Types de forets

1. Forets tricônes :

Les trépans à cônes rotatifs possèdent des éléments de coupe disposés sur des cônes qui tournent autour de leur axe lorsque le corps du trépan tourne. Un trépan peut comporter de 1 à 6 cônes. Cependant, les trépans à cônes rotatifs les plus courants sont les trépans triconiques. Environ 95 % des puits de pétrole et de gaz dans le monde sont forés à l'aide de trépans à cônes rotatifs, notamment des trépans triconiques. Dans les formations tendres, les dents sont plus longues et plus espacées. Pour les roches plus dures, la taille et l'espacement des dents sont réduits.

• Embouts à cône uniqueCe type de trépan tourne autour de son axe et est principalement utilisé en forage dirigé. Il est employé dans les systèmes de forage rotatif pour les formations fracturées, abrasives, moyennement dures et les surfaces inclinées. Les trépans à cône unique minimisent le risque de déviation du puits.
• Embouts à deux cônesPrincipalement utilisé dans les formations tendres et pour le forage directionnel.
• Embouts triconiquesLes trépans tricones sont le type de trépan le plus courant, utilisé dans la majorité des opérations de forage à travers le monde.

Les forets tricônes peuvent être divisés en deux catégories :

i. Mèches tricônes à dents fraisées (mèches MT) :

Les premiers modèles de trépans MT comportaient deux cônes dont les dents et les gorges ne se touchaient pas lors de la rotation. Le contact entre les dents de cônes adjacents assure l'autonettoyage, augmente la vitesse de pénétration et facilite le forage. Les trépans à dents fraisées sont utilisés dans les formations tendres à moyennement dures.

ii. Forets à insert en carbure de tungstène (TCI) :

Les trépans à inserts en carbure de tungstène (TCI), également appelés trépans à boutons (par exemple, de type MT), sont dotés de cônes rotatifs. Contrairement aux trépans MT, ces trépans sont équipés de boutons en carbure de tungstène sur les cônes, installés à des températures extrêmement élevées. Ils sont utilisés pour les opérations dans des formations dures et corrosives, en eaux peu profondes. À de plus grandes profondeurs, les trépans tricones présentent des performances médiocres et leur remplacement est long et fastidieux.

2. Forets à coupe fixe

Les trépans à lames fixes sont de construction monobloc et ne comportent aucune pièce mobile. En effet, ce type de trépan ne possède pas de cônes rotatifs indépendants ; il est constitué d'un corps fixe et d'une tête fixe qui tourne avec le train de tiges et la garniture de forage. Le corps principal de ces trépans est en acier ou en carbure de tungstène. Les trépans à corps en acier présentent une résistance élevée aux chocs et aux forces appliquées aux lames, mais l'acier est peu résistant à l'érosion causée par les fluides de forage. À l'inverse, les trépans à corps en carbure de tungstène offrent une résistance élevée à l'érosion, mais sont moins résistants aux chocs.

i. Forets de coupe en acier

Ces trépans se divisent en deux catégories : les trépans à lames d'acier et les trépans à queue de poisson, et les trépans à lames traînantes. Ces derniers sont utilisés pour le forage de formations tendres dans l'industrie pétrolière et gazière. Premiers trépans utilisés en forage rotatif, ils ont été progressivement remplacés par les trépans coniques en raison de leur faible rendement. Ces trépans sont équipés de lames d'acier et sont principalement utilisés pour le forage de formations tendres. Leur utilisation a diminué en raison de leur faible rendement dans les formations dures ; sous fortes charges, les lames d'acier s'enfoncent dans la formation, et l'augmentation du couple de rotation des tiges de forage peut entraîner leur rupture et leur chute dans le puits. Ce type de trépan est difficile à contrôler et dévie souvent de sa trajectoire principale.

ii. Forets diamantés

Dans ce type de trépan, des particules de diamant sont incrustées dans le corps. Le diamant, matériau le plus dur connu, est composé de carbone pur. Grâce à sa dureté, ces trépans sont particulièrement adaptés au forage dans les formations abrasives et dures. Comparés aux trépans à rouleaux et aux trépans en acier, les trépans diamantés sont moins sensibles à la boue de forage. Une boue de forage diluée améliore généralement l'efficacité du trépan et s'avère plus économique.

Les trépans diamantés offrent de nombreux avantages, notamment une vitesse de forage accrue à travers diverses formations et couches rocheuses, un temps de déplacement et une usure du trépan réduits, l'absence de besoin de pièces de rechange et une aptitude aux puits à haute pression et autres conditions particulières.

