up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله ابزار حفاري PDF
QR code - ابزار حفاري

ابزار حفاري

آشنايي با ابزار و وسايل حفاري جهت دار بخش پاياني

ابزارها
▪ لوله هاي طوقه (Drill Collar):
لوله هاي فولادي سنگين و سختي هستند که درانتهاي رشته هاي حفاري به منظور تأمين وزن روي مته (WOB) و هم چنين سختي رشته حفاري قرارمي گيرند. ازنظر ساختار بدنه دوگونه مارپيچي و صاف وجود دارد (شکل۱) که درحفاري جهت دار نوع مارپيچي ترجيح داده مي شود. شيارهاي مارپيچي که روي بدنه لوله طوقه توسط ماشين تراشيده مي شود، سبب کاهش سطح تماس لوله با ديواره چاه به ميزان ۴۰درصد مي گردد درحالي که تنها ۴۰درصد از وزن لوله کاهش مي يابد. اين کاهش سطح تماس باعث کاهش احتمال چسبيدن لوله به ديواره چاه (Differential Sticking) و گيرکردن آن مي شود. لوله طوقه به طور ميانگين ۳۱ فوت طول دارد و ازنظر اندازه طول لوله و جنس فولادي آن، غيراز لوله طوقه معمولي سه نوع لوله ديگر وجود دارد.
- لوله طوقه کوتاه که درطول هاي ۱۵- ۱۰- ۵ فوت ساخته مي شوند.
- لوله طوقه غيرمغناطيسي که از آلياژ خاصي از فولاد زنگ نزن با کيفيت بالا ساخته مي شود.
- لوله طوقه غيرمغناطيسي کوتاه.
▪ ساب شناور (Float Sub)
يک لوله کوتاه که يک سرآن پين (نرينه) و سرديگر آن باکس (مادينه) است و محلي براي قرارگرفتن شيرشناور (Float Valve) مي باشد. معمولاً بالاي موتورهاي دکل (PDM) نصب مي شود.شيرشناور براي جلوگيري از حرکت سيال حفاري به سمت بالا از درون لوله حفاري تعبيه مي شود. و در واقع يک شير يک طرفه است که اجازه مي دهد گل از داخل رشته حفاري وارد چاه شود اما مسير برگشت ان را مي بندد و گاهي اوقات درساب بالاي مته (Bit Sub) هم نصب مي شود.
▪ تثبيت کننده ها (Stabilizer)
تثبيت کننده ها جزء ضروري تقريباً همه رشته هاي حفاري درچاه هاي جهت دار هستند. تثبيت کننده هاي نزديک مته (Near bit Stabilizer) معمولاً جايگاه شيرشناور هم هستند. برروي لوله تثبيت کننده تيغه هايي نصب شده که به صورت ۳۶۰ درجه سطح لوله را پوشش مي دهد و معمولاً روي اين تيغه ها توسط مواد سخت پوشش داده مي شود.
وظايف اصلي تثبيت کننده ها عبارتند از:
۱) کنترل انحراف چاه
۲) کاهش خطر چسبيدن لوله به چاه (Differential Sticking)
۳) تراشيدن و صاف کردن ناهمواري ها و کجي هاي چاه (Dogleg)
از نظر نحوه اتصال تيغه ها به بدنه لوله دونوع تثبيت کننده وجود دارد:
۱) تيغه هاي جوش داده شده (Welded blade stabilizer)
دراين نوع، تيغه ها توسط عمليات جوشکاري و حرارت بالا، با کيفيت بالا به بدنه لوله متصل مي شوند. تيغه ها مي توانند مستقيم و يا مارپيچي باشند (شکل ۲). اين نوع تثبيت کننده ها درسازندهاي سخت توصيه نمي شوند چراکه احتمال کنده شدن تيغه ها وجود دارد. اين نمونه بيشتر براي چاه هاي با قطر زياد و يا در سازندهاي نرم مناسب است، چراکه امکان استفاده از حداکثر شدت جريان سيال حفاري را فراهم مي کنند، درضمن اين نوع تثبيت کننده ارزان تراست.
۲) تيغه هاي يکپارچه Integrat – blade stabilizer
دراين مدل يک قطعه فلز يکپارچه به شکل لوله درآمده و توسط دستگاه، تيغه ها روي آن شکل مي گيرند. اين نمونه از نمونه قبل گران تراست. در اين نمونه لبه بيروني تيغه ها کمي گرد شده اند تا از آسيب رسيدن به ديواره جلوگيري شود و هم چنين تماس تيغه با بدنه چاه بيشتر گردد. اين تثبيت کننده ها معمولاً توسط کربيد تنگستن(نوعي آلياژ فلزي) پوشش داده مي شوند (شکل ۳).
۳) غلتک هاي تراشنده (Roller Reamer)
