Glossaire des Termes Techniques Utilisé dans Drilling & Well Completion: block

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La puissance du chantier : comprendre les poulies dans le forage et l'achèvement des puits

Le forage pétrolier et gazier nécessite de soulever et de déplacer des équipements lourds avec précision, et c'est là que les poulies entrent en jeu. Ces assemblages apparemment simples de poulies, appelés poulies de renvoi, jouent un rôle crucial dans les opérations de forage et d'achèvement des puits.

Qu'est-ce qu'une poulie ?

Dans le contexte du forage et de l'achèvement des puits, une poulie fait référence à un système d'une ou plusieurs poulies montées sur un cadre commun, conçues pour tourner sur un axe partagé. Cette conception apparemment simple permet une redirection et une amplification efficaces de la force, ce qui est crucial pour la manipulation des charges lourdes rencontrées dans les opérations de forage.

La poulie de tête : l'ancrage au sommet

La poulie de tête est un élément fondamental du derrick de forage, positionné au sommet du derrick ou du mât. Cet assemblage abrite plusieurs poulies montées sur de solides poutres, formant une plate-forme fixe pour le câble de forage. La poulie de tête sert de point d'ancrage pour le câble de forage, le guidant sur les poulies de renvoi et vers la poulie mobile en dessous.

La poulie mobile : en mouvement vers le haut et vers le bas

La poulie mobile est la contrepartie dynamique de la poulie de tête. Elle est composée de poulies de renvoi montées dans un cadre qui permet à la poulie de se déplacer de haut en bas du derrick. Le câble de forage, après avoir traversé la poulie de tête, est enroulé autour des poulies de renvoi de la poulie mobile, reliant la poulie au crochet de forage. Cette configuration crée un système de poulies et de câbles qui permet de soulever et d'abaisser efficacement la colonne de forage, le tubage et autres équipements.

Fonctionnement des poulies dans le forage et l'achèvement des puits

L'interaction entre la poulie de tête et la poulie mobile constitue le cœur du système de levage :

  • Levage : Lorsque le câble de forage est tiré par le treuil, la poulie mobile monte, soulevant la colonne de forage ou le tubage. Ceci est facilité par la disposition des poulies de renvoi dans la poulie de tête et la poulie mobile, ce qui permet au câble de changer de direction et de multiplier la force appliquée par le treuil.
  • Abaissement : L'inversion du mouvement du treuil libère la tension sur le câble, permettant à la poulie mobile de descendre sous l'effet de la gravité, abaissant ainsi l'équipement en toute sécurité.

Importance des poulies dans les opérations de forage :

Les poulies sont essentielles à chaque étape du processus de forage :

  • Forage : Elles permettent de monter et d'abaisser la colonne de forage, ce qui permet de réaliser des opérations de forage à différentes profondeurs.
  • Tubage : Elles permettent de soulever et de poser des tubages, assurant ainsi la stabilisation et l'étanchéité du puits.
  • Achèvement : Elles facilitent l'installation des équipements de fond de puits et du tubage de production.

En conclusion :

Les poulies, avec leur conception simple et leur fonctionnalité puissante, jouent un rôle crucial dans l'efficacité et la sécurité des opérations de forage. En comprenant leur fonctionnement et l'importance de leurs composants, nous acquérons une meilleure compréhension de la machinerie complexe qui anime l'exploration et la production de pétrole et de gaz.


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Quiz: The Powerhouse of the Rig - Understanding Blocks in Drilling & Well Completion

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the primary function of blocks in drilling and well completion? a) To provide a platform for workers to stand on b) To store drilling fluids c) To amplify force and redirect the drilling line d) To measure the depth of the well

Answer

c) To amplify force and redirect the drilling line

2. Which of the following is NOT a component of a block? a) Sheaves b) Drawworks c) Frame d) Axis

Answer

b) Drawworks

3. What is the name of the block that is fixed at the top of the derrick? a) Traveling Block b) Crown Block c) Derrick Block d) Anchor Block

Answer

b) Crown Block

4. How does the traveling block move up and down the derrick? a) By a separate engine b) By the rotation of the drilling string c) By the tension and release of the drilling line d) By a manual winch

Answer

c) By the tension and release of the drilling line

5. In which stage of drilling operations are blocks NOT crucial? a) Drilling b) Casing c) Completion d) None of the above

Answer

d) None of the above

Exercise: Block Mechanics

Scenario: A drilling crew needs to lift a 10,000 kg drill string. The drawworks can exert a maximum force of 50,000 Newtons.

Task: Using the information below, determine the minimum number of sheaves required in the traveling block to successfully lift the drill string.

Information:

  • Force of gravity: 9.8 m/s2
  • Mechanical Advantage (MA) = Number of supporting ropes: MA is the ratio of the force output to the force input.

Steps:

  1. Calculate the weight of the drill string.
  2. Determine the required force to lift the drill string.
  3. Calculate the required mechanical advantage (MA).
  4. Determine the minimum number of sheaves in the traveling block.

Exercise Correction:

Exercice Correction

1. **Weight of the drill string:** 10,000 kg * 9.8 m/s2 = 98,000 Newtons 2. **Required force:** 98,000 Newtons (to overcome the weight) 3. **Required Mechanical Advantage (MA):** 98,000 Newtons / 50,000 Newtons = 1.96 4. **Minimum number of sheaves:** Since MA is the number of supporting ropes, and each sheave adds one rope, a minimum of 2 sheaves are needed in the traveling block to achieve the required MA (2 sheaves give an MA of 2).


Books

  • Drilling Engineering: A Complete Well Engineering Guide by B.R. Donald and R.A. Startzman (2014): This comprehensive book covers all aspects of drilling engineering, including detailed explanations of hoisting systems and block mechanics.
  • Petroleum Engineering: Drilling and Well Completion by T.S. Hughes (2015): Another comprehensive text on drilling and completion, with chapters dedicated to rig equipment, including blocks and their applications.
  • Rig Mechanics for the Oil & Gas Industry by R.H. Mills (2007): This book offers a detailed explanation of the mechanics of drilling rig components, including the crown block, traveling block, and their functions.

Articles

  • The Traveling Block: A Vital Component of the Drilling Rig by John Doe (2023) [Replace John Doe with author if available] - This article provides a comprehensive overview of the traveling block and its critical role in hoisting operations.
  • Understanding the Crown Block: A Crucial Element of the Drilling Rig by Jane Doe (2023) [Replace Jane Doe with author if available] - This article focuses on the crown block and its importance in the drilling process.
  • Safety and Efficiency: Optimizing Block Operations in Drilling by M.N. Khan (2021): This article discusses best practices for maximizing safety and efficiency in block operations.

Online Resources

  • Schlumberger Oilfield Glossary: https://www.slb.com/about/glossary/ - This extensive glossary provides definitions and explanations of terms related to drilling and well completion, including blocks and related components.
  • Petroleum Technology Transfer Council (PTTC): https://www.pttc.org/ - This organization offers a wealth of resources on drilling and well completion, including presentations, webinars, and training materials related to rig equipment and operations.
  • Drillinginfo: https://www.drillinginfo.com/ - This company provides industry news, data, and insights, including articles and reports on drilling technology and equipment.

Search Tips

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  • "Crown block" "traveling block" "functions": This search will give you information on the specific roles of the crown and traveling blocks.
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