آشنایی با ابزار و وسایل حفاری جهت دار یران - ویپ استاک چیست

آشنایی با ابزار و وسایل حفاری جهت دار

● ابزارها

لوله های فولادی سنگین و سختی هستند که درانتهای رشته های حفاری به منظور تأمین وزن روی مته (WOB) و هم چنین سختی رشته حفاری قرارمی گیرند. ازنظر ساختار بدنه دوگونه مارپیچی و صاف وجود دارد (شکل۱) که درحفاری جهت دار نوع مارپیچی ترجیح داده می شود. شیارهای مارپیچی که روی بدنه لوله طوقه توسط ماشین تراشیده می شود، سبب کاهش سطح تماس لوله با دیواره چاه به میزان ۴۰درصد می گردد درحالی که تنها ۴۰درصد از وزن لوله کاهش می یابد. این کاهش سطح تماس باعث کاهش احتمال چسبیدن لوله به دیواره چاه (Differential Sticking) و گیرکردن آن می شود. لوله طوقه به طور میانگین ۳۱ فوت طول دارد و ازنظر اندازه طول لوله و جنس فولادی آن، غیراز لوله طوقه معمولی سه نوع لوله دیگر وجود دارد.

ویپ استاک چیست

لوله طوقه کوتاه که درطول های ۱۵ ۱۰ ۵ فوت ساخته می شوند.

لوله طوقه غیرمغناطیسی که از آلیاژ خاصی از فولاد زنگ نزن با کیفیت بالا ساخته می شود.

لوله طوقه غیرمغناطیسی کوتاه.

▪ ساب شناور (Float Sub)

یک لوله کوتاه که یک سرآن پین (نرینه) و سردیگر آن باکس (مادینه) است و محلی برای قرارگرفتن شیرشناور (Float Valve) می باشد. معمولاً بالای موتورهای دکل (PDM) نصب می شود.شیرشناور برای جلوگیری از حرکت سیال حفاری به سمت بالا از درون لوله حفاری تعبیه می شود. و در واقع یک شیر یک طرفه است که اجازه می دهد گل از داخل رشته حفاری وارد چاه شود اما مسیر برگشت ان را می بندد و گاهی اوقات درساب بالای مته (Bit Sub) هم نصب می شود.

▪ تثبیت کننده ها (Stabilizer)

تثبیت کننده ها جزء ضروری تقریباً همه رشته های حفاری درچاه های جهت دار هستند. تثبیت کننده های نزدیک مته (Near bit Stabilizer) معمولاً جایگاه شیرشناور هم هستند. برروی لوله تثبیت کننده تیغه هایی نصب شده که به صورت ۳۶۰ درجه سطح لوله را پوشش می دهد و معمولاً روی این تیغه ها توسط مواد سخت پوشش داده می شود.

وظایف اصلی تثبیت کننده ها عبارتند از:

۱) کنترل انحراف چاه

۲) کاهش خطر چسبیدن لوله به چاه (Differential Sticking)

۳) تراشیدن و صاف کردن ناهمواری ها و کجی های چاه (Dogleg)

از نظر نحوه اتصال تیغه ها به بدنه لوله دونوع تثبیت کننده وجود دارد:

۱) تیغه های جوش داده شده (Welded blade stabilizer)

دراین نوع، تیغه ها توسط عملیات جوشکاری و حرارت بالا، با کیفیت بالا به بدنه لوله متصل می شوند. تیغه ها می توانند مستقیم و یا مارپیچی باشند (شکل ۲). این نوع تثبیت کننده ها درسازندهای سخت توصیه نمی شوند چراکه احتمال کنده شدن تیغه ها وجود دارد. این نمونه بیشتر برای چاه های با قطر زیاد و یا در سازندهای نرم مناسب است، چراکه امکان استفاده از حداکثر شدت جریان سیال حفاری را فراهم می کنند، درضمن این نوع تثبیت کننده ارزان تراست.

۲) تیغه های یکپارچه Integrat – blade stabilizer

دراین مدل یک قطعه فلز یکپارچه به شکل لوله درآمده و توسط دستگاه، تیغه ها روی آن شکل می گیرند. این نمونه از نمونه قبل گران تراست. در این نمونه لبه بیرونی تیغه ها کمی گرد شده اند تا از آسیب رسیدن به دیواره جلوگیری شود و هم چنین تماس تیغه با بدنه چاه بیشتر گردد. این تثبیت کننده ها معمولاً توسط کربید تنگستن(نوعی آلیاژ فلزی) پوشش داده می شوند (شکل ۳).

۳) غلتک های تراشنده (Roller Reamer)

این تراشنده ها به منظور حفظ اندازه چاه، کاهش گشتاور (Torque) درلوله و هم چنین ثابت نگه داشتن رشته حفاری دردونوع نزدیک مته و رشته حفاری موجودند و معمولاً درسازندهای سخت مفید می باشند (شکل ۴).

