تعتبر أطواق الحفر أدوات سفلية مهمة في عمليات حفر النفط والغاز، وتعد معاييرها ومواصفاتها حاسمة لضمان أدائها وسلامتها. يتميز طوق الحفر بهيكل سميك الجدران، ووزن كبير وصلابة، ويستخدم بشكل أساسي لتوفير ضغط الحفر لقمة الحفر والحفاظ على مسار حفرة البئر. لذلك، عند تصنيع واستخدام أطواق الحفر، يجب اتباع معايير ومواصفات الصناعة بدقة لضمان موثوقيتها في البيئة المعقدة تحت الأرض.
1. معايير ومواصفات API
**API (معهد البترول الأمريكي، معهد البترول الأمريكي)** هي أهم منظمة لوضع المعايير في صناعة البترول، وتغطي معاييرها التصميم والتصنيع واختيار المواد والخصائص الميكانيكية لأطواق الحفر. تتضمن معايير API الرئيسية لأطواق الحفر ما يلي:
مواصفات API 7-1:
تحدد API Spec 7-1 المادة والحجم وعملية التصنيع لأطواق الحفر، مما يتطلب استخدام سبائك الصلب عالية القوة مثل AISI 4145H. تتميز المادة بخصائص ميكانيكية ممتازة وهي مناسبة لتحمل الضغوط العالية الموجودة في قاع البئر والأحمال المجمعة أثناء الحفر. تضع API Spec 7-1 أيضًا متطلبات واضحة للمعالجة الحرارية لأطواق الحفر لضمان أن تتمتع أطواق الحفر بالقوة والمتانة الكافية.
مواصفات API 5DP:
تحدد هذه المواصفة القياسية بشكل أساسي طريقة توصيل أطواق الحفر بأنابيب الحفر ولقم الثقب، بما في ذلك أنواع الخيوط شائعة الاستخدام (مثل NC، وREG، وFH، وIF، وما إلى ذلك) ومواصفاتها المحددة (مثل NC26، وNC38، وما إلى ذلك). . تعتبر الوصلات الملولبة جزءًا مهمًا من عمليات الحفر ويجب أن تكون آمنة وموثوقة في ظل ظروف التحميل القاسية.
واجهة برمجة التطبيقات RP 7G:
توصي API RP 7G باستخدام وصيانة أطواق الحفر، وتوحيد التشغيل والصيانة وطرق الاستخدام في الموقع لأطواق الحفر لضمان سلامتها في الاستخدام طويل المدى.
2. معايير الأيزو
**تُستخدم معايير **ISO (المنظمة الدولية للمعايير، المنظمة الدولية للمعايير)** أيضًا على نطاق واسع في تصنيع واختبار أطواق الحفر، مثل ISO 11961 وISO 17160. وهي تشبه معايير API وتحدد المتطلبات التفصيلية للخصائص الميكانيكية ومواصفات الاتصال لأدوات الحفر لضمان الاتساق وقابلية التبادل لأدوات الحفر المنتجة عالميًا.
ISO 11961: يغطي متطلبات الأداء الميكانيكي لأنابيب الحفر وأطواق الحفر لضمان قدرة أدوات الحفر على تحمل الضغوط المعقدة في بيئات قاع البئر القاسية.
ISO 17160: يركز على التوصيل الملولب لأطواق الحفر لضمان إمكانية تبادل أدوات الحفر من مختلف الشركات المصنعة بشكل آمن.
3. NACE والمعايير الأخرى
نيس MR0175/ISO 15156:
تحدد هذه المواصفة القياسية متطلبات أطواق الحفر لمقاومة تآكل كبريتيد الهيدروجين في البيئات الحمضية، خاصة بالنسبة لعمليات قاع البئر التي تحتوي على غاز كبريتيد الهيدروجين، ويجب استخدام مواد طوق الحفر وتقنيات المعالجة التي تتوافق مع معايير NACE.
معايير ASTM و ASME:
تعمل معايير ASTM وASME على توحيد اختبار أداء مواد طوق الحفر والمتطلبات الفنية في عملية التصنيع. يتم استخدام معيار ASTM A370 لاختبار خصائص الشد والصلابة لمواد طوق الحفر، في حين يتم استخدام معيار ASME على نطاق واسع في بعض معدات الضغط وعمليات اللحام.
4. متطلبات المواصفات الرئيسية لأطواق الحفر
اختيار المواد:
عادة ما تكون أطواق الحفر مصنوعة من سبائك الصلب عالية القوة (مثل AISI 4145H). تتميز هذه المادة بصلابة عالية وصلابة جيدة، ويمكنها التعامل مع الضغط العالي تحت الأرض ودرجة الحرارة المرتفعة والبيئات المسببة للتآكل الحمضية. لضمان أداء المواد، يعد التحكم في العناصر النزرة أثناء عملية التصنيع أمرًا بالغ الأهمية.
عملية المعالجة الحرارية:
غالبًا ما يتم إخماد أطواق الحفر وتلطيفها لتحسين خواصها الميكانيكية. تحتوي معايير API وISO على لوائح مفصلة حول نطاق صلابة أطواق الحفر لضمان قدرتها على تحمل الأحمال الخارجية العالية دون أن تكون هشة للغاية.
المواضيع والاتصالات:
يجب أن يتوافق التوصيل الملولب لطوق الحفر مع مواصفات معايير API وISO. تؤثر دقة معالجة الخيط بشكل مباشر على قوة الاتصال بين طوق الحفر وأنبوب الحفر. تتضمن أنواع الخيوط شائعة الاستخدام NC26، وNC38، وما إلى ذلك. ويحدد API 5DP الأبعاد المحددة وسعة التحميل لهذه الخيوط.
