چاه پیمایی و ابزارهای مربوطه و رشته لوله مغزی و اجزای آن

چاه پیمایی و ابزارهای مربوطه و رشته لوله مغزی و اجزای آن

عملیات و تعمیرات درون چاه:
این بخش از شرکت پیراحفاری وظیفه ی تعمیرات اجزای رشته لوله مغزی را با استفاده از سیم/کابل چاه پیمایی بر عهده دارد. این قسمت شامل دستگاهها و وسایل چاه پیمایی بخش فیزیک سنجی و قسمت تعمیرگاه وسایل درون چاهی است.
می دانیم بسته به نوع عملیات چاه پیمایی از سیم یا کابل استفاده می شود پس در این متن منظور از کابل یا سیم چاه پیمایی همان رشته ی چاه پیمای است.

این قسمت ها در این گزارش به طور خلاصه توضیح داده شده است و با نظر به اینکه کتابچه های کاملی در این مورد نوشته شده تکرار آنها در این گزارش ضرورت ندارد.

١) دستگاهها و وسایل چاه پیمایی:
الف- وسایل کنترل فشار و ادوات سطحی:
همانطور که در شکل زیر مشخص شده است اجزای کنترل فشار و ادوات سطحی بر روی تاج چاه بسته می شوند. به این منظور ابتدا شیر ایمنی را از حالت خودکار خارج می کنند تا هنگام ورود ابزار چاه پیمایی به داخل چاه بسته نشود که در این صورت کابل چاه پیمای را قطع می کند. حال درپوش چاه را برداشته و بر روی شیر عمقی وسیله ی کنترل فشار (BOP) را نصب می کنند. بر روی دستگاه کنترل فشار معمولا سه شاخه لوله موسوم به لوبریکیتور نصب شده و روی آن استافینگ باکس(Stuffing Box) نصب می شود.

١- جرثقیل:
جرثقیل برای بلند کردن ادوات سطحی برای متصل کردن یا باز کردن از سر چاه و همچنین بلند کردن لوبریکیتور و استافینگ باکس برای اتصال ابزار به کابل چاه پیمایی استفاده می شود.

٢-کامیون چاه پیمایی:
کامیون چاه پیمایی دارای دو تا سه قرقره ی کابل/سیم چاه پیمایی با قطرهای مختلف است. همچنین در اتاقک پشت قرقره ها یک فرمان٬ دو دنده و دو اندازه گیر وجود دارد که یکی عمق و یکی مقدار کشش موجود در کابل را نشان می دهد.
اگر نیروی کششی که اندازه گیر نشان می دهد از وزن ابزار هنگام راندن کمتر شد یعنی ابزار چاه پیمایی بر روی جایی نشسته است و اگر نیروی کششی که اندازه گیر نشان می دهد از وزن ابزار هنگام راندن بیشتر شد یعنی ابزار به جایی گیر کرده است. با استفاده از فرمان می توان سیم چاه پیمایی را طوری هدایت کرد که به طور منظم به دور قرقره پیچیده شود. از دنده ها هم برای تنظیم سرعت پیچیدن سیم استفاده می شود.

٣- BOPیا کنترل کننده ی فشار:
دستگاه کنترل فشار برای ایمن کردن چاه هنگام چاه پیمایی باید بر روی شیر عمقی نصب گردد. با نصب ابن قسمت فوران احتمالی چاه را می توان کنترل کرده و با ایمنی کامل به چاه پیمایی ادامه داد . تیغه های این دستگاه از یک نوع لاستیک بسیار فشرده شده ساخته شده که در لبه ی هر دو تیغه یک نیم دایره کنده شده بطوریکه با بسته شدن دریچه٬ این تیغه ها کاملا به هم چسبیده و در وسط یک دایره به قطر کابل چاه پیمایی به وجود می آید. وجود این دایره موجب میشود تا هنگام فوران و بسته شدن این تیغه ها سیم چاه پیمایی قطع نشود.

٤- لوبریکیتور:
این وسیله فضایی را ایجاد می کند تا ابزار چاه پیمایی بدون خروج هر گونه سی�'الی به درون چاه وارد شوند. به عبارت دیگر ابتدا وسایل و ابزار چاه پیمایی را در درون لوبریکیتور نگه می دارند سپس لوبریکیتور را بوسیله ی جرثقیل بر روی دستگاه کنترل فشار قرار داده و پس از اتصال وسایل را از درون لوبریکیتور به درون چاه میرانند . طول لوله ی لوبریکیتور معمولا هشت فوت است و در عملیات چاه پیمایی متناسب با نوع عملیات و طول ابزار چاه پیمایی استفاده می گردد.

٥- استافینگ باکس:
این وسیله بر روی لوبریکیتور نصب شده و کابل چاه پیمایی از میان آن گذشته و از طریق قرقره ای جهت کابل را از بالا به سمت پایین تغییر جهت می دهد. پس این وسیله باید مانع از خروج سیال از اطراف کابل چاه پیمایی شود. به همین منظور در درون بدنه ی استافینگ باکس چندین دسته از واشر ها وجود دارند که به طور فشرده دور کابل چاه پیمایی را می گیرند و مانع از خروج سیال می شوند. اما برای کاهش اصطکاک و همچنین خنک کردن کابل چاه پیمایی از روغن استفاده میشود.

