrenser) som ulike borerør tåler er oppgitt i Drilling Data Handbook (DDH), kapittel B.

Vridning

Det er svært sjelden at det blir brudd i borestrengen på grunn av vridningskrefter (torsional yield strength), fordi borerørene som benyttes i boreoperasjoner har høy vridningsstyrke. Dersom det skjer, kommer det som regel av at røret er svekket av andre skader, f.eks. sprekker på langs av borerørene.

I borerørskoblingene (tool joint) kan det oppstå vridningsbrudd. Borerørene skrus sammen på boredekk (drill floor) og blir påført et tiltrekkingsmoment (make-up torque). Det er viktig at tiltrekkingsmomentet ikke er for stort, da det kan gi økt belastning og økt fare for vridningsbrudd. Det er også viktig at det tilførte momentet ikke er for lite, for da kan koblingen løsne under boring eller en eventuell fastkjøring.

Under boring får koblingene en tilleggsbelastning som følge av strekk og rotasjon av borestrengen, og en får økt fare for vridningsbrudd. De maksimale vridningskreftene som ulike borerør tåler er oppgitt i DDH, kapittel B. Under visuell inspeksjon av borerør og koblinger ved uttrekking, må en se etter utbulinger, oppsprekkinger og slitasje på borerør og koblinger. Dersom det kreves et unormalt stort moment for å løsne koblingen, bør borestrengen undersøkes ekstra grundig med tanke på vridningsfeil.

Omgivelsens påvirkning

Borestrengen kan også utsettes for belastninger som kommer av omgivelsene, særlig korrosjon. Stålet som brukes til borestrengskomponenter blir påvirket av miljøet det er i, og kan svekkes. Veggene i rørene kan bli tynnere og svakere og i verste fall bli så forringet at det kan oppstå brudd i borestrengen.

De mest korrosive forbindelsene er gassene karbondioksid (CO2) og hydrogensulfid (H2S).
Oppløste salter som klorider, karbonater og sulfater som brukes i vannbaserte borevæsker kan også være korrosive og skade stålet.

Relatert innhold

Faglig