الاختبارات غير المدمرة:
يجب أن تخضع أطواق الحفر لاختبارات صارمة غير مدمرة (مثل فحص الموجات فوق الصوتية والجسيمات المغناطيسية وما إلى ذلك) قبل مغادرة المصنع للتأكد من عدم وجود عيوب داخلية في أطواق الحفر وأنها يمكن أن تعمل بثبات لفترة طويلة تحت الأرض القاسية البيئات.
الأبعاد والطول:
يتراوح القطر الخارجي لأطواق الحفر عادة بين 3 1/8 بوصة و11 بوصة، والأطوال الشائعة هي 30 قدمًا، أو 31 قدمًا، أو 43 قدمًا، ويمكن أيضًا تخصيص أطواق الحفر ذات الأطوال المختلفة وفقًا لـ API R1 وR2 و معايير R3 للتكيف مع الاحتياجات المختلفة للعمل تحت الأرض.
|
Drill Collor Number*
|
Outside Diameter,
in.
|
Inside Diameter,
in.
|
Length,
ft
|
Approximate Weight,
lb/ft
|
Typical Bending
Strength Ratio
|
|
NC 23-31
|
3-1/8
|
1-1/4
|
30
|
22
|
2.57:1
|
|
NC 26-35 (2-3/8 IF)
|
3-1/2
|
1-1/2
|
30
|
27
|
2.42:1
|
|
NC 31-41 (2-7/8 IF)
|
4-1/8
|
2
|
30 or 31
|
34
|
2.43:1
|
|
NC 35-47
|
4-3 /4
|
2
|
30 or 31
|
47
|
2.58:1
|
|
NC 38-50 (3-1/2 IF)
|
5
|
2-1/4
|
30 or 31
|
54
|
2.38:1
|
|
NC 44-60
|
6
|
2-1/4
|
30 or 31
|
83
|
2.49:1
|
|
NC 44-60
|
6
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
76
|
2.84:1
|
|
NC 44-62
|
6-1/4
|
2-1/4
|
30 or 31
|
91
|
2.91:1
|
|
NC 46-62 (4 IF)
|
6-1/4
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
84
|
2.63:1
|
|
NC 46-65 (4 IF)
|
6-1/2
|
2-1/4
|
30 or 31
|
100
|
2.76:1
|
|
NC 46-65 (4 IF)
|
6-1/2
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
93
|
3.05:1
|
|
NC 46-67 (4 IF)
|
6-3 /4
|
2-1/4
|
30 or 31
|
109
|
3.18:1
|
|
NC 50-70 (4-1/2 IF)
|
7
|
2-1/4
|
30 or 31
|
118
|
2.54:1
|
|
NC 50-70 (4-1/2 IF)
|
7
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
111
|
2.73:1
|
|
NC 50-72 (4-1/2 IF)
|
7-1/4
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
120
|
3.12:1
|
|
NC 56-77
|
7-3 /4
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
140
|
2.70:1
|
|
NC 56-80
|
8
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
151
|
3.02:1
|
|
6-5/8 API Reg
|
8-1/4
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
162
|
2.93:1
|
|
NC 61-90
|
9
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
196
|
3.17:1
|
|
7-5/8 API Reg
|
9-1/2
|
3
|
30 or 31
|
217
|
2.81:1
|
|
NC 70-97
|
9-3 /4
|
3
|
30 or 31
|
230
|
2.57:1
|
|
NC 70-100
|
10
|
3
|
30 or 31
|
243
|
2.81:1
|
|
8-5/8 API Reg
|
11
|
3
|
30 or 31
|
300
|
2.84:1
|
|
O.D.
|
cutting depth
|
Lead ±25.4
|
|
mm
|
in
|
A(mm)
|
B(mm)
|
mm
|
|
86
|
3.375
|
3.5±0.79
|
/
|
679
|
|
98.4
|
3.875
|
4.0±0.79
|
/
|
914
|
|
101.6～111.1
|
4～4 1/8
|
4.8±0.79
|
/
|
914
|
|
114.3～130.2
|
4 1/2～5 1/8
|
5.6±0.79
|
/
|
965
|
|
133.4～146.1
|
5 1/4～5 3/4
|
6.4±0.79
|
/
|
1067
|
|
149.2～161.9
|
5 7/8～6 3/8
|
7.1±1.59
|
/
|
1067
|
|
165.1～177.8
|
6 1/2～7
|
7.9±1.59
|
/
|
1168
|
|
181.0～200.0
|
7 1/8～7 7/8
|
8.7±1.59
|
5.6±0.79
|
1626
|
|
203.2～225.4
|
8～8 7/8
|
9.5±1.59
|
6.4±0.79
|
1727
|
|
228.6～250.8
|
9～9 7/8
|
10.3±2.37
|
7.1±1.59
|
1829
|
|
254.0～276.2
|
10～10 7/8
|
11.1±2.37
|
7.9±1.59
|
1930
|
|
279.4
|
11
|
11.9±2.37
|
8.7±1.59
|
2032
|
5. الاستنتاج
معايير ومواصفات طوق الحفر هي الأساس لضمان التشغيل الآمن والموثوق في عمليات التنقيب عن النفط والغاز. تحتوي المعايير الدولية مثل API وISO وNACE على لوائح مفصلة بشأن مواد أطواق الحفر وعمليات التصنيع والوصلات الملولبة واختبار الأداء لضمان قدرة أطواق الحفر على التكيف مع البيئات المعقدة تحت الأرض. وبالنسبة لشركات النفط ومصنعي أدوات الحفر، فإن الالتزام الصارم بهذه المعايير والمواصفات هو جوهر ضمان كفاءة وسلامة عمليات الحفر.
English
Español
بالعربية
تلفون .:
واتساب:
البريد الإلكتروني:
