في عملية استخراج النفط، خط الأنابيب ليس هو الأداة الوحيدة المطلوبة للحفر الناجح. تعتبر أطواق الحفر أيضًا من بين المواد المستخدمة مع أنابيب الخطوط. يتم استخدام أطواق الحفر لتوفير الوزن لقمة الحفر. وهي عبارة عن أجزاء أنبوبية من سلسلة الحفر، سميكة الجدران، مصنوعة من الفولاذ أو السبائك الخاصة. الوظيفة الأساسية الأخرى لطوق الحفر هي توفير قناة لسائل الحفر الذي يتم ضخه. يوفر طوق الحفر وزن الحفر لقمة الحفر ويمنع ثني خيط الحفر. بالإضافة إلى ذلك، لا ينبغي تشغيل أنبوب الحفر بالضغط وإلا فإنه سيتعرض لأضرار بالغة، لذلك نحتاج إلى معرفة وزن طوق الحفر الكافي لتوفير الوزن لقمة الحفر.
ديناميات طوق الحفر
مبدأ عمل طوق الحفر هو أن الجاذبية تعمل على طوق الحفر. نظرًا للكتلة الكبيرة لطوق الحفر، فإن الجاذبية تسحب طوق الحفر للأسفل وتوفر القوة الهبوطية اللازمة لقمة الحفر لاختراق الأرض. يمكن أيضًا تجميع أطواق الحفر المتعددة معًا لتكوين ما يسمى بتجميع قاع البئر. أثناء الحفر، يتم إنشاء القوة الهبوطية التي يوفرها طوق الحفر عن طريق خفض لقمة الحفر حتى تلامس القاع، مما يضع أيضًا وزنًا أكبر على لقمة الحفر. نظرًا لكيفية عمل أطواق الحفر هذه، فمن الأهمية بمكان أن توفر موادها الوزن وقوة الانحناء المطلوبة لوظيفتها.
معايير حجم طوق الحفر
تتوافق معظم أطواق الحفر مع معايير الأبعاد لمعهد البترول الأمريكي (API)، مثل API 5DP و7-1. تشمل القياسات الرئيسية القطر الخارجي (OD)، والقطر الداخلي (ID) وسمك الجدار. يتراوح القطر الخارجي عادة من 4 1/2 بوصة إلى 9 5/8 بوصة. تتراوح الأقطار الداخلية الشائعة من 2 إلى 4 1/2 بوصة، وتتراوح سماكة الجدار عادة من 3/4 إلى 2 بوصة. توفر أطواق الحفر الأثقل ذات الجدران الأضيق صلابة أكبر.
كيفية حساب وزن طوق الحفر؟
يعتمد وزن طوق الحفر على كثافته وطوله ومساحة مقطعه العرضي. خطوات حساب وزن طوق الحفر هي كما يلي:
احصل على القطر الخارجي والقطر الداخلي والطول بالقدم.
احسب مساحة المقطع العرضي: مساحة المقطع العرضي = π (OD² - ID²) / 4
تحديد الكثافة المناسبة على أساس كثافة المادة. تستخدم سبائك الفولاذ E-75 490 رطل/قدم مكعب.
اضرب الطول ومساحة المقطع العرضي لحساب الحجم.
اضرب الحجم والكثافة للحصول على الوزن الإجمالي.
على سبيل المثال، دعونا نحسب وزن طوق E-75 بطول 60 قدمًا و7 بوصات OD × 3 بوصات للهوية:
مساحة المقطع العرضي = π (7² - 3²) / 4 = 15.904 بوصة²
الحجم = الطول × المساحة = 60 قدمًا × 15.904 بوصة مربعة = 954.24 بوصة مربعة
تبلغ كثافة E-75 490 رطلاً لكل قدم مكعب
الوزن = الحجم × الكثافة = 954.24 بوصة مكعبة × (490 رطلاً / قدم مكعب / 1728 بوصة مكعبة / قدم مكعب) = 26000 رطل
لذلك، يبلغ الوزن الإجمالي لهذا الطوق الذي يبلغ طوله 60 قدمًا وقطره الخارجي 7 بوصات 26000 رطل، أو 13 طنًا.
خطوات تحديد وزن طوق الحفر
يتطلب تحديد الوزن الصحيح لطوق الحفر اتباع نهج منظم يأخذ في الاعتبار مجموعة متنوعة من العوامل. فيما يلي خطوات تحديد وزن طوق الحفر:
جمع المعلومات اللازمة: جمع بيانات الحفر، بما في ذلك المعلومات عن التكوينات الجيولوجية التي يتم حفرها. يجب عليك أيضًا مراعاة بيانات خصائص سائل الحفر مثل الكثافة واللزوجة. النظر في ظروف حفرة البئر، بما في ذلك القطر والميل.
حساب الوزن الفعال: استخدم المعلومات التي تم جمعها لحساب وزن طوق الحفر. ضع في اعتبارك أيضًا صلابة التكوين الصخري واضبط الوزن وفقًا لذلك. خذ بعين الاعتبار خصائص مائع الحفر لتحديد القوة المناسبة للأسفل.
خذ بعين الاعتبار السلامة: استخدم هوامش الأمان لمراعاة التغيرات غير المتوقعة أو عدم اليقين في الظروف الجيدة. بالإضافة إلى ذلك، تأكد من أن الوزن المحسوب يوفر هامش