Des nuances d’acier haute résistance pour les puits HP/HT complexes
Le 30 juin 2022, Vallourec a organisé un webcast consacré à ses nuances d’acier haute résistance destinées aux puits HP/HT complexes. Maria Beatriz Ybarra, responsable marketing et développement chez Vallourec, a couvert les différents aspects techniques des solutions, expliquant les avantages de ces produits. Elle a, en outre, présenté des études de cas qui illustrent parfaitement la façon dont les clients tirent profit de l’expertise de Vallourec.
Ces dernières années, les opérateurs de l’industrie pétrolière et gazière ont commencé à forer des puits, en eaux profondes, dans des conditions de haute pression/haute température (HP/HT) de plus en plus difficiles. Ces opérateurs se sont retrouvés, par conséquent, confrontés à de nouvelles exigences mécaniques particulièrement contraignantes. Les puits HP/HT en eaux profondes nécessitent une résistance accrue à la pression interne et externe, parfois combinée à une résistance à la corrosion, et les performances offertes par les produits API ne suffisent plus.
Difficultés majeures : les pressions des charges mécaniques
Au cours de l’utilisation d’un puits, les colonnes sont soumises à différentes charges mécaniques. Une charge d’éclatement se produit lorsque la pression interne est supérieure à la pression externe sur le tube. Les charges d’éclatement considérées comme les plus extrêmes surviennent lors d’essais à haute pression, de poussées de gaz et de fuites au niveau des tubes.
Le scénario inverse, une charge d’effondrement, se produit lorsque la pression externe exercée sur la colonne est supérieure à la pression interne. Les charges d’effondrement les plus extrêmes surviennent dans les scénarios tels que la cimentation et l’évacuation complète.
L’accumulation de pression annulaire (APB), une augmentation de la pression due à la dilation du fluide confiné entre deux colonnes, est un cas particulier qui combine les deux scénarios. La colonne intérieure est soumise à des charges d’effondrement tandis que la colonne extérieure est soumise à des charges d’éclatement.
Vallourec a développé une gamme de grades haute résistance pour aider ses clients à relever tous ces défis.
Amélioration des performances mécaniques sur les nuances d’acier adaptées aux milieux corrosifs
En présence d’hydrogène sulfuré, les aciers au carbone classiques peuvent se fragiliser et donc devenir plus sensibles à la fissuration sous contrainte, un mode de corrosion soudain aux effets catastrophiques. En outre, lorsque l’on augmente la limite d’élasticité minimum spécifiée d’un matériau, sa ténacité est réduite et les risques de fragilisation par l’hydrogène, et par conséquent de fissuration sous contrainte, deviennent plus importants. Cela restreint sensiblement les conceptions de puits qui nécessitent à la fois des performances mécaniques améliorées et une résistance à l’hydrogène sulfuré.
Parmi sa large gamme de matériaux, Vallourec propose les solutions VM110HCMS/XCSS, VM125HCSS/XCSS et VM130HCMS/XCMS pour les milieux légèrement corrosifs, et les solutions VM110HCXS/XCXS et VM125HCESS/XCESS pour les milieux corrosifs et extrêmement corrosifs.
« Vallourec a récemment fourni une nuance d’acier haute résistance adaptée aux milieux corrosifs à un client utilisant une conception de puits imbriqués dans le golfe du Mexique, un environnement corrosif de niveau 2 », a déclaré Maria Beatriz Ybarra. « Nous avons opté pour la solution VM130HCMS, une nuance d’acier destinée aux environnements légèrement corrosifs avec une limite d’élasticité minimum spécifiée (SMYS) de 130 ksi. Nous avons réalisé les tests pour vérifier que la nuance était adaptée en simulant les conditions du puits dans nos laboratoires en France ».
eXtreme Collapse : améliorer la résistance à l’effondrement
Grâce à sa méthodologie propre High Collapse, Vallourec peut désormais améliorer la résistance à l’effondrement au-delà des nuances High Collapse classiques avec son offre eXtreme Collapse. Cette gamme de produits à la pointe de la technologie a été développée pour répondre à la demande de plus en plus accrue de résistance à l’effondrement. L’option « Single Basket » offre un meilleur taux anti-effondrement en augmentant le contrôle des variables de production et en visant des valeurs encore plus strictes que les nuances HC. En parallèle, pour l’option « Dual Performance Baskets » (DPB), une analyse est effectuée sur chaque tube afin d’identifier et d’isoler les tubes les plus performants d’un lot de production, ce qui permet d’augmenter de 50 % la résistance à l’effondrement de la colonne.
« Vallourec a mis en œuvre sa solution eXtreme Collapse pour un client travaillant dans un environnement corrosif à fort taux d’effondrement dans le golfe du Mexique », a ajouté Maria Beatriz. « Le puits présentait une architecture complexe et un faible débattement entre les colonnes. Le client a donc utilisé notre solution Dual Performance Baskets avec le VM125HCSS/XCSS, ce qui a permis d’augmenter la résistance à l’effondrement de 8 %, sans qu’il soit nécessaire d’augmenter l’épaisseur de la paroi. C’est vraiment le choix le plus sûr du secteur. »
Augmentation de la résistance à la pression interne
La résistance à la pression interne, ou résistance à l’éclatement, peut être améliorée en augmentant soit l’épaisseur de la paroi du tube soit la limite d’élasticité minimum spécifiée du matériau. Vallourec a développé quatre nouvelles nuances qui offrent une résistance à la pression interne supérieure à celle des nuances API classiques : VM125CY, VM130CY, VM140CY et VM150CY.
L’innovation en phase avec les besoins des opérateurs
Vallourec innove sans cesse afin de suivre le rythme d’une industrie en constante évolution. Nos solutions repoussent les limites toujours plus loin, à l’instar de nos clients, qui continuent d’explorer des environnements toujours plus profonds, soumis à des pressions et à des températures toujours plus élevées.
« Nous avons des solutions pour répondre à tous les besoins des clients », a indiqué Maria Beatriz en concluant le webinaire, « alors contactez-nous dès aujourd’hui pour savoir comment Vallourec peut vous accompagner dans votre projet ! »
Si vous n’avez pas pu y assister…
Vous pouvez lire nos articles dédiés à nos précédents webinaires. Cliquez sur l’un des liens suivants pour accéder aux sujets qui vous intéressent :
- Le rôle de Vallourec dans la conception de projets de stockage de CO2 fiables (7 avril 2022)
- Support avancé pour l’optimisation des puits (2 décembre 2021)
- Offre de grades High Collapse un nouveau défi à relever (6 octobre 2021)
- Solution « Intelligent Pipe » : Surveillez vos puits de l’intérieur (8 juin 2021)
- Le rôle de Vallourec dans le déploiement sécurisé des infrastructures CCUS à grande échelle (15 avril 2021)
- Les connexions intégrales VAM® : des solutions personnalisées pour les défis en eaux profondes (31 mars 2021)