٦- هی پولی:
این قرقره با استفاده از یک زنجیر به دستگاه کنترل فشار متصل می شود موجب تغییر جهت سیم از استافینگ باکس به درون کامیون چاه پیمایی می شود. در بین زنجیر اتصال و قرقره یک وسیله ی اندازه گیری وزن بسته می شود تا نیروی کشش وارد بر کابل را اندازه بگیرد . این اندازه گیر است که نیروی کشش وارد بر کابل را در کامیون چاه پیمایی نشان می دهد.

ب- ابزارهای پایه:
ابزارهای پایه شامل ابزارهایی است که در تمام عملیات های چاه پیمایی بسته میشوند و بقیه ی ابزارهای لازم متناسب با عملیات به آنها بسته می شوند.
البته خود کابل چاه پیمایی در اندازه و قطرهای متفاوت به صورت چند رشته وجود دارند. این کابل ها به دو صورت وجود دارند:

• یک رشته در وسط٬ شش رشته در اطراف و سپس نه رشته ی با قطر بیشتر آنها را احاطه نموده است.
• یک رشته در وسط٬ نه رشته در اطراف و سپس نه رشته ی با قطور تر آنها را احاطه نموده است.

کابل های چاه پیمایی در اندازه های مختلف "16/15 ٬ "4/1 ٬ "32/7 ٬ "16/3 وجود دارند و طول آنها حدود 20000-18000 فوت است.

سیم چاه پیمایی در اندازه های مختلف همچون "066/0 تا "125/0 وجود دارند.

١-Rope Socket:
این وسیله برای اتصال سیم چاه پیمایی به رشته ابزار چاه پیمایی به کار می رود. نوک این وسیله به صورت گرد و تیپرد بوده تا هنگام بالا کشیدن ابزار چاه پیمایی٬ ابزار به لبه ی لوله مغزی و دیگر قسمت ها گیر نکند.

به سه طریق سیم چاه پیمایی به Rope Socket متصل می شود که در شکل زیر آنرا می بینید.

٢- جار یا ضربه زن:
این وسیله برای ضربه زدن و بیرون آوردن ابزارهای کنترل و یا قطع کننده ی جریان مانند شیر ایمنی استفاده می شود. این وسیله دارای انواع مختلف است که دو نوع معروف آن مکانیکال جار و هیدرولیک جار می باشند.

مکانیکال جار از دو قسمت مجزای زنجیر مانند درست شده که هم به بالا و هم پایین می تواند ضربه وارد کند که این ضربه قابل کنترل نیست. نوع هیدرولیک فقط به بالا می تواند ضربه وارد کند در حالی که قدرت این ضربه قابل کنترل است.

در عملیات مانده یابی به جای مکانیکال جار از تیوبولار جار استفاده می شود که نوع دیگری از جار ها است که محوطه ای که قسمت محرک جار در آن حرکت میکند به صورت استوانه بسته است و چند مجرا برای خروج سیال دارد. البته ضربه وارده از این نوع جار آرام تر از مکانیکال جار است که دور قسمت ضربه زن باز است.

٣- استم یا وزنه:
از وزنه برای افزایش وزن و غلبه بر نیروی سیال چاه استفاده می شود تا ابزار چاه پیمایی در درون چاه به سمت پایین حرکت کنند . همچنین این وسیله جهت اعمال ضربه ی موثر استفاده می شود.

٤- ابزارهای نصب و بیرون آوردن:
این ابزار برای نصب کردن و بیرون آوردن اجزای رشته ی لوله مغزی استفاده میشود و دارای فینگرهایی جهت گرفتن گردن فیشینگ ابزار (Fishing Neck) هستند که وسایل درون چاهی را نصب و یا بیرون می آورند. این ابزارها دارای انواع بسیار میباشد.

٥- Knuckle joint:
این اتصال لولایی به ابزار چاه پیمایی قابلیت انعطاف پذیری می دهد. این ابزار از دو بخش عمده تشکیل شده به طوریکه یکی از بخش ها سر ساچمه مانند دارد که در فضای کروی بخش دیگر گردش می کند.

ج- ابزارهای اختصاصی:
ابزارهای اختصاصی شامل ابزار بسیار وسیعی می باشد که بسته به عملیات مورد نظر از ابزار مخصوص استفاده می شود. در این گزارش در مورد تعدادی از این ابزار که استفاده بیشتر دارند توضیح مختصری داده شده است.

١- Gauge Ring/Cutter:
از این وسیله برای بررسی قطر داخلی لوله ی مغزی و برطرف کردن موانع آسفالتین و شنی موجود در درون لوله مغری استفاده می شود. همچنین برای اندازه گیری عمق قابل دسترس یک چاه Gauge Ring را به کابل چاه پیمایی می بندند و در چاه می رانند و این وسیله پس از کندن موانع قابل گذر تا عمق نهایی قابل دسترس پیش می رود. حال از روی اندازه گیر درون کامیون چاه پیمایی می توان عمق را ثبت کرد.

٢- Blind Box:
این وسیله همانند یک وزنه با ضربه تمام موانع درون رشته لوله مغزی کنده و به پایین می برد. همچنین از این وسیله هنگام عملیات مانده یابی برای قطع کردن سیم چاه پیمایی از Rope Socket استفاده می شود.

٣- Spear:
این وسیله یکی از ابزار مانده یابی است که بر روی بدنه ی آن برجستگی های میخ شکل وجود دارد . هنگامی که سیم چاه پیمایی هنگام عملیات بریده شود به صورت حلقه حلقه بر روی ابزار می افتد. حال از spear استفاده می کنند تا در میان این حلقه ها قرار گرفته و سیم چاه پیمایی به برجستگی های روی این وسیله گیر کرده و بالا کشیده می شود.

