Forage et complétion de puits

lead tongs (pronounced “leed”)

Le héros méconnu du pétrole et du gaz : Les mâchoires de levage dans le forage et l'achèvement des puits

Dans le monde effervescent du forage pétrolier et gazier, une myriade d'outils et de techniques se réunissent pour extraire les trésors de la terre. Parmi ces composants cruciaux, les mâchoires de levage jouent un rôle silencieux mais vital, assurant des opérations de manipulation des tuyaux fluides et efficaces. Bien que leur nom puisse paraître inconnu des non-initiés, leur présence se fait sentir à chaque étape du forage et de l'achèvement des puits.

Que sont les mâchoires de levage ?

Les mâchoires de levage, prononcées "leed" tongs, sont un type spécialisé de mâchoires de tuyauterie suspendues au derrick ou au mât. Contrairement aux mâchoires traditionnelles qui sont directement actionnées à la main, les mâchoires de levage sont contrôlées à distance à l'aide d'une chaîne ou d'un câble en acier relié au barbotin de montage ou au barbotin de démontage. Cette conception innovante permet une manipulation transparente des tuyaux, même lorsqu'il s'agit de charges lourdes à des hauteurs importantes.

Comment les mâchoires de levage fonctionnent dans le forage et l'achèvement des puits :

Les mâchoires de levage sont utilisées dans diverses phases cruciales du forage et de l'achèvement des puits, notamment :

  • Descente et récupération du train de tiges : Pendant les opérations de forage, les mâchoires de levage sont utilisées pour descendre et récupérer efficacement les sections du train de tiges. Le mécanisme de commande à distance permet un mouvement précis et contrôlé, minimisant le risque de dommages aux tuyaux ou de blessures aux opérateurs.
  • Montage et démontage du tubage : Les mâchoires de levage jouent un rôle crucial dans la connexion et la déconnexion des sections de tubage, la couche protectrice qui entoure le puits. Leur construction robuste et leur contrôle précis garantissent une connexion sûre et fiable, empêchant les fuites et assurant l'intégrité du puits.
  • Manipulation du tubing et de l'équipement de production : Dans les dernières étapes de l'achèvement du puits, les mâchoires de levage sont essentielles pour manipuler les colonnes de tubing et autres équipements de production. Leur capacité à gérer des charges lourdes avec précision et sécurité en fait un outil précieux dans cette phase complexe de l'opération.

Caractéristiques et avantages clés :

Les mâchoires de levage offrent plusieurs avantages importants par rapport aux mâchoires traditionnelles à commande manuelle :

  • Sécurité accrue : La commande à distance élimine le besoin pour les travailleurs d'être à proximité du tuyau en mouvement, réduisant considérablement le risque de blessure.
  • Efficacité accrue : Le fonctionnement automatisé accélère le processus, permettant une manipulation plus rapide des tuyaux et, finalement, augmentant l'efficacité globale du forage et de l'achèvement.
  • Réduction des coûts de main-d'œuvre : Moins d'opérateurs sont nécessaires pour faire fonctionner les mâchoires de levage, ce qui entraîne des dépenses de main-d'œuvre plus faibles pour l'opération de forage.
  • Précision améliorée : Le contrôle précis offert par les mâchoires de levage assure une prise plus serrée sur le tuyau, réduisant le risque de glissement et de dommages potentiels.

Conclusion :

Les mâchoires de levage, bien que souvent négligées, sont une partie vitale de la machinerie complexe utilisée dans le forage pétrolier et gazier et l'achèvement des puits. Leur capacité à gérer des charges lourdes avec précision et sécurité, associée à une efficacité accrue et à une réduction des coûts de main-d'œuvre, en fait un outil essentiel pour toute opération de forage réussie. Alors que l'industrie énergétique continue d'évoluer, les mâchoires de levage resteront sans aucun doute un élément essentiel des technologies de forage modernes, assurant une extraction fluide et efficace des précieuses ressources de la Terre.


Test Your Knowledge

Lead Tongs Quiz:

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the primary function of lead tongs in oil and gas drilling?

a) To measure the depth of the well. b) To control the flow of oil and gas. c) To handle and manipulate pipes during drilling and completion. d) To stabilize the drilling rig.

Answer

c) To handle and manipulate pipes during drilling and completion.

2. How are lead tongs operated?

a) Manually by hand. b) Using a hydraulic system. c) Remotely with a chain or wire rope connected to the cathead. d) By an automated robotic system.

