Forage et complétion de puits

THD (subsea)

THD (Sous-marin) : Assurer la Sécurité des Raccordements de Tête de Puits

THD, qui signifie Tête de Tubage dans l'industrie sous-marine, fait référence à un composant essentiel responsable de la sécurisation du raccordement de tête de puits et de la fourniture d'une étanchéité fiable entre le puits et le tubage de production. Il joue un rôle vital dans le maintien de l'intégrité du puits et la prévention des fuites de fluides, ce qui en fait un élément essentiel de la production pétrolière et gazière sous-marine.

Voici une description des aspects clés d'un THD sous-marin :

1. Structure : Le THD est généralement un composant en acier lourd avec un alésage central pour le tubage de production. Il se compose de :

  • Porte-tubage : Un grand anneau avec une surface d'accouplement pour connecter le THD à la tête de puits.
  • Système de support de porte-tubage : Fournit l'intégrité structurelle et le support pour le THD et la colonne de tubage.
  • Ensemble d'étanchéité du tubage : Un ensemble de joints conçus pour créer une connexion étanche entre le tubage et le THD.
  • Raccordement du tubage : Un raccordement fileté ou à bride qui permet de fixer le tubage de production au THD.
  • Accès à l'espace annulaire : Un orifice ou une ouverture qui permet l'injection ou la surveillance des fluides annulaires.
  • Éléments de contrôle de débit : Peut inclure des vannes ou d'autres dispositifs pour contrôler le débit des fluides à travers le tubage.

2. Fonction :

  • Raccordement sécurisé : Le THD assure un raccordement sécurisé entre le tubage de production et la tête de puits, garantissant une étanchéité robuste et la prévention des fuites de fluides.
  • Confinement de la pression : Il résiste à la pression élevée à l'intérieur du puits, empêchant la fuite de la pression.
  • Contrôle du débit : Il permet le contrôle du débit des fluides du puits à la surface à travers le tubage.
  • Sécurité : Le THD contribue à la sécurité globale du puits en empêchant les rejets de fluides non contrôlés et en assurant l'intégrité du système de production.

3. Types :

  • THD traditionnels : Ceux-ci sont généralement boulonnés à la tête de puits et s'appuient sur un joint mécanique.
  • THD à actionnement hydraulique : Ils utilisent la pression hydraulique pour sécuriser le raccordement et fournir une étanchéité plus robuste.
  • THD électro-hydrauliques : Ils combinent l'actionnement hydraulique avec un contrôle électronique pour un fonctionnement et une surveillance à distance.

4. Installation :

Les THD sont généralement installés pendant le processus d'achèvement du puits, nécessitant un équipement et des procédures sous-marins spécialisés. Le processus consiste à abaisser le THD sur la tête de puits, à le fixer avec des boulons ou un actionnement hydraulique, puis à raccorder le tubage de production.

5. Maintenance :

Les THD sous-marins sont conçus pour un fonctionnement à long terme, mais une inspection et une maintenance régulières sont essentielles pour garantir leur fiabilité. Cela comprend la surveillance de tout signe de corrosion, d'usure ou de dommages et l'exécution de tâches de maintenance périodiques, telles que le remplacement des joints ou les tests de pression.

Conclusion :

Le THD joue un rôle essentiel dans la production pétrolière et gazière sous-marine, garantissant des raccordements de tête de puits sécurisés et le maintien de l'intégrité du puits. Sa conception robuste, sa fonctionnalité diversifiée et son importance en matière de sécurité en font un composant vital de tout système de production sous-marin. Comprendre les différents aspects du THD, y compris sa structure, sa fonction, ses types, son installation et sa maintenance, est essentiel pour des opérations pétrolières et gazières sous-marines réussies et sûres.


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THD (Subsea) Quiz:

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What does THD stand for in the subsea industry?

a) Tubing Head Device b) Tubing Hanger Design c) Tubing Head d) Tubing Handling Device

Answer

c) Tubing Head

2. Which of these components is NOT typically found in a subsea THD?

a) Tubing Hanger b) Tubing Seal Assembly c) Production Manifold d) Annulus Access

Answer

c) Production Manifold

3. What is the primary function of a subsea THD?

a) To control the flow of fluids to the surface b) To provide a secure connection between the production tubing and the wellhead c) To prevent corrosion in the wellbore d) To monitor the pressure in the well

Answer

b) To provide a secure connection between the production tubing and the wellhead

4. Which type of THD relies on hydraulic pressure to secure the connection?

a) Traditional THDs b) Hydraulically Actuated THDs c) Electro-Hydraulic THDs d) All of the above