Classification des forets diamantés

• Forets en diamant naturel
• Forets compacts en diamant polycristallin (PDC)
• Bits polycristallins thermiquement stables (TSP)

Forets compacts en diamant polycristallin (PDC) :

Les forets PDC sont constitués d'un corps en carbure de tungstène sur lequel sont montées des lames. Ils peuvent être conçus avec ou sans buses. La taille des particules de diamant dans les forets PDC influe sur leur résistance aux chocs et à l'usure. Le diamant synthétique, produit à partir de cobalt comme catalyseur, rend les forets PDC moins résistants à la chaleur que le diamant naturel. Sous l'effet de la chaleur, le cobalt se dilate et peut provoquer des fissures dans le diamant.

• Bits polycristallins thermiquement stables (TSP) :

Les trépans TSP ont été développés pour pallier les limitations de résistance à la chaleur des trépans PDC. Lors de leur fabrication, le cobalt est éliminé par lixiviation acide, ou du carbure de silicium est utilisé pour améliorer leur résistance à la chaleur. De ce fait, les trépans TSP sont plus performants que les trépans PDC dans les formations extrêmement dures.

• Forets en diamant naturel

trépans de forage pétrolier

Objectif du forageLe forage est un processus et un outil essentiels à l'exploration et à l'exploitation des ressources pétrolières et gazières. En géologie pétrolière, l'objectif principal du forage est d'obtenir des données sur les matériaux du sous-sol, ce qui implique le prélèvement d'échantillons physiques tels que des carottes, des carottes minérales, des déblais de forage, des fluides et des gaz provenant du puits.

Utilisation des trépans de forage dans l'industrie pétrolière

En tant que canal de diagraphie géophysique, il permet l'acquisition de diverses données géophysiques provenant des formations rocheuses et minérales du sous-sol. En tant que canal artificiel, il permet l'observation des conditions géologiques du sous-sol et de la dynamique des fluides souterrains. Les puits sont utilisés pour extraire le pétrole, le gaz naturel, les eaux souterraines et les ressources géothermiques du sous-sol.

La technologie de forage est utilisée pour l'exploration et l'exploitation du pétrole et du gaz naturel, et comprend principalement :

• Conception de puits
• Sélection des forets et des fluides de forage
• Assemblage d'outils de forage
• Coordination des paramètres de forage
• Contrôle des écarts de puits
• Traitement des fluides de forage
• Carottage
• Prévention et gestion des accidents

La technologie de forage pétrolier se caractérise par la grande profondeur des puits, la haute pression, la haute température et de nombreux facteurs d'influence.

Types de trépans de forage pétrolier

En fonction des conditions géologiques et géographiques et des exigences d'ingénierie liées à l'exploration et à l'exploitation pétrolières et gazières, on distingue deux catégories de puits : les puits verticaux et les puits dirigés. Ces derniers se subdivisent en puits dirigés conventionnels, puits horizontaux et puits groupés.

Les types de trépans comprennent les trépans PDC et les trépans tricônes. Les trépans PDC sont également largement utilisés dans les opérations de forage pétrolier standard, offrant des avantages tels qu'une efficacité élevée et des performances stables.

Tout d'abord, en fonction des matériaux utilisés, les embouts PDC peuvent être divisés en embouts PDC à corps en acier et en embouts PDC à corps matriciel.

GREAT est équipé d'un logiciel avancé d'optimisation des paramètres de forage. Utilisant des ordinateurs et des méthodes d'optimisation, il établit des modèles mathématiques et développe des programmes selon le principe du coût minimal, intégrant divers facteurs contrôlables influençant la vitesse de forage (tels que le type de trépan, la pression sur le trépan, la vitesse de rotation, les performances de la boue et les facteurs hydrauliques). Ces modèles permettent d'optimiser et de coordonner les opérations, garantissant ainsi des forages de haute qualité, rapides et économiques.

Technologie d'extraction de carottes utilisant des trépans de forage pétrolier

La technologie d'extraction de carottes consiste à forer des échantillons de roche (carottes) à partir d'intervalles cibles dans des forages selon les exigences de conception, afin d'obtenir des données de première main pour l'exploration et le développement des réservoirs de pétrole et de gaz.

Les outils de carottage courants comprennent principalement des forets diamantés, des carottiers, des pinces à carottes et des joints. Lors du carottage, le trépan découpe en continu la roche de fond de puits selon un motif circulaire, permettant ainsi à la carotte cylindrique extraite de pénétrer progressivement dans le carottier.

Pour répondre aux exigences particulières des formations extrêmement meubles et fracturées, des méthodes et des outils de carottage spécialisés sont disponibles, notamment le carottage étanche, le carottage à pression contrôlée et les outils de carottage à manchon en caoutchouc.

Contact : Jessie Zhou

Mobile/WhatsApp : +0086-18109206861

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