Fôringsrør – casing
Fôringsrør (casing) er kraftige stålrør som settes ned i brønnen for å støtte og sikre hullet som er boret. Stålrørene blir produsert i ulike stålkvaliteter, dimensjoner og tykkelser. Dimensjonen til en casing oppgis som ytre diameter. Godstykkelsen, som også påvirker styrken, avgjør hvor stor den indre diameteren er.
Casing-lengdene er mellom 10 og 13 meter lange. De merkes med nøyaktig lengde på røret og kontrollmåles før de kjøres i brønnen. De kortere rørene brukes til å justere den samlede lengden av casing, slik at det hele passer til borehullets lengde. I begge endene av røret er det gjenget utvendige, gasstette gjenger (pin). I den øvre delen av røret monteres det en gjengeboks (threaded collar) med innvendige gjenger (box), som gjør at to rør kan skrus sammen i gjengeboksen.
Det er viktig å velge riktig gjengetype, da det kan være store bøye- eller strekkrefter som kan presse gjengepartiet sammen. For casinger i de to øverste seksjonene benyttes ofte det som kalles hurtigkoblinger i stedet for gjenger.
Casingen skal isolere hullet og støtte brønnveggen, men de skal også være motstandsdyktige mot korrosjon og erosjon fra væsker og utstyr som brukes i brønnen. Casingen må tåle trykkbelastninger som er i brønnen under boring og produksjon. De skal også lede borestrengen riktig vei videre i neste seksjon, redusere friksjon på borestrengen og være støtte for utstyr som skal installeres og forankres i brønnen.
Casingen får navn som beskriver posisjonen de har i brønnen. Vanlige navn på casingene er:
- conductor (ledefôring)
- surface casing (forankringsfôring)
- intermediate casing (mellomfôring )
- production casing (produksjonsfôring)
- liner (bunnfôring)
I fagspråket brukes de engelske begrepene.
Dimensjonene som brukes på norsk sokkel er forholdsvis standard. Valget kan likevel variere noe på grunn av vanskelige formasjonsforhold i feltet, store trykkvariasjoner i formasjonslagene, eller på grunn av lengden på brønnen.
Seksjon | Navn | Vanlig størrelse | Alternativ størrelse |
|---|---|---|---|
1 | Conductor | 30" | 36", 24", 20" |
2 | Surface casting | 20" | 24", 18 5/8", 16" |
3 | Intermadiate casing | 13 3/8" | 16", 14", 10 3/4" |
4 | Production casing | 9 5/8" | 10 3/4", 7" |
Reservoarseksjon | Liner | 7" | 5 1/2" |
På felt i ekstreme havdyp (over 2000 meter) og brønner med høyt trykk brukes ofte 36” conductor for å gi plass til flere casing-størrelser i brønnen.
Når det skal bygges produksjonsbrønner, er det viktig å tenke langsiktig og velge god kvalitet på casing som skal benyttes. I NORSOK standard D-010 er det opplistet 18 punkter om hva som må vurderes i planleggingsfasen ved utforming av et casing-program.
Dimensjonering av casing
Casingen utsettes for trykk og sammenpressingskrefter fra formasjonene som ligger rundt og over casingen. Det må derfor regnes på kreftene som kan forårsake kollaps (collapse), sprengning (burst) og strekk (pipe body yield strength) i casingen. Det tas hensyn til hvor høyt trykk som kan oppstå på utsiden og på innsiden av røret, og hvilken overflate trykket kan virke på.
Beregningene tar utgangspunkt i verst tenkelige situasjon: Når det er maksimalt trykk i ett område og minimalt i et annet samtidig. Utregningene viser hvilken grenseverdi man må ha på rørene som velges. Beregningene brukes til å velge rør med riktig styrke og godstykkelse.
Kollaps i casingen oppstår når trykk på utsiden overstiger grensen for rørets styrke. Kollaps kan hindres ved å ha noe trykk på innsiden av røret, slik at kreftene fra utsiden motvirkes.
Sprengning oppstår når trykket på innsiden av røret overstiger grensen for rørets styrke. Sprengning av røret kan hindres ved å ha trykk på utsiden, slik at kreftene fra innsiden motvirkes.
Vekten av de sammenskrudde rørene gjør at de øverste delene av casingen blir utsatt for strekk-kraft (tension). Det totale strekket må ikke overstige flytegrensen for stålet, slik at stålet blir deformert og svekket.
Sammenskruing av casing
Et bestemt antall rør skrus sammen, slik at totallengden passer til den hullseksjonen der det skal settes fôringsrør. I enden av det nederste (første) røret i en casing-seksjon er det en eller to tilbakeslagsventiler (float) og en casing-sko (shoe). Når casingen kommer inn i brønnen, skal tilbakeslagsventilen hindre væsker fra å strømme fra utsiden til innsiden av casingen.
Casing-skoen er avrundet. Dette gjør at casingen glir lettere forbi kanter og uregelmessigheter i brønnveggen. I casing-skoen er det boret ut hull, slik at det kan sirkuleres væske gjennom casingen og ut i brønnen.
På utsiden av casingene monteres sentralisatorer (casing centralizer) som skal holde casingen sentrert i brønnen, slik at sementen blir jevnt fordelt rundt casingen. Det er fleksible stålfjærer som buer utover mot brønnveggen. Antall sentralisatorer vil variere fra brønn til brønn. Når brønnen er horisontal, er det behov for en sterkere type sentralisatorer og en tettere plassering av dem.
For å skru casingene sammen må det benyttes eget casing-håndteringsutstyr på boredekk. Det brukes tenger og slips som passer til casing-størrelsene. Det er vanlig at et eget casing-personell som er trenet opp til å bruke utstyret, kommer offshore for å kjøre casingen.