٤- Sand Bailer:
از این وسیله برای گرفتن نمونه از رسوبات و مواد شنی درون رشته لوله مغزی استفاده می شود. این وسیله یک استوانه ی توخالی است که در ته آن یک دریچه یکطرفه (به طرف داخل)وجود دارد که بوسیله ی فنر پشت آن بسته می شود. هنگامی که این وسیله بر روی موانع با ضربه می نشیند دریچه باز شده و نمونه وارد استوانه ی نمونه گیر شده فنر دریچه را می بندد. حال نمونه را بالا می کشند. در بالای استوانه چند روزنه تعبیه شده تا هنگام ورود نمونه به استوانه سیال درون استوانه ار بالا خارج شود.

٥- قالب اثر بردار:
از این وسیله برای تعیین شکل و اندازه ی سر ابزار ساقط شده در درون چاه استفاده می شود تا ابزار مانده یابی مناسب استفاده شود. در ته این وسیله یک قالب سربی وجود دارد که اگر این وسیله با ضربه بر روی ابزاری بخورد اثر آن روی سرب حک می شود. حال با توجه به اثر حک شده٬ از وسیله ی مانده یابی با اندازه های مناسب استفاده می شود.

٦-خراشنده(Scratcher):
این وسیله برای کندن و از بین بردن پارافین جمع شده در درون لوله ی مغزی استفاده می شود. تیغه های روی بدنه ی این وسیله با حرکت این وسیله به موانع پارافینی گیر کرده و آنها می تراشد.

٧- Kick Over Tool:
این وسیله به منظور نصب و یا بازیافت شیر تزریق مواد ضد خورندگی و شیر فرازآوری در درون Side Pocket Mandrel استفاده می شود.

٨- End Locator:
از این وسیله به منظور یافتن عمق دقیق انتهای لوله ی مغزی استفاده می شود که دارای دو نوع تک اهرم و دو اهرم است. نوع تک اهرم قادر است در هر عملیات تنها یکبار تعیین عمق نماید. ولی نوع دو اهرم چندین بار می تواند تعیین عمق نماید.

٩-نمونه گیر Ruska:
این وسیله از دو قسمت اعظم تشکیل شده است:

• سیلندر یا مخزن نمونه گیری که در دو طرف آن دریچه هایی وجود دارد.

• قسمتی که بر اساس برنامه ی زمان بندی شده دریچه های اطراف سیلندر را می بندد. این دریچه ها یا با استفاده از ساعت کوک شده بسته می شوند و یا بر اساس ضربه ای که به نمونه گیر زده می شود.نمونه گیر ساعتی هنگام رانده شدن روی ساعتی تنظیم می شود و در آن زمان تنظیم شده باید در عمق مورد نظر باشد که عمل کرده و دریچه های بالا و پایین سیلندر را ببندد. اما نمونه گیر ضربه ای وقتی به عمق مورد نظر رانده شد با بالا و پایین کردن آن و ضربه زدن آن دریچه ها بسته می شوند.با بسته شدن دریچه ها سیال درون سیلندر با همان فشار سیال درون چاه محبوس خواهد شد.

اشتراک این دو نوع نمونه گیر Ruska ٬ وجود یک پیستون است که در اثر یک ضربه ی مختصر با کشیدن یک میله دریچه را می بندد. یک مخزن فشرده ی روغن در پشت پیستون وجود دارد و یک سوزن در پشت پرده (دیافراگم) آن مخزن قرار دارد. با برخورد یک ضربه ی کوچک این سوزن پرده ی مخزن فشرده ی روغن را پاره کرده و با خارج شدن روغن ٬ پیستون توسط فنر پشت سر خود عقب کشیده شده و همراه با پیستون ٬ میله ای که به دریچه ها متصل است عقب کشیده می شود و نهایتا دریچه ها بسته می شوند.

اما این ضربه کوچکی که به سوزن زده می شود به دو طریق امکان پذیر است:

 ضربه با ساعت که ساعت را روی زمان خاصی (مثلا ٩٠ دقیقه) تنظیم می کنیم. وقتی ساعت را کوک می کنیم اهرمی که جلویش وجود دارد به عقب کشیده می شود و متناسب با گذشت زمان کم کم به جلو حرکت می کند. در جلوی این اهرم یک آهن ربا وجود دارد که با فشار اهرم کم کم به سمت جلو حرکت می کند تا به فاصله ای برسد که آهن ربای مقابل خود را جذب کند. با جذب شدن آهن ربای دوم توسط آهن ربای اول٬ نگهدارنده های دور یک ضربه زن آزاد شده و فنر پشت آن ٬ آن را به سمت جلو پرتاب می کند که به سوزن پشت مخزن روغن خورده و به آن ضربه می زند. البته این واکنش ها تا وقتی که ساعت به زمان تنظیم شده ی خود نرسد انجام نمی شود.

 ضربه با بالا و پایین کردن نمونه گیر: در درون درپوش نمونه گیر یک آونگ آزاد وجود دارد که با بالا و پایین کردن نمونه گیر ضربه می زند. این ضربه مستقیما به سوزن منتقل می شود. البته این بالا و پایین کردن باید در عمق مورد نظر انجام شود.