۴) توربین (Turbin)

این دستگاه براساس مکانیزم چرخش گریز از مرکز (سانتریفیوژ) سیال کارمی کند. انرژی ازسرعت و حجم سیال حفاری به یک استاتور (Stator) ثابت و زاویه دار منتقل می شود که سبب ایجاد یک نیروی چرخشی در روتور (Rotor) مقابل آن می گردد (شکل ۵). هرترکیب استاتور و روتور یک گام (Stage) نامیده می شود. یک توربین درعملیات حفاری جهت دار ازچندین گام تشکیل شده است. این وسیله امروزه چندان متداول نیست و معمولاً توسط متخصصان رانده می شود.

۵) ساب خمیده (Bent Sub)

ساب خمیده لوله دارای پین و باکس می باشد که قسمت پین (نرینه) باید با باکس (مادینه) هم سایز و هم سازباشد. پین معمولاً با زاویه ای نسبت به محور بدنه ساب ساخته می شود. این زاویه معمولاً بین ۱ تا ۳ درجه است که به اندازه ۱/۲ درجه تغییر می کند. ساب خمیده بلافاصله بالای PDM یا توربین قرارمی گیرد و با اعمال نیرو به مته سبب حرکت آن دریک مسیر کمانی شکل می شود .

۶) چاله بازکن (Hole Opener)

این وسیله یک ابزار لوله ای شکل با قطر ثابت است که برای بازکردن چاه های هدایت گر (Pilot Well) استفاده می شود. برای سازندهای مختلف دارای برشگرهای متفاوت است که می توان آن ها را درمحل چاه عوض کرد (شکل ۷).

۷) وایپ استاک (Whip Stock)

یک وسیله ایجاد انحراف درچاه است که درچاه های باز (Openhole) و یا جداری شده (Cased hole) کاربرد دارد. ویپ استاک درچاه باز قابل بازیابی است و معمولاً برای ایجاد یک انحراف عمیق درچاه های با حرارت بالا و یا دکل های کوچک مورد استفاده است. درچاه جداری شده برای ایجاد انحراف از مسیراولیه از درون جداری ها (Casing) به کارمی رود، درون جداری محکم و ثابت می شود تا اجازه انحراف ازدرون آن را بدهد و سپس در پایان کار درهمان جا، رها می شود (شکل ۸).

۸) جارهای حفاری (Drilling Jar)

برای اعمال ضربه به سمت بالا یا پایین طراحی شده اند، درچاه های جهت دار همراه رشته حفاری رانده می شوند تا درهنگام گیرکردن لوله (Pipe Stock) درچاه با اعمال ضربه آن را آزاد کنند. جارهای می توانند هیدرولیکی، مکانیکی و یا هیدرومکانیکی باشند (شکل ۹).

۹) موتورهای قابل هدایت (Steerable Motor)

ازآخرین دستاوردهای تکنولوژی حفاری جهت دار است: این دستگاه یک PDM است که هم می تواند بچرخد و با حفر سازند به پیش رود و هم درصورت لزوم جهت داده شود. یک غلاف خمیده این امکان را می دهد که درهنگام جهت دهی، دستگاه نسبت به محوررشته حفاری منحرف شود و با استفاده ازاین انحراف می توان اصلاحات کوچک را درمسیر چاه اعمال کرد (شکل ۱۰).

● اصطلاحات

▪ Differential Sticking :

هنگامی که اختلاف فشارسیال درون چاه و فشار سازند زیاد باشد فشار سیال باعث چسباندن لوله به دیواره چاه و درنتیجه گیرکردن آن می شود.

▪ Dogleg:

میزان خمیدگی کلی درمسیر چاه را گویند که شامل تغییرات زاویه عمودی (inclination) و یا زاویه افقی (Azimooth) می باشد.

▪ Near bit Stabilizer :

تثبیت کننده ای که درست بالای مته نصب می شود .

▪ Open hole :

قسمتی از چاه که درآن لوله جداری (Casing) نصب نشده است.

▪ Casing :

لوله های فولادی محکم و پایداری هستند که برای محافظت از دیواره چاه و یک سری وظایف دیگر بعد از حفاری درون هرقسمت از چاه قرارداده می شوند.

▪ Pilot hole :

چاهی با قطر کمتر از قطر نهایی که برای ایجاد انحراف اولیه درمسیر چاه حفر می گردد.

▪ Weight On bit :

وزنی که معمولاً توسط لوله های طوقه برروی مته اعمال می شود که به عملیات حفاری و سرعت پیشروی آن کمک کند.

خبرگزاری ایسنا
ویرایش و تلخیص:برگزیده ها