Forage et complétion de puits

Diverter (wellhead)

Déviateur (tête de puits) : Un composant essentiel pour la sécurité et le contrôle de la tête de puits

Introduction :

La tête de puits, point de rencontre entre le puits et la surface, est une zone cruciale pour le contrôle et la gestion des écoulements de fluides provenant du puits. Un élément clé de ce système est le déviateur, un dispositif qui joue un rôle essentiel dans la direction et la déviation des fluides de la tête de puits lors d'opérations critiques, garantissant la sécurité et prévenant les risques environnementaux.

Fonction et objectif :

Un déviateur de tête de puits est un dispositif mécanique stratégiquement placé dans le chemin d'écoulement à la tête de puits. Sa fonction principale est de forcer l'écoulement des fluides dans un tuyau désigné vers une fosse ou un réservoir, le déviant de la tête de puits elle-même. Ceci est particulièrement crucial lors de :

  • Opérations de contrôle de puits : Lors de débits incontrôlés ou d'autres événements de puits incontrôlés, le déviateur canalise l'écoulement des fluides loin de la tête de puits, empêchant des déversements ou des explosions potentiellement désastreux.
  • Opérations d'obturation : Lorsqu'un puits est en cours de fermeture ou d'obturation, le déviateur dirige l'écoulement des fluides vers un réservoir de stockage, facilitant un contrôle sûr et efficace du puits.
  • Maintenance et travaux de réparation de routine : Lors de la réalisation de travaux de maintenance ou de réparation sur la tête de puits, le déviateur garantit que toute libération inattendue de fluides est dirigée en toute sécurité loin du personnel et des équipements.

Conception et types :

Les déviateurs existent en différentes conceptions, chacune adaptée à des applications spécifiques et aux conditions du puits. Les types courants incluent :

  • Déviateur de surface : Ils sont généralement situés au-dessus de la tête de puits, le tuyau de déviation menant à une fosse ou un réservoir.
  • Déviateur souterrain : Ils sont installés sous la tête de puits, le tuyau de déviation s'étendant jusqu'à une fosse ou un réservoir de surface.
  • Déviateur de conduite : Ils dévient les fluides vers une conduite séparée, permettant des opérations de production et de réparation simultanées.

Composants et fonctionnement :

Un déviateur de tête de puits typique comprend :

  • Vanne de déviation : Une grande vanne qui contrôle l'écoulement des fluides dans le tuyau de déviation.
  • Tuyau de déviation : Un tuyau robuste qui transporte les fluides déviés vers la fosse ou le réservoir désigné.
  • Collecteur de chokes : Un système de chokes qui permet un étranglement contrôlé du débit pendant la déviation.

Lors de l'opération, la vanne de déviation est activée, déviant l'écoulement des fluides de la tête de puits. Le collecteur de chokes permet un contrôle précis du débit, garantissant une déviation sûre et efficace.

Importance pour la sécurité de la tête de puits et la protection de l'environnement :

Le déviateur de tête de puits est un dispositif crucial de sécurité et de protection de l'environnement. En déviant les fluides de la tête de puits, il réduit considérablement le risque de :

  • Blessures du personnel : En dirigeant l'écoulement loin de la tête de puits, il minimise le risque que le personnel soit exposé à des fluides dangereux.
  • Contamination environnementale : La déviation empêche les déversements accidentels et les rejets de fluides dans l'environnement environnant.
  • Dommages aux équipements : Le déviateur protège les équipements de la tête de puits contre les dommages causés par un écoulement de fluides incontrôlé.

Conclusion :

Le déviateur de tête de puits est un composant indispensable dans les systèmes modernes de tête de puits. Sa capacité à diriger et à dévier les fluides lors d'opérations critiques assure le contrôle du puits, la sécurité et la protection de l'environnement. En utilisant un système de déviation fiable, les opérateurs peuvent réduire considérablement les risques associés aux opérations de tête de puits, protégeant à la fois le personnel et l'environnement.


Test Your Knowledge

Diverter (Wellhead) Quiz:

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the primary function of a wellhead diverter?

a) To regulate the flow of fluids into the wellbore.

Answer

Incorrect. This is the function of a choke or valve, not a diverter.

b) To direct fluids away from the wellhead during critical operations.

Answer

Correct! The diverter's main purpose is to divert fluids away from the wellhead.

c) To increase the pressure within the wellbore.

Answer

Incorrect. This is not the function of a diverter.

d) To measure the flow rate of fluids.

Answer

Incorrect. This is the function of a flow meter, not a diverter.

2. Which of the following situations would most likely require the use of a wellhead diverter?

a) Routine production of oil and gas.

Answer

Incorrect. Routine production typically does not require the use of a diverter.

b) A well blowout.

Answer

Correct! Diverters are crucial during blowouts to control and direct the uncontrolled flow.

c) Replacing a wellhead valve.

Answer

Incorrect. While a diverter may be used as a safety precaution, it's not strictly necessary for valve replacement.

d) Measuring the pressure at the wellhead.

Answer

Incorrect. This is done with a pressure gauge, not a diverter.

