Calculateurs Coiled Tubing
Cinq calculateurs pour les opérations coiled tubing, à partir de l'OD et de l'épaisseur. Résultat instantané, unités de champ ou SI.
Calculateurs pédagogiques de vérification rapide : ni procédure approuvée, ni substitut aux logiciels de votre société ou à la revue d'un ingénieur qualifié.
Capacité et déplacement
ID, capacité interne, déplacement bout fermé et ouvert, section d’acier et masse linéique.
Méthode de calcul
Capacity (bbl/ft) = ID² / 1029.4
Closed-end displacement = OD² / 1029.4 ; steel displacement = (OD² − ID²) / 1029.4
As = (π/4)(OD² − ID²) ; W (lb/ft) = 10.69 · (OD − t) · t = 3.4032 · As
Hypothèses
- Dimensions nominales : l'épaisseur réelle varie dans la tolérance et diminue avec l'usure.
- 1029,4 vient de 1 bbl = 9 702 in³. Masse : acier nu, sans raccord ni revêtement (0,2836 lb/in³).
Exemple résolu
1,75 × 0,134 in, 15 000 ft → ID = 1,482 in, capacité = 1,482²/1029,4 = 0,002134 bbl/ft, volume = 32,00 bbl, As = 0,6803 in², masse = 2,315 lb/ft.
Sources: API Spec 5ST (coiled tubing dimensions) · API Spec 5L / 5CT plain-end weight formula w = 10.69 (D − t) t · Halliburton Cementing Tables (capacity constant 1029.4) · Tenaris Coiled Tubes / Global Tubing technical data sheets (compare with your string)
Outil pédagogique de vérification rapide, pas une procédure approuvée. Suivez les procédures de votre société et les données constructeur.
Volume jusqu’à la buse et bottoms up
Le volume interne de tout le CT (y compris sur l'enrouleur) pour atteindre la buse, puis l'annulaire jusqu'en surface.
Méthode de calcul
V_ann = (D_well² − OD²) / 1029.4 × Depth
t = V / Q
Hypothèses
- Un seul ID de puits jusqu’à la buse ; pour une complétion étagée, additionnez les sections.
- Retour = débit pompé (pas de perte ni de gaz). Profondeur mesurée (MD).
Exemple résolu
1,75 × 0,134 in, 16 000 ft sur l’enrouleur, buse à 10 000 ft dans un tubing de 2,992 in, 2,0 bbl/min → CT = 34,14 bbl (17,1 min), annulaire = (2,992² − 1,75²)/1029,4 × 10 000 = 57,21 bbl (28,6 min), circulation complète = 91,35 bbl (45,7 min).
Sources: Halliburton Cementing Tables (capacities) · ICoTA — An Introduction to Coiled Tubing (volumes and circulation)
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Free point par allongement
Longueur libre au-dessus du point de coincement à partir de l’écart de traction et de l’allongement (loi de Hooke).
Méthode de calcul
As = (π/4)(OD² − ID²)
FPC = E · As / 12,000 → L = ΔL × FPC / ΔF(klbf)
Hypothèses
- Première lecture après une traction au-dessus du poids suspendu (Tenaris : au moins 500 lbf) ; rester dans le domaine élastique.
- Sans frottement : en puits dévié, la longueur libre réelle est plus grande. Le CT sur l'enrouleur et au-dessus de l'injecteur n'est pas compté.
- E de 26 à 30×10⁶ psi pour les aciers CT (CTES) ; les tables constructeur utilisent parfois une section un peu plus faible (paroi minimale) : utilisez leur FPC si disponible.
Exemple résolu
1,75 × 0,134 in (As = 0,6803 in²), ΔF = 5 000 lbf, ΔL = 24 in, E = 30×10⁶ psi → L = 30×10⁶ × 0,6803 × 24 / (12 × 5 000) = 8 164 ft, FPC = 1 701.
Sources: Baker Hughes — Tech Facts, Tubing, Drill Pipe and Casing Stretch Data (general stretch formula, E = 30×10⁶ psi) · Tenaris Coiled Tubes — Free Point Calculation & CT Stretch Table (2007) · CTES — Coiled Tubing Manual, Ch. 3 (E = 26–30×10⁶ psi for CT steels)
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Poids déjaugé du CT
Poids dans l'air et dans le fluide, avec fluides différents à l'intérieur et à l'extérieur.
Méthode de calcul
w_b = w_air + 0.05195 · (ρi · Ai − ρo · Ao) [ρ in ppg, A in in²]
Same fluid in and out: BF = 1 − ρ / 65.5
0.05195 = 12 / 231 (in³ per ft per gal)
Hypothèses
- Puits vertical sans frottement, même fluide sur toute la longueur. Ne tient pas compte de la pression en tête sur la section du CT au stripper ni de son frottement, qui modifient la lecture du weight indicator.
- Acier : 0,2836 lb/in³ (65,5 ppg).
Exemple résolu
1,75 × 0,134 in, 10 000 ft, extérieur 8,6 ppg, intérieur 8,34 ppg → w_air = 2,315 lb/ft, w_b = 2,315 + 0,05195 × (8,34 × 1,7250 − 8,6 × 2,4053) = 1,988 lb/ft, total 23 152 lbf dans l’air et 19 880 lbf déjaugé.
Sources: Bourgoyne, A.T. et al. — Applied Drilling Engineering, SPE Textbook Vol. 2 (buoyancy) · API Spec 5L / 5CT plain-end weight formula · CTES — Coiled Tubing Manual (weight in fluid)
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Vitesse annulaire au nettoyage
Vitesse de remontée dans l'annulaire CT / tubing, comparée à la vitesse de chute des particules si connue.
Méthode de calcul
AV (ft/min) = Q (bbl/min) / annular capacity
AV / v_s ≥ 2 (common rule of thumb, vertical wells)
Hypothèses
- Fluide incompressible, vitesse moyenne sur la section. Pas d’azote ni de détente de gaz.
- La règle « au moins 2 × la vitesse de chute » est une règle empirique courante en puits vertical, pas une norme ; en puits dévié ou horizontal il faut plus et des modèles adaptés.
Exemple résolu
2,0 bbl/min dans un tubing de 2,992 in avec un CT de 1,75 in → capacité annulaire = 0,005721 bbl/ft, vitesse = 2,0/0,005721 = 349,6 ft/min (106,5 m/min), soit 5,83 × une vitesse de chute de 60 ft/min.
Sources: Halliburton Cementing Tables (annular capacities) · Bourgoyne, A.T. et al. — Applied Drilling Engineering (annular velocity, particle slip)
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