اين تراشنده ها به منظور حفظ اندازه چاه، کاهش گشتاور (Torque) درلوله و هم چنين ثابت نگه داشتن رشته حفاري دردونوع نزديک مته و رشته حفاري موجودند و معمولاً درسازندهاي سخت مفيد مي باشند (شکل ۴).
۴) توربين (Turbin)
اين دستگاه براساس مکانيزم چرخش گريز از مرکز (سانتريفيوژ) سيال کارمي کند. انرژي ازسرعت و حجم سيال حفاري به يک استاتور (Stator) ثابت و زاويه دار منتقل مي شود که سبب ايجاد يک نيروي چرخشي در روتور (Rotor) مقابل آن مي گردد (شکل ۵). هرترکيب استاتور و روتور يک گام (Stage) ناميده مي شود. يک توربين درعمليات حفاري جهت دار ازچندين گام تشکيل شده است. اين وسيله امروزه چندان متداول نيست و معمولاً توسط متخصصان رانده مي شود.
۵) ساب خميده (Bent Sub)
ساب خميده لوله داراي پين و باکس مي باشد که قسمت پين (نرينه) بايد با باکس (مادينه) هم سايز و هم سازباشد. پين معمولاً با زاويه اي نسبت به محور بدنه ساب ساخته مي شود. اين زاويه معمولاً بين ۱ تا ۳ درجه است که به اندازه ۱ ۲ درجه تغيير مي کند. ساب خميده بلافاصله بالاي PDM يا توربين قرارمي گيرد و با اعمال نيرو به مته سبب حرکت آن دريک مسير کماني شکل مي شود .
۶) چاله بازکن (Hole Opener)
اين وسيله يک ابزار لوله اي شکل با قطر ثابت است که براي بازکردن چاه هاي هدايت گر (Pilot Well) استفاده مي شود. براي سازندهاي مختلف داراي برشگرهاي متفاوت است که مي توان آن ها را درمحل چاه عوض کرد (شکل ۷).
۷) وايپ استاک (Whip- Stock)
يک وسيله ايجاد انحراف درچاه است که درچاه هاي باز (Openhole) و يا جداري شده (Cased hole) کاربرد دارد. ويپ استاک درچاه باز قابل بازيابي است و معمولاً براي ايجاد يک انحراف عميق درچاه هاي با حرارت بالا و يا دکل هاي کوچک مورد استفاده است. درچاه جداري شده براي ايجاد انحراف از مسيراوليه از درون جداري ها (Casing) به کارمي رود، درون جداري محکم و ثابت مي شود تا اجازه انحراف ازدرون آن را بدهد و سپس در پايان کار درهمان جا، رها مي شود (شکل ۸).
۸) جارهاي حفاري (Drilling Jar)
براي اعمال ضربه به سمت بالا يا پايين طراحي شده اند، درچاه هاي جهت دار همراه رشته حفاري رانده مي شوند تا درهنگام گيرکردن لوله (Pipe Stock) درچاه با اعمال ضربه آن را آزاد کنند. جارهاي مي توانند هيدروليکي، مکانيکي و يا هيدرومکانيکي باشند (شکل ۹).
۹) موتورهاي قابل هدايت (Steerable Motor)
ازآخرين دستاوردهاي تکنولوژي حفاري جهت دار است: اين دستگاه يک PDM است که هم مي تواند بچرخد و با حفر سازند به پيش رود و هم درصورت لزوم جهت داده شود. يک غلاف خميده اين امکان را مي دهد که درهنگام جهت دهي، دستگاه نسبت به محوررشته حفاري منحرف شود و با استفاده ازاين انحراف مي توان اصلاحات کوچک را درمسير چاه اعمال کرد (شکل ۱۰).
● اصطلاحات
▪ Differential Sticking :
هنگامي که اختلاف فشارسيال درون چاه و فشار سازند زياد باشد فشار سيال باعث چسباندن لوله به ديواره چاه و درنتيجه گيرکردن آن مي شود.
▪ Dogleg:
ميزان خميدگي کلي درمسير چاه را گويند که شامل تغييرات زاويه عمودي (inclination) و يا زاويه افقي (Azimooth) مي باشد.
▪ Near bit Stabilizer :
تثبيت کننده اي که درست بالاي مته نصب مي شود .
▪ Open hole :
قسمتي از چاه که درآن لوله جداري (Casing) نصب نشده است.
▪ Casing :
لوله هاي فولادي محکم و پايداري هستند که براي محافظت از ديواره چاه و يک سري وظايف ديگر بعد از حفاري درون هرقسمت از چاه قرارداده مي شوند.
▪ Pilot hole :
چاهي با قطر کمتر از قطر نهايي که براي ايجاد انحراف اوليه درمسير چاه حفر مي گردد.
▪ Weight On bit :
وزني که معمولاً توسط لوله هاي طوقه برروي مته اعمال مي شود که به عمليات حفاري و سرعت پيشروي آن کمک کند.