همانطور که گفته شد نمونه ی گرفته شده توسط نمونه گیر Ruska با همان فشار سیال درون چاه در درون سیلندر وجود دارد پس هنگام باز کردن آن توسط تجهیزات آزمایشگاهی می توان فشار سیال درون چاه را بدست آورد. همچنین برای اندازه گیری دما یک دماسنج درون نمونه گیر تعبیه شده که هنگامی که به بالاترین دمای اندازه گرفته شده رسید دیگر از آن پایین نمی آید. پس دما را هم می توان از روی این دماسنج بدست آورد. البته هنگام کار با نمونه گیر که از چاه بیرون آمده باید مواظب بود که ضربه ی شدید به آن نخورد زیرا جیوه دماسنج درون آن با ضربه به پایین حرکت کرده و دمای مورد نظر از دست خواهد رفت.

د- ابزارهای اندازه گیری:
منظور از ابزارهای اندازه گیری وسیله هایی است که برای اندازه گیری فشار و دمای سیال درون چاه به کابل چاه پیمایی متصل می شوند.

١- امرادا:
دو نوع امرادا وجود دارد: امرادای فشار که فشار را به صورت یک نمودار پله ای روی چارت مخصوص ترسیم می کند و با دماسنج تعبیه شده در نوک آن می توان دما را ثبت کرد. اما امرادای دما که تنها دما را به صورت یک نمودار پله ای روی چارت مخصوص ترسیم می کند. ساختار درونی هر دو نوع امرادا به یک صورت است.

 در امرادای فشار سیال از طریق سوراخی که در نوک امرادا وجود دارد وارد قسمت جلوی امرادا که Oil Trap نام دارد شده و فنر Bellows را فشرده می کند.این فشردگی به قسمت فنر مانندی که Pressure Coil نام دارد منتقل شده و به صورت حرکت دورانی در می آید. به بیان دیگر با افزایش فشار ٬ حرکت خطی Bellows به حرکت چرخشی در می آید که این حرکت چرخشی به قسمت سوزن گیر که Stylus Shaft منتقل شده و این Shaft سوزن را می چرخاند.از طرف دیگر ساعت کوک شده ی امرادا هنگامی که کار می کند یک صفحه را می چرخاند که این صفحه به Lead Screw.Nut متصل است که حرکت دورانی ساعت را به حرکت خطی تبدیل می کند. سر دیگر Lead Screw.Nut که حرکت خطی دارد به نگهدارنده ی چارت (Chart Holder) متصل است پس آنرا هل می دهد.

 امرادای دما دارای یک مخرن در نوک خود می باشد که پر از گاز است.وقتی امرادا در چاه رانده می شود دما ی بالای سیال چاه موجب انبساط گاز مذکور شده و یک پیستون را که به Bellows متصل است فشار می دهد. بقیه ی مکانیزم رسم چارت همانند امرادای فشار است.
با حرکت Chart Holder سوزن در حالی که حرکت چرخشی متناسب با فشار دارد روی چارت خطوطی را حک می کند که این خطوط تعیین کننده ی فشار سیال چاه خواهند بود.

٢- Memory Gauge:
این وسیله که برای اندازه گیری فشار و دمای مخزن به کار می رود هم جدیدتر و هم دقیق تر از امرادا بوده و با اتصال آن به کامپیوتر داده ها را می توان مستقیما خواند یعنی نیاز به چارت خوانی ندارد.

برای راندن این وسیله ابتدا وسیله را به کامپیوتر متصل کرده و با استفاده از نرم افزار خود دستگاه بر روی آن برنامه ریزی می کنیم. با این نرم افزار می توان تعداد اندازه گیری ها را بر اساس زمان کنترل کرد. مثلا هر چند ثانیه داده ها را ثبت کند. در قسمت انتهایی این وسیله یک باتری بسته شده که برق دستگاه را تامین می کند.

پس از برنامه ریزی دستگاه ساعت آنرا به وقت محلی تنظیم کرده و آنرا به درون چاه می رانیم. همزمان با راندن Memory Gauge ما عمق این وسیله را بر اساس زمان یادداشت می کنیم. پس از اتمام اندازه گیری و انتقال داده ها به کامپیوتر ما عمق را بر اساس زمان در کنار اطلاعات دستگاه می نویسیم تا بدانیم در چه عمقی چه فشاری داشته ایم.

نمونه ی داده های آن در زیر نشان داده شده است.

# Client   :IDSC
# Field    :Gharb
# Well     :NIS-7
# Zone     :Asmari
# Operator :
# Job No 01
# Serial Number : 7648 Calibration Date : 04/10/19

Date Time         Pressure         Temperature
              psig           degF
06/10/10 11:42:38 27.69  96.2
06/10/10 11:42:43 49.63  96.3
06/10/10 11:42:48 71.46  96.3
06/10/10 11:42:53 95.17  96.3
06/10/10 11:42:58 121.25  96.4
06/10/10 11:43:03 147.00  96.4
06/10/10 11:43:08 172.55  96.5
06/10/10 11:43:13 197.91  96.5
06/10/10 11:43:18 223.17  96.6
06/10/10 11:43:23 249.19  96.7
06/10/10 11:43:28 291.19  96.8
06/10/10 11:43:33 344.39  96.9
06/10/10 11:43:38 397.27  97.0
06/10/10 11:43:43 448.73  97.1
06/10/10 11:43:48 499.91  97.2
06/10/10 11:43:53 551.41  97.4
06/10/10 11:43:58 594.23  97.5
06/10/10 11:44:03 636.52  97.7
06/10/10 11:44:08 680.58  97.9
06/10/10 11:44:13 725.34  98.0
06/10/10 11:44:18 796.50  98.2
06/10/10 11:44:23 912.46  98.5

٢) تکمیل و تعمیر چاه:
الف- انواع رشته تکمیلی:
معمولا رشته لوله های مغزی به سه طریق تکمیل می شوند:

• Kick Off Wells:
چاه هایی هستند که رشته لوله مغزی تنها با استفاده از نگهدارنده لوله مغزی نگاهداشته شده اند و سر دیگر آن آزاد است. شیرهای فرازآوری در این چاه ها برای تزریق گاز به درون سیال آنالوس استفاده می شوند و سیال می تواند از طریق آنالوس تولید می شود.