Answer

b) Hydraulically Actuated THDs

5. Why is regular inspection and maintenance of a subsea THD crucial?

a) To ensure the THD remains aesthetically pleasing b) To prevent corrosion and damage, ensuring its long-term reliability c) To monitor the flow of fluids through the tubing d) To determine the best time to replace the THD

Answer

b) To prevent corrosion and damage, ensuring its long-term reliability

THD (Subsea) Exercise:

Scenario: You are a subsea engineer working on a new oil and gas development project. The project involves installing a subsea THD to connect a production tubing string to the wellhead. You are tasked with choosing the most suitable type of THD for this project, considering the following factors:

  • Water depth: 1500 meters
  • Production pressure: 10,000 psi
  • Remote location with limited access for maintenance:
  • Requirement for remote control and monitoring:

Task:

  1. Research and identify the three types of THDs discussed in the text (Traditional, Hydraulically Actuated, and Electro-Hydraulic).
  2. Analyze the pros and cons of each type of THD based on the factors provided in the scenario.
  3. Recommend the most suitable type of THD for this project, justifying your choice.

Exercise Correction:

Exercice Correction

**Analysis:** * **Traditional THDs:** * **Pros:** Relatively simple design, lower initial cost. * **Cons:** Difficult to maintain in remote locations, limited pressure capacity, not suitable for high-pressure applications. * **Hydraulically Actuated THDs:** * **Pros:** Greater pressure capacity, robust seal, suitable for deeper water depths. * **Cons:** Requires hydraulic infrastructure (e.g., manifolds, pumps), potential for hydraulic fluid leaks, maintenance still requires subsea intervention. * **Electro-Hydraulic THDs:** * **Pros:** Remote control and monitoring capabilities, greater flexibility in operation and maintenance, high pressure capacity. * **Cons:** More complex design, higher initial cost, potential for electronic failure. **Recommendation:** Based on the project requirements, an **Electro-Hydraulic THD** appears to be the most suitable choice. * **Water Depth:** 1500 meters is within the operating range of Electro-Hydraulic THDs. * **Production Pressure:** 10,000 psi can be easily handled by Electro-Hydraulic THDs. * **Remote Location:** Remote control and monitoring capabilities offered by Electro-Hydraulic THDs make them ideal for challenging locations. * **Maintenance:** Although Electro-Hydraulic THDs are more complex, their remote control and monitoring capabilities allow for easier diagnosis and troubleshooting, reducing the need for frequent subsea interventions. **Justification:** While the initial cost of an Electro-Hydraulic THD may be higher, the long-term benefits in terms of remote control, reliability, and reduced maintenance costs outweigh the initial investment.


Books

  • Subsea Engineering Handbook by J.R.C. Smith
  • Subsea Production Systems by T.R. Sævik
  • Oil and Gas Production Technology by E.J. Sollie
  • Subsea Well Completion: Design, Installation, and Operations by B.D. Anderson
  • Subsea Production and Processing Systems: A Practical Guide by R.G. Asheim

Articles

  • "Tubing Head Design and Installation Considerations for Subsea Wells" by C.R. Brown and J.D. Hill (SPE Journal, 2005)
  • "Subsea Tubing Hanger Systems: Reliability and Maintenance" by S.K. Lee and P.J. Roberts (Offshore Technology Conference, 2010)
  • "The Evolution of Tubing Head Technology for Subsea Applications" by A.B. Johnson and D.M. Thomas (Subsea Tieback Conference, 2015)
  • "Challenges and Innovations in Subsea Tubing Head Design and Installation" by M.J. Davies (SPE International Conference on Oilfield Information Technology, 2018)
  • "Subsea Wellhead Equipment: A Review of Recent Developments and Trends" by K.L. Jones and R.M. Davis (Offshore Engineer, 2020)

Online Resources

  • Subsea 7: https://www.subsea7.com/
  • OneSubsea: https://www.onesubsea.com/
  • FMC Technologies: https://www.fmctechnologies.com/
  • TechnipFMC: https://www.technipFMC.com/
  • Schlumberger: https://www.slb.com/
  • Halliburton: https://www.halliburton.com/
  • Baker Hughes: https://www.bakerhughes.com/
  • SPE (Society of Petroleum Engineers): https://www.spe.org/
  • OGJ (Oil & Gas Journal): https://www.ogj.com/

Search Tips

  • Use specific keywords: "THD subsea", "tubing head subsea", "subsea wellhead", "subsea production system"
  • Combine keywords with specific aspects: "THD design", "THD installation", "THD maintenance", "THD types"
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