République Algérienne démocratique et populaireMinistre de la recherche scientifique et l'enseignement

supérieur

UNIVERSITÉ DE KASDI MERBAH OUARGLA

Département de génie électrique

2eme année LMD Instrumentation Pétrolière

Mini projet

Belanague ilyas dejjdi Beliouz djaber.

G 04

Année universitaire : 2012/2013

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LES EQUIPEMENTS DES PUITS ERUPTIFS

L’arbre de production est un dispositif de tète de puits mis en œuvre pour exploiter le pétrole a travers le puits jaillisant et le puits de pompage a tige. Ce dispositif est mis en œuvre principalement pour suspendre le poteau du tube de graissage dans le puits et l’espace circulaire de tube de revetement étanche afin de contrôler et régler la production de puits de pétrole afin d’assurer l’état normal de gestion de production quoditienne y compris les travaux, les opérations, l’élaboration de dossiers d’huile et pression d’enveloppe et essais ainsi que le nettoyage de cire.C’est possible de jouer les rôles suivants (1) tous les tubes de graissage en suspension supportent le poids de tous les poteaux de tube de graissage. (2) espace circulaire de tubes de graissage étanche (3) contrôler et réguler la production de puits de pétrole. (4) assurer tous les travaux au fond d’un puits. (5) gestion de production journaliere y compris le proces verbal de pression d’huile, la pression de couvercle et les mesures de pression ainsi que le nettoyage de cire.

L’architecture du puits met à sa disposition toute une gamme d’équipements

pour amener l’effluent du réservoir vers la surface ou il sera traité.

La sélection des différents équipements se fait en fonction des données

collectées et en relation avec la détermination des configurations (liaison couche -

trou, complétion simple ou multiple,...) et du mode d'activation éventuel.

Aussi, seuls des critères généraux de choix pourront être donnés ici

Il faut noter aussi que la solution finalement retenue peut être différente de ce

que l'on souhaitait initialement d'un point de vue technique du fait que le matériel

choisi :

N'est pas disponible sur le marché ou ne peut être obtenu dans les

délais dont on dispose.

Est excessivement coûteux.

Diffère du matériel classique utilisé par les compagnies.

Peut être remplacé (plus ou moins bien) par du matériel excédentaire se

trouvant en stock dans la compagnie .

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Fig II. 1 Equipement retenu pour le puits

A / LA TETE DE PUITS :

Elle est composée en troi

parties:

A-1- Tète de tubage :

1- Tète de tubage conventionnelle : Figure (II. 2)

Dans ce type, la tète de tubage est suspendue au moyen d'un casing hanger logé dans le casing spool. La connexion inférieure de la tête de tubage est vissée et posée sur un épaulement ou soudée sus le premier tubage de surface. Elle permet la pose avec étanchéité du tubage suivant.

Il peut y avoir plusieurs têtes de tubage intermédiaires où chaque casing spool est équipé d'un accès annulaire pour le contrôle des pressions.

Les têtes de tubage sont connectées ensemble soit par des brides boulonnés, soit par des colliers de serrage.

Pour les têtes de tubage conventionnelles, les BOPs doivent être démontés et réinstallés à la fin de chaque opération de descente et cimentation de tubage, ainsi la tête de puits sera construite au fur et à mesure des réalisations des phases de forage .

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Fig II. 2 Tète de tubage conventionnel 

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A-2- Tête de tubing (Tubing Head):

Le rôle de la tête de tubing est presque identique à celui de la tète de tubage, elle assure l'étanchéité en tête du tubage précédent et supporte la colonne de tubing, les sorties latérales sont équipées de vannes qui permettent le contrôle de l'annulaire et quelques fois servent aux opérations de production ou d'injection.

Le diamètre intérieur de la tête de tubing doit être au moins égal au diamètre intérieur du tubing de production de façon à permettre le passage des équipements de complétion et les outils d'intervention ( scraper ,packer de production,...)

La tête de tubing est équipée des vis pointeaux de blocage, qui servent surtout à maintenir en place l'olive de suspension et quelque fois pour enneiger le mécanisme d'étanchéité

La partie inférieure de ta tête de tubing est équipée de garnitures afin d'assurer une étanchéité parfaite sur le tubage.

b) Olive de suspension (tubing hanger ) : Figure (II. 5)

Tout Le rôle de l'olive de suspension et de supporter tout le poids de la colonne de production en assurant l'étanchéité avec la tête de tubing (tubing Head ) et la ligne de contrôle de la vanne de sécurité sub-surface .

Il existe deux types d'olive de suspension :

la premier permet le mouvement de la colonne de tubing vers le haut et vers le bas à travers celle-ci , elle est utilisée quand que le packer nécessite un déplacement verticale pour son ancrage .

la deuxième est fabriquée en deux pièces en acier filée femelle femelle elle est vissée au bout du dernier ce qui ne permet pas le mouvement de tubing à travers celle-ci .

