Packer permanent et packer récupérable

Packer permanent

Les structures permanentes sont retirées des puits par fraisage. De conception simple, elles offrent des performances élevées en matière de température et de pression. Leur diamètre extérieur réduit assure un dégagement optimal à l'intérieur du tubage. Leur conception compacte leur permet de franchir les passages étroits et les déviations du puits. Leur diamètre intérieur important les rend compatibles avec les colonnes de tubage de diamètre supérieur et les complétions monobore.

Ces dispositifs sont installés et mis en place à l'aide de câbles électriques, de tiges de forage ou de tubes de production. Une fois installés, ils résistent aux mouvements dans les deux sens. La mise en place par câble consiste à transmettre un courant électrique pour installer le packer par la détonation d'une charge explosive. Un goujon de déverrouillage sépare ensuite l'ensemble du packer. Les éléments permanents sont idéaux pour les puits présentant des différentiels de pression ou de charge élevés dans la production.

Packer récupérable

Les obturateurs récupérables comprennent à la fois des modèles conventionnels basse pression/basse température (BP/BT) et des modèles plus complexes haute pression/haute température (HP/HT). Ces produits sont plus onéreux que les structures permanentes offrant des performances comparables en raison de leur conception complexe et de l'utilisation d'outils de pointe. Cependant, des facteurs tels que la facilité de retrait de l'obturateur et sa réutilisabilité compensent ce surcoût.

Les produits se divisent en plusieurs types, notamment :

Installation mécanique : L’installation s’effectue par un mouvement de la colonne de tubage, qu’il s’agisse d’une rotation ou d’un mouvement vertical. De plus, une charge est appliquée lors de l’installation, le poids de la colonne comprimant ou dilatant l’élément d’étanchéité. Une traction vers le haut libère les éléments. Ce type d’installation est surtout utilisé dans les puits peu profonds et rectilignes à basse pression.

Système à tension contrôlée : les éléments de ce type de packer sont mis en place en exerçant une tension sur le tubage. Le jeu permet de libérer l’élément. Ils sont particulièrement adaptés aux puits peu profonds présentant des différentiels de pression modérés.

Système de rotation : Ce système utilise la rotation d'un tube pour fixer et verrouiller mécaniquement un composant.

Système hydraulique : ce système fonctionne grâce à la pression d’un fluide qui positionne le cône derrière les mâchoires. Une fois en place, un verrouillage mécanique ou une pression résiduelle les maintient immobiles. Le déverrouillage s’effectue en saisissant le tube.

Gonflables : Également appelés éléments gonflables, ces composants utilisent la pression d’un fluide pour gonfler des tubes cylindriques lors de leur mise en place. On les retrouve lors des essais en trou ouvert pendant le forage de puits d’exploration et pour le contrôle de la cimentation dans les puits de production. Ils conviennent également aux puits où les obturateurs doivent franchir un rétrécissement avant d’être installés à un diamètre plus important dans les tubages ou les trous ouverts.

Vous trouverez ci-dessous une présentation plus détaillée de certaines options populaires :

Les obturateurs de tension récupérables sont conçus pour les opérations de production ou d'injection à profondeur moyenne à faible. Ils sont dotés de mâchoires unidirectionnelles qui s'agrippent uniquement au tubage lorsque celui-ci est soumis à une tension. La tension uniforme du tubage actionne ces obturateurs. Leur mise en place est mécanique et leur libération s'effectue par rotation du tube. La plupart des modèles sont équipés d'un système de libération d'urgence par cisaillement en cas de défaillance du système principal.

Les cales de tension sont utilisées lorsque la pression exercée en dessous est toujours supérieure à la pression annulaire au niveau de l'outil. Cette pression ascendante plaque les pièces contre le dispositif de serrage pour maintenir la tension.

Les éléments de packer à compression récupérables avec dérivation de fluide sont parfaitement adaptés aux environnements de forage pétrolier et gazier à basse et moyenne pression et à températures moyennes. Un verrouillage mécanique empêche le blocage de l'élément. Lors de sa descente dans le puits, la rotation du tubage active l'élément. Des blocs de friction situés sur l'élément le maintiennent en position et offrent la résistance nécessaire à son blocage. Lorsque le verrouillage est déverrouillé, la descente de la colonne de tubage permet la fermeture du joint de dérivation et le blocage des mâchoires. L'application d'une force de relâchement continue crée le joint en activant les produits. Le déverrouillage s'effectue simplement en tirant sur la colonne de tubage.

Cette option présente une capacité exceptionnelle à résister à des pressions et des températures plus élevées que les solutions à tension. La soupape de dérivation améliore la capacité du packer à égaliser les pressions dans le tubage et l'espace annulaire et facilite la libération de l'instrument. Une compression continue ou le poids du tubage sont nécessaires pour garantir la fermeture de la soupape de dérivation. Ces systèmes ne conviennent pas aux puits d'injection ni aux opérations de traitement à pression minimale.

Les dispositifs de tension/compression récupérables permettent de positionner les tubes sous tension, compression ou en position neutre. Ce sont les systèmes de récupération mécaniques les plus courants aujourd'hui. Ils offrent une large gamme de configurations pour la tension, la compression ou une combinaison des deux, permettant ainsi de positionner et de sécuriser un élément. La variété des systèmes et des valeurs différentielles les rend utilisables dans de nombreuses situations. Avec ces dispositifs, la force d'excitation est bloquée par un mécanisme de verrouillage interne jusqu'à ce que le système soit libéré par une vanne de dérivation. Cette vanne contribue également à l'équilibrage.

Ces dispositifs sont plus polyvalents que d'autres solutions et existent aussi bien dans des situations de production que d'injection.

Les structures d'étanchéité permanentes et récupérables sont positionnées sur la colonne de production à l'aide de câbles électriques ou d'un système hydraulique. La pose par câble offre une rapidité et une précision accrues, tandis que les options de pose hydraulique en une seule opération permettent une installation en un seul passage. Elles facilitent la pose, même avec les têtes de puits à brides. Cette catégorie comprend des alésages d'étanchéité internes polis. Un ensemble d'étanchéité de la colonne de production, doté d'un garnissage élastomère, assure l'étanchéité entre la colonne de production et l'alésage du packer. Le positionnement des joints élastomères dans l'alésage garantit l'isolation du puits.

Le système de positionnement permet le mouvement du joint d'étanchéité pendant les opérations de production et de traitement. Le système d'ancrage fixe les joints d'étanchéité à l'intérieur de l'alésage du packer afin d'empêcher tout mouvement du tube.

Les solutions d'étanchéité permanentes offrent des performances supérieures aux composants récupérables. Leur conception plus complexe les rend plus coûteuses.

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