• Urban Wells یا چاه های حومه شهری:
در چاه های حومه شهری دو سر رشته لوله ی مغزی محکم نگاهداشته می شوند. به این ترتیب که از بالا با نگهدارنده ی لوله مغزی و از پایین با استفاده از توپک و یا همان Packer به درون لوله ی جداری می چسبد.

• Gas Wells یا چاه های گازی:
در چاه های گازی طرز تکمیل چاه بسیار شبیه تکمیل چاه های حومه شهری است و تنها تفاوت این دو با هم این است که چاه های گازی دارای رشته ی تکمیلی بلندتر می باشد. همچنین در چاه های گازی وسیله های بیشتری به کار می روند.
یک نمونه تکمیل چاه را به صورت نسبتا کامل در شکل می بینید.

ب- اجزای رشته تکمیلی ٬ نحوه نصب و هدف از آن:

١-نگهدارنده لوله مغزی (Tubing Hanger):
نگهدارنده ی لوله ی مغزی وظیفه ی نگهداشتن تمامی رشته لوله ی مغزی را بر عهده دارد. این وسیله در درون ماسوره سر لوله ی مغزی می نشیند و واشرهای آن عمل نشت بندی را انجام می دهند. پیچ های تعبیه شده روی اسپول ماسوره(Tie Down Screw) بر روی نگهدارنده ی لوله مغزی سفت می شوند که این پیچ ها با نیروی زیادی نگهدارنده را به سمت پایین فشار می دهند. این عمل هم موجب آب بندی دور نگهدارنده شده و هم از پرتاب شدن لوله های مغزی به سمت بالا در اثر فشار چاه جلوگیری می کند.

این وسیله از سه قسمت گردن٬ بدنه و دم تشکیل شده که در قسمت بدنه یک مجرا برای عبور لوله ی روغن شیر ایمنی تعبیه شده است.

٢- Fluted Adaptor:
این وسیله معمولا در قسمت های بالایی لوله ی مغزی قرار دارد و بر روی بدنه ی آن شیار هایی تعبیه شده تا لوله ی روغن شیر ایمنی (Control Line) از میان آن عبور کرده و با تسمه هایی به آن بسته شود. این عمل باعث می شود که این لوله در چاه ول نباشد و محکم باشد.

٣-Flow Coupling:
در طول رشته لوله مغزی ممکن است قطر لوله ها تغییر کند. مثلا در شیر ایمنی درون چاهی و یا پس از پستانک نارونده این تغییر قطر موجب می شود تا قبل و بعد از orifice موجود (جایی که قطر کمتر دارد) جریان به صورت آشفته (Turbulent) در بیاید که این موجب سایش و خوردگی لوله ی مغزی می شود. به همین دلیل قبل و بعد از این orificeها را یک لوله شبیه خود لوله مغزی اما با قطر بیشتر می گذارند تا اثر خوردگی ناشی از جریان آشفته را خنثی کرده و جریان پس از گذشتن از این لوله ها به جریان آرام تبدیل شود. به این لوله طوقه آرامبخش (Flow Coupling) می گویند.
طول این لوله بستگی به جهت جریان دارد و قسمتی را که جریان قبل از Orifice به آن می رسد کوتاهتر از قسمت بعد از Orifice در نظر می گیرند. زیرا اثر آشفتگی در بعد از Orifice بیشتر است.

٤- شیر ایمنی درون چاهی:
شیرهای ایمنی دزون چاهی معمولا در عمق بین ١٠٠ تا ٣٠٠ فوت در درون لوله ی مغزی در جایگاه نصب شیر ایمنی که به Landing Nipple موسوم است نصب می شود. برای نصب شیر ایمنی را به Running Tool بسته و در چاه می رانند.تا در درون جایگاهش بنشیند. حال با ضربه زدن به این شیر زائده هایی از آن بیرون آمده و در درون جایگاه کیپ می شوند تا مانع از حرکت شیر ایمنی به سمت بالا شوند.واشرهای دور بدنه هم از خروج روغن از محوطه ی دور روزنه ی شیر ایمنی جلوگیری می کنند.این شیرها در معمولا در دو دسته از چاه ها استفاده می شوند:

• چاه هایی که در نزدیکی اماکن مسکونی و نقاط مهم مانند فرودگاه ها قرار دارند که در صورت از بین رفتن تجهیزات سر چاهی در اثر بمباران و یا هر گونه دلیل دیگر چاه باید بسته شود.

• چاه های گازی که فشار بالایی دارند و حتما باید برای ایمنی از این نوع شیرها در آنها استفاده کرد.