تاريخچه حفر گمانه بسيار قديمي است و پيشينيان براي جستجوي آب دردشتها و درهها به حفر گمانه ميپرداختهاند و چون تلمبه اختراع نشده بود، در اغلب موارد آب از ...

واژه سيال حفاري به اون دسته از سيالاتي گفته ميشه که در عمليات حفاري و در موارد زير استفاده بشه: 1) خنک و تميز و شفاف کردن و جلا دادن سر مته هه و لوله ...

تاريخچه حفر گمانه بسيار قديمي است و پيشينيان براي جستجوي آب دردشتها و دره ها به حفر گمانه مي پرداخته اند و چون تلمبه اختراع نشده بود، در اغلب موارد آب ...

تاريخچه حفر گمانه بسيار قديمي است و پيشينيان براي جستجوي آب دردشتها و دره‌ها به حفر گمانه مي‌پرداخته‌اند و چون تلمبه اختراع نشده بود، در اغلب موارد آب ...

در هر حال نگهداري و تعميرات (نت) نمي تواند باعث افزايش طول عمر طراحي شده شود ، ولي نگهداري و تعميرات مي تواند عملكرد تجهيزات را براي كارخانه شما حفظ ن ...

يکي از مهم ترين بحث ها در مهندسي، اندازه گيري است. يعني هر چه اندازه گيري ها دقيق تر باشد خطا کمتر خواهد بود. کشورهاي پيشرفته در علوم مهندسي داراي خطا ...

● تعريف: حفاري جهت دار نوعي از حفاري است که در آن مسير چاه بر اساس نقشه اي معين و از پيش طراحي شده، براي رسيدن به ناحيه هدف (Target Area) از حالت عمود ...

● حفاري کندن چاه و رسيدن به هدف مورد نظر را حفاري مي گويند حفاري يکي از کارهاي پيچيده و گران و طاقت فرسا وتخصصي در صنعت نفت بشمار مي رود. هر کاري که م ...

دانلود نسخه PDF - ابزار حفاري