3. What are the main components of a typical wellhead diverter system?

a) Flowline, choke manifold, production valve.

Answer

Incorrect. This describes components of a typical wellhead system, not a diverter.

b) Diverter valve, diversion pipe, choke manifold.

Answer

Correct! These are the essential components of a wellhead diverter.

c) Flow meter, pressure gauge, separator.

Answer

Incorrect. These are components of a wellhead system, not a diverter.

d) Wellhead, casing, tubing.

Answer

Incorrect. These are components of the wellbore, not a diverter.

4. What is the primary safety benefit of using a wellhead diverter?

a) Increased production efficiency.

Answer

Incorrect. While a diverter can contribute to safer operations, its primary benefit is safety, not efficiency.

b) Reduced environmental impact.

Answer

Correct! By diverting fluids away from the wellhead, the risk of environmental contamination is significantly reduced.

c) Reduced maintenance costs.

Answer

Incorrect. The use of a diverter does not directly reduce maintenance costs.

d) Increased wellhead pressure.

Answer

Incorrect. A diverter does not increase wellhead pressure.

5. Which type of diverter is typically located above the wellhead?

a) Subsurface diverter.

Answer

Incorrect. Subsurface diverters are located below the wellhead.

b) Flowline diverter.

Answer

Incorrect. Flowline diverters are installed in the flowline, not directly at the wellhead.

c) Surface diverter.

Answer

Correct! Surface diverters are positioned above the wellhead, directing fluids to a pit or tank.

d) Choke diverter.

Answer

Incorrect. "Choke diverter" is not a standard term for a type of diverter.

Diverter (Wellhead) Exercise:

Scenario: You are working on a drilling rig, and a well blowout occurs. The flow of oil and gas is uncontrolled, threatening to damage the rig and surrounding environment.

Task: Describe the steps you would take to activate the wellhead diverter and control the blowout. Include details on the sequence of actions, the components involved, and the importance of safety precautions.

Exercise Correction

Here is a possible solution to the exercise:

  1. Activate the Emergency Shutdown System: Immediately engage the emergency shutdown system to isolate the wellbore and reduce flow as much as possible. This typically involves closing emergency valves or triggers on the wellhead.
  2. Open the Diverter Valve: Locate the wellhead diverter valve and manually open it. This will direct the flow of fluids away from the wellhead and into the diversion pipe.
  3. Adjust the Choke Manifold: The choke manifold allows for controlled throttling of the flow rate. Carefully adjust the chokes to regulate the flow of fluids into the diversion pit or tank, ensuring safe and efficient diversion.
  4. Monitor the Diversion System: Continuously monitor the diversion system, checking the flow rate, pressure, and any potential leaks or malfunctions.
  5. Maintain Safety Precautions: Throughout this process, prioritize safety. Ensure all personnel are wearing appropriate safety gear, maintain a safe distance from the wellhead and diversion system, and follow all relevant safety protocols.
  6. Communicate and Coordinate: Maintain clear communication with all crew members and supervisory personnel, ensuring everyone is aware of the situation and the necessary steps being taken.

Important considerations:

  • Emergency response plan: Refer to the wellsite's emergency response plan for detailed instructions on handling a well blowout.
  • Training: Ensure all crew members are adequately trained on the operation and safety procedures related to the wellhead diverter and blowout control.
  • Equipment condition: Regularly inspect and maintain the wellhead diverter system to ensure its functionality.


Books

  • Well Control: Principles and Practices by T.W. Jackson (This comprehensive text covers wellhead equipment and safety, including diverters.)
  • Drilling Engineering: A Comprehensive Approach by Robert F. Mitchell (This book includes a section on wellhead equipment and control systems.)
  • Petroleum Engineering: A Comprehensive Approach by William D. McCain Jr. (This textbook explores the principles of petroleum engineering, including wellhead design and safety.)

Articles

  • "Diverter Systems: A Critical Safety and Environmental Protection Tool" by John Doe (This article is a fictional example, you may find similar articles on relevant industry journals.)
  • "Wellhead Safety and Control: The Importance of Diverter Systems" by Jane Doe (Another fictional example, search for articles on wellhead safety and control.)
  • "Recent Advances in Wellhead Diverter Technology" by Richard Roe (This is another example, focus on recent developments in diverter technology.)

Online Resources

  • Society of Petroleum Engineers (SPE): https://www.spe.org/ (SPE website offers numerous resources on wellhead design, safety, and technology.)
  • International Association of Drilling Contractors (IADC): https://www.iadc.org/ (IADC website provides information on drilling and wellhead safety practices.)
  • American Petroleum Institute (API): https://www.api.org/ (API website offers standards and regulations related to wellhead equipment and safety.)

Search Tips

  • Use specific keywords: "wellhead diverter", "diverter system", "well control diverter", "diverter design", "diverter valve", "subsurface diverter", "surface diverter".
  • Combine keywords with "PDF" or "research paper": This helps narrow down your search to specific documents.
  • Use quotation marks: For example, "diverter system for well control" will find documents that use this exact phrase.
  • Specify your search to academic resources: Use "site:edu" in your search to focus on academic websites.

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