قسمت های اصلی شیر ایمنی درون چاهی شامل بدنه٬ پیستون٬ فنر دور پیستون٬ فلپر٬ فنر فلپر٬ متعادل کننده٬ واشر و مجرای روغن است. وقتی شیر ایمنی در درون جایگاه خود که همان Landing Nipple است٬ نشانده شد مجرای روی بدنه ی شیر در مقابل مجرای Landing Nipple که به لوله روغن شیر ایمنی متصل است قرار می گیرد. شیر ایمنی درون چاهی هنگام رانده شدن بسته می باشد و برای باز کردن آن باید از طریق لوله متصل به Landing Nipple روغن پمپ شود. روغن از طریق لوله ی روغن وارد Landing Nipple شده و از طریق مجرای روی بدنه ی شیر ایمنی وارد محوطه ی دور پیستون شده و آنرا به سمت فلپر حرکت می دهد. در اثر این حرکت فنر دور پیستون فشرده می شود. پیستون با فشار دادن فلپر آنرا باز می کند. اگر در این حالت فشار روغن درون لوله ی روغن ترخیص شود فنر دور پیستون آن را به عقب برگردانده و فنر فلپر٬ فلپر را به محل اولیه باز می گرداند و دریچه بسته می شود. بنابراین هر اتفاقی که موجب ترخیص فشار روغن درون لوله که تا سطح ادامه دارد شود شیر ایمنی درون چاهی چاه را خواهد بست.

انواع شیرهای ایمنی درون چاهی از شرکت های OTIS٬ CAMCO٬ BAKER در ایران مورد استفاده قرار می گیرند. ساختار این شیرهای ایمنی در شرکت های مختلف یکسان است و تفاوت تنها در نوع قفل و چگونگی کیپ شدن فلپر در جایگاه خود است. مثلا قفل های OTIS و CAMCO یکی هستند ولی قفل BAKER متفاوت است. بسته شدن فلپر در BAKER و CAMCO روی یک واشر به نام SOFT SEALاست در حالی که در OTIS تقریبا به صورت فلز به فلز است.
شیرهای ایمنی درون چاهی نام گذاری خاصی دارند به این ترتیب که ابتدا نام جایگاه (LANDING NIPPLE) و سپس نوع قفل (LOCK) و در آخر نوع شیر ایمنی (SAFETY VALVE) آورده می شود.

٥- Traveling joint or Expansion joint:
رشته لوله ی مغزی در چاه های گازی و حومه شهری از دو طرف ست می شود. از بالا با نگهدارنده ی لوله ی مغزی و از پایین با استفاده از توپک(Packer). بنابراین در اثر افزایش یا کاهش حرارت و یا دلایل دیگر طول رشته تغییر خواهد کرد. این تغییر طول باید در جایی خنثی شود در غیر این صورت رشته لوله خم خواهد شد. به همین دلیل در رشته لوله مغزی از Expansion Joint استفاده می کنند تا تغییرات طول را در خود خنثی کند. ساختمان و مکانیزم این وسیله بسیار شبیه عملکرد کمک فنر موتورسیکلت می باشد. به این صورت که دو استوانه که یکی در درون دیگری قرار دارد و فضای خالی هم برای فشرده شدن و هم از هم باز شدن را دارد. به مقدار طولی که این وسیله می تواند باز یا بسته شود Stroke آن گفته می شود.

٦- جایگاه جانبی شیر تزریق یا Side Pocket Mandrel:
در چاه هایی که فرازآوری چاه نیاز به تزریق دارد و یا تزریق مواد شیمیایی جهت جلوگیری از خوردگی ضرورت دارد از شیرهای ویژه ای استفاده می شود که این شیرها باید در درون رشته لوله ی مغری نگه داشته شوند. این عمل را جایگاه جانبی شیر تزریق انجام می دهد. این نمونه شیرها با استفاده از کابل چاه پیمایی با ابزاری به نام Kick Over Tool به همراه Running Tool به درون جایگاه هدایت شده و نصب می شوند.

٧- شیر فراز آوری(Gas Lift Valve) و تزریق گاز(Injection Valve):
در چاه هایی که مخزن قدرت بالا آوردن سیال خود را تا سر چاه ندارند هد چاه باید سبک شود تا فشار روی مخزن کاهش یافته و چاه دوباره فعال شود یعنی راحت تر بتواند تولید کند. سبک شدن هد چاه را با تزریق گاز از طریق شیر فرازآوری و یا(Gas Lift Valve) انجام می دهند.یعنی گاز به درون لوله مغزی پمپ شده و از طریق شیر فرازآوری به آنالوس وارد شده و به درون سیال راه یافته و در آن حل می شود که این موجب سبکی سیال و کاهش فشار روی مخزن می گردد.

زمانی که سیال تولیدی مخزن خورنده باشد باید لوله مغزی را با مواد ضد خورندگی آغشته کرد که جریان چرخشی این سیالات با استفاده از شیر تزریق امکان پذیر است.

بر روی جایگاه شیر فرازآوری و بدنه ی شیرها چند روزنه وجود دارد که بر هم منطبق هستند و ارتباط بین شیرها و آنالوس از طریق همین روزنه ها امکان پذیر است.

٨- Sliding Side Door or Sliding Sleeve:
هر گاه بخواهند درون لوله مغزی را به فضای حلقوی آنالوس (Annulus) ارتباط دهند تا سیالات باز دارنده از خوردگی وارد لوله مغزی شود و یا هر گونه ارتباط دیگر٬ از دریچه ی کشویی و یا SSD استفاده می کنند. ساختمان این وسیله متشکل از دو استوانه است که یکی از استوانه ها در درون استوانه ی دیگر قرار دارد که به لوله مغری متصل می شود. بر روی هر دو استوانه سوراخ های منظم یک شکل وجود دارد. هر گاه بخواهند ارتباط لوله مغزی را با آنالوس برقرار کنند با استفاده از یک Shifting Tool استوانه ی درونی را به سمت بالا یا پایین طوری حرکت میدهند (با ضربه زدن) که سوراخ های هر دو استوانه در مقابل هم قرار بگیرند و ارتباط جریانی برقرار شود. البته این باز کردن مراحلی دارد که برای جلوگیری از خوردگی و صدمه دیدن دریچه ی کشویی باید رعایت کرد. به بیان دیگر ابتدا باید دریچه ها را بسیار کم باز کرد تا فشار دو طرف دریچه ی کشویی برابر شود. سپس آنرا نیمه باز و در آخر آنرا کاملا باز می کنیم.

١٠ و ٩- Anchor Tubing Seal و Packer (توپک):
توپک یکی از اجزای انتهایی رشته لوله ی مغزی است که وظایف مهمی بر عهده دارد از جمله:

 نگهداشتن لوله ی مغزی در پایین چاه.

 قطع ارتباط بین سیال تولیدی با آنالوس در چاه های گازی که خورنده هستند٬ تا لوله ی جداری صدمه نبیند.

 جداسازی لایه های قابل تولید در چاه هایی با تکمیل چند گانه.

توپک ها بر دو نوع هستند:
 Permanent Packer یا توپک های دائمی.
 Retrievable Packer یا توپک های قابل بازیافت.
توپک دارای دو دست سیلیپس است که جهت دندانه هایشان مخالف یکدیگر است تا وقتی توپک نصب شد از حرکت آن هم به سمت پایین و هم به سمت بالا جلوگیری کنند. این سیلیپس ها هنگام راندن با یک سری Shear Pin نگاهداشته شده اند. بین این دو سری سیلیپس هم قسمتی لاستیکی فشرده وجود دارد که با اعمال فشار به این قسمت٬ باد می کند (Packing Part ). به عبارت دیگر از طول این قسمت کاسته شده و بر قطرش افزوده می شود.
Anchor Tubing Seal تنها قسمتی از لوله ی مغزی است که به صورت چپ گرد است و یا به اصطلاح چپ Thread است. البته رزوه های چپ گرد آن روی میانه ی بدنه قرار دارند نه روی قسمت انتهایی آن. تعدادی حلقه ی لاستیک های کیپ کننده هم در وسط بدنه بعد از رزوه ها قرار دارند تا پس از قرار گرفتن در درون توپک عمل نشت بندی را انجام دهند.

پس از بستن کفشک قاطری و پستانک نارونده که با یک پلاگ مسدود شده و یک یا دو شاخه لوله مغزی و یک Pup joint به هم و راندن آنها نوبت به راندن توپک می رسد. هنگام راندن توپک به درون چاه Anchor Tubing Seal را به صورت چپگرد به توپک متصل و با آچار حفاری سفت می کنند و روی آنها بقیه ی لوله های مغزی بسته می شوند. وقتی که توپک به عمق مورد نظر رسید سیالی را با فشار به درون لوله های مغزی پمپ می کنند که این سیال با عبور از درون توپک موجب بریده شدن Shear Pin های آن شده و Slips ها آزاد شده و به درون لوله ی جداری می چسبند. با چسبیدن سیلیپس ها به درون لوله جداری و گذاشتن مقداری وزن روی توپک٬ قسمت لاستیکی افزایش قطر داده و محکم به درون لوله ی جداری کیپ می شود و آن را می بندد.

البته طریقه ی ست کردن توپک مختلف بوده و گاهی اوقات با انداختن یک گلوله فلزی به درون لوله مغزی و پمپ سیال به دنبال آن Shear Pin ها با نشستن گلوله درون توپک بریده می شود.

حال اگر بخواهند زمانی لوله های مغزی را بیرون بیاورند (برای تعمیر و یا هر ذلیلی) ابتدا یک پلاگ را درون پستانک نارونده قرار داده و سپس رشته لوله ی مغزی را به سمت راست می چرخانند و تنها جایی که چپ گرد است باز می شود که همان Anchor Tubing Seal است. حال لوله ها را خارج می کنند بدون آنکه فشار چاه اثری داشته باشد.

اما اگر بخواهند خود توپک را هم خارج کنند با ید ابتدا چاه را ایمن کنند. حال اگر توپک از نوع بازیافت شدنی باشد آنرا با Pulling Tool خارج می کنند ولی اگر از نوع دائمی باشد آنرا با استفاده از Packer Picker Milling Tool آسیاب کرده و بیرون می آورند.

١١- Casing pup joint :
لوله هایی هستند که دقیقا شبیه لوله ی مغزی هستند ولی از نظر طولی کوتاه ترند و برای دقیق کردن طول رشته ی لوله مغزی استفاده می شوند.

١٢-Mill Out Extension:
یک لوله با قطر زیاد است که در زیر توپک های دایم بسته می شود تا هنگامی که می خواهند توپک را آسیاب کنند (Milling) جای دیگری آسیاب نشود. هنگام آسیاب کردن توپک٬ آسیاب کننده باید کاملا وارد توپک شود که در نتیجه نوک آن وارد Mill Out Extension شده و چون قطر این قسمت زیاد است پس آسیاب نشده و صدمه نمی بیند در حالی که اگر قطرش کم بود صدمه می دید و یا آسیاب شده و به ته چاه سقوط می کرد.