Answer

c) Remotely with a chain or wire rope connected to the cathead.

3. Which of the following operations DOES NOT involve the use of lead tongs?

a) Running and retrieving drill pipe. b) Making up and breaking out casing. c) Cementing the wellbore. d) Handling tubing and production equipment.

Answer

c) Cementing the wellbore.

4. What is the main safety advantage of using lead tongs?

a) They prevent the pipe from spinning. b) They reduce the risk of pipe damage. c) They eliminate the need for workers to be near moving pipe. d) They automatically detect and prevent pipe failures.

Answer

c) They eliminate the need for workers to be near moving pipe.

5. What is a key benefit of lead tongs in terms of drilling operations?

a) They can handle extremely high temperatures. b) They can operate in harsh weather conditions. c) They increase the speed and efficiency of pipe handling. d) They reduce the amount of drilling fluid required.

Answer

c) They increase the speed and efficiency of pipe handling.

Lead Tongs Exercise:

Scenario: You are working on a drilling rig and need to run a new section of drill pipe into the wellbore.

Task: Describe the steps involved in running the drill pipe using lead tongs. Include the following in your description:

  • The role of the makeup cathead.
  • How the lead tongs are controlled.
  • The safety precautions you would take during this operation.

Exercise Correction

Here's a possible solution for the exercise:

  1. Preparation: Ensure the drill pipe is properly connected to the drill string and that the lead tongs are in good working order.
  2. Running the Pipe:
    • The drill pipe is lifted by the traveling block and lowered onto the makeup cathead, which is a rotating drum connected to the lead tongs.
    • The makeup cathead is engaged with the drill pipe, and the lead tongs are positioned to grip the pipe securely.
  3. Control:
    • The operator controls the lead tongs by using a chain or wire rope connected to the makeup cathead. This allows for precise lowering of the pipe into the wellbore.
  4. Making Up the Joint:
    • The drill pipe is lowered until it reaches the previous section of pipe.
    • The lead tongs are used to apply torque to make up the joint, ensuring a secure connection.
  5. Safety Precautions:
    • Ensure the drill floor is clear of personnel and obstructions before starting the operation.
    • Use a tag line to control the pipe while it's being lowered.
    • Always wear appropriate safety gear, including hard hat, gloves, and safety glasses.
    • Maintain clear communication with the drilling crew throughout the operation.


Books

  • "Drilling Engineering" by Bourgoyne, Millheim, Chenevert, and Economides: This comprehensive textbook covers various aspects of drilling operations, including pipe handling, and may provide relevant information about lead tongs.
  • "Petroleum Engineering Handbook" by Society of Petroleum Engineers: This reference handbook contains detailed information about drilling equipment and practices, and may include sections on lead tongs or related equipment.
  • "Drilling and Well Completion" by Schlumberger: A specialized book by Schlumberger, a major oilfield services company, providing technical insights into drilling and completion operations.

Articles

  • Journals: Search in technical journals like the Journal of Petroleum Technology (JPT), SPE Drilling & Completion, and Drilling Contractor. These often feature articles about advancements in drilling technology and equipment, including specialized tools like lead tongs.
  • Online Articles: Websites of major oilfield services companies like Schlumberger, Halliburton, and Baker Hughes might have articles or technical documents detailing their drilling equipment, which could include information about lead tongs.

Online Resources

  • Drilling Equipment Manufacturers: Visit the websites of manufacturers specializing in drilling equipment and look for information about tongs, catheads, and pipe handling systems.
  • Oil & Gas Forums: Participate in online forums dedicated to oil and gas engineering and drilling. Ask questions about lead tongs and learn from experienced professionals.
  • Oil & Gas Glossary: Consult online glossaries related to oil and gas drilling to find definitions of terms and descriptions of equipment like lead tongs.

Search Tips

  • Use precise keywords like "lead tongs", "drilling tongs", "pipe handling tongs", "makeup cathead", "breakout cathead", "remote controlled tongs", "oil & gas equipment", "drilling equipment manufacturers", "oil & gas drilling glossary".
  • Combine keywords with phrases like "oil and gas", "drilling operations", "well completion", "drilling technology", "pipe handling techniques".
  • Use advanced search operators like site: (e.g., site:schlumberger.com "lead tongs") to narrow down your search to specific websites.

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