- Un filetage supérieur femelle (landing thread ) permet le vissage de tube de manoeuvre . - Un filetage inférieur femelle (bottom thread ) est vissé en haut du dernier tubing et supporte le poids total de la colonne de production .

- Un dispositif pour assurer une étanchéité positive entre le tubing et le tubage.

- Un filetage femelle intérieur (carré gauche ) destiné à recevoir un clapet anti - retour ou un bouchon WIRE-LINE.

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Fig. II. 4 Tête de tubing avec olive de suspension.

Fig II. 5 Olive de suspension.

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A-3) Tête de production : figure (II. 7)

La tête de production est un assemblage des vannes et des équipements annexes montée en un seul bloc.

Elle est utilisée principalement pour contrôler l'écoulement du fluide dans le tubing de production et permettre l'accès pour les opérations de pompage et d'intervention en toute sécurité.

La tête de production est installée sur la tête de tubing et se compose des éléments suivants

A-3-1) LES VANNES:

- Vannes maîtresse inférieure (lower master valve ) :

C'est une vanne à commande manuelle qui est rarement utilisée en cours des opérations d'intervention sur le puits.

- Vanne maîtresse supérieure (upper master valve ) :

C'est la vanne primaire à utiliser en cas de fermeture du puits

- Vanne de curage (swob valve ) :

C'est une vanne manuelle située au sommet de la tête de production, elle permet après sa fermeture de purger la pression piégée au dessus, pour permettre le montage et le démontage des équipements d’intervention.

- Vanne latérale intérieure ( flow wing valve )

C'est une vanne manuelle située à la sortie latérale relient la croix de circulation à la ligne de production

- Vanne latérale extérieure ( fail safety valve ) :

C'est une vanne à commande automatique, elle est située entre la vanne latérale intérieure et le port duse. Cette vanne se ferme automatiquement dès qu’il y a variation significative de pression en surface.

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Fig II.7 Tête de production.

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B) LA COLONNE DE PRODUCTION ( TUBING ) :

C'est la colonne d'acheminement des effluents du gisement vers la surface

pour les puits producteurs ou de la surface vers le gisement pour les puits

injecteurs. Hormis des cas très spécifiques, le tubing est associé au packer. Ce

dispositif permet de protéger le cuvelage de l’effluent.

B-1) Caractéristiques des tubing

Le tubing est fait de tubes étirés, sans soudure manchonné pour la

plupart, les paramètres définis par l'API sont en particulier, le diamètre nominal,

la masse nominale, le grade d’acier, le type de connexion et la gamme de

longueur

B-1-a) Diamètre nominal et caractéristiques géométriques :

- Diamètre nominal :

C'est le diamètre extérieur du corps du tube (outside diameter ou OD exprimétraditionnellement en pouce et fraction de pouce, sont ainsi normalisés les diamètres extérieurs suivants :

Pouce 1,315 1,660 1,900 2 3/8 2 7/8 3 ½ 4 4 ½

Mm 33 42 48 60 73 89 102 114

- Diamètre intérieur et épaisseur :

Le diamètre intérieur (internal diameter ou ID ) découle du diamètre

nominal et de l'épaisseur du tube et c'est naturellement lui qui est pris en

compte pour le calcul des pertes de charges et. des vitesses d’écoulement.

- Longueur des tubes :

Ils sont classés en deux gammes de longueur ( Range lengths ) ;

* Gamme 1 : de 6,10m à 7,32m (20ft à 24ft)

* Gamme 2 : de 8,53m à 9,75m (28ft à 32ft)

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B-1-b) Masse nominale :

En plus du diamètre nominal, on défini dans la pratique un tube par sa

masse nominale. Elle correspond à la masse nominale d'un tube , extrémité

comprise , et est exprimée en livre par pied ( lbs /ft ou symbole # )

C-1-b) grade d'acier et caractéristiques métallurgiques des

tubings

Sont normalisées actuellement les nuances API suivants H40 J55 C75

L80 N80 C90 P105, cependant, elles ne sont pas toutes proposées pour

tous les diamètres nominaux ou masses nominales

Chaque lettre est caractérisée d'une composition chimique de l'acier et d'un

éventuel traitement thermique , les aciers sont élaborés au four électrique

martin ou au convertisseur basique à l'oxygène, il sont tous 0,04% de soufre

et de 0,06% de phosphore au maximum .

Les nuances C75, L80 , et C90 dites « spécial corrosion », sont plus

spécialement destinées aux puits à faible température et à faible concentration

en hydrogène sulfuré.

Elles sont caractérisées par une contrainte maximale à la limité élastique

assez proche du minimum ( tableau suivant) .

C) LES EQUIPEMENT DE FOND : La complétion est l'ensemble des équipements qui permettent d'acheminer le fluide de formation (huile ou gaz ) en toute sécurité depuis le réservoir jusqu'en surface.

Généralement, l'ensemble des équipements de fond d'une complétion se

compose de haut en bas des éléments suivants.

- Olive de suspension

- Vanne de sécurité de sub-surface

- Siéges

- packer de production

- Sabot.

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