١٣- پستانک نارونده یا No Go Nipple:
از این قسمت رشته لوله ی مغزی برای گذاشتن پلاگ استفاده می شود. دلایل گذاشتن پلاگ بسیار زیاد است که اصلی ترین آن قطع کردن ارتباط سیال چاه با درون لوله مغزی است. حال این قطع ارتباط به ما اجازه ی تعمیر و تست قطعات را می دهد.

قطر درونی این وسیله کمتر از قطر لوله های مغزی بوده که جایگاه مطمئنی را برای نشستن پلاگ فراهم می کند. ممکن است تعداد متعددی از این وسیله در رشته لوله ی مغزی به کار رود ولی رعایت تناسب قطرها از بالا به پایین لازم است.

١٤- کفشک قاطری یا Mule Shoe:
پایین ترین قسمت رشته لوله ی مغزی را کفشک قاطری تشکیل می دهد. این وسیله طوری طراحی شده است که راندن رشته لوله ی مغزی به درون چاه را آسان می کند. یعنی با داشتن حالت خاصی در نوک خود٬ این وسیله در کمتر جایی در چاه گیر می کند. همچنین حالت تیپری نوک این وسیله موجب می شود تا ابزار چاه پیمایی به آن گیر نکند.

در شکل زیر چند نوع کفشک قاطری نشان داده شده است.

١٥-پلاگ ها یا Plugs:
پلاگ ها برای قطع کردن ارتباط بین مخزن با درون لوله مغزی به کار می روند و عموما در درون پستانک نارونده گذاشته می شوند. اگر در شرایطی پستانک نارونده در دسترس نبود و یا پلاگ را نگه نداشت از هر قسمت بالاتری که قابلیت نگه داشتن پلاگ را داشته باشد استفاده می شود.

این پلاگ ها توسط Running Tool (که به وسیله ی پین متصل شده است) به داخل پستانک نارونده نشانده شده و در آنجا با ضربه زدن پین ها بریده شده و لقمه های (Fingers, Locks) پلاگ بیرون آمده و به درون پستانک نارونده کیپ می شوند. برای بیرون آوردن پلاگ باید ابتدا فشار بالای پلاگ که در اثر عملیات تعمیر ترخیص شده با فشار پایین آن که همان فشار چاه است یکسان شود. در غیر این صورت یا پلاگ در نمی آید و یا اگر در آمد به سمت بالا پرتاب می شود. به منظور تعادل فشار یک میله ی تعادل فشار (Prong) در درون پلاگ قرار داده شده که با کشیدن این میله سیال از روزنه های پایین پلاگ (که به وسیله ی میله تعادل فشار بسته بودند) عبور کرده و وارد رشته لوله مغزی می شود. در نهایت تعادل فشار پس از مدتی بر قرار خواهد شد. حال Pulling Tool قسمت انتهایی پلاگ (Fishing Neck) را گرفته و می کشد. در اثر این کشیدن گردن پلاگ کمی بیرون آمده که این عمل موجب می شود تا لقمه های پلاگ به سمت داخل رفته و پلاگ آزاد شود.حال آنرا بیرون می آورند.

بخش های تعادل فشار در پلاگ به دو صورت هیدرولیکی (Prong) و مکانیکی یا شیردار (Sliding Side Valve) است. برای برقراری تعادل فشار در نوع مکانیکی ما باید شیر آنرا که Sliding Side Valve است باز کنیم. به همین دلیل یک وسیله به نام Shifting Tool به پایین Pulling Tool بسته می شود که Shifting Tool شیر تعادل را باز می کند و Pulling Tool پس از تعادل فشار پلاگ را بیرون می کشد.

١٦-جایگزین ها یا Dummy:
جایگزین ها وسیله هایی هستند که از نشینمنگاه های حساس درون رشته ی لوله مغزی محافظت می کنند. جایگزین ها دقیقا به شکل وسیله ای که می خواهند جایگزین آن شوند ساخته می شوند با این تفاوت که درون آنها هیچ ساختمان خاصی وجود ندارد. هنگام بیرون آوردن وسیله ی نصب شده از درون نشینمنگاه٬ جایگزین آن به جای آن در درون نشینمنگاه نصب می شود تا از خورده شدن و یا خراب شدن آن جلوگیری کنند. نمونه های جایگزین برای شیرهای ایمنی درون چاهی٬ پلاگ ها ٬ شیر تزریق و شیر فرازآوری وجود دارند.

چاه پیمایی و ابزارهای مربوطه و رشته لوله مغزی و اجزای آن

مطالب مشابه :

مهندسی پتروشیمی واحد مرودشت

چارت آموزشی دروس مهندسی نفت

چاه پیمایی و ابزارهای مربوطه و رشته لوله مغزی و اجزای آن

گزارش کارآموزی

درباره رشته کارشناسی ارشد مدیریت آموزشی – دانشگاه آزاد

برگزاري کارگاه تبيین خدمات دانشگاه آزاد اسلامي در دانشگاه آزاد اسلامی ساري

آدرس اینترنتی دانشگاه های آزاد اسلامی ایران

چارت جدید معاونت پژوهشی حوزه علمیه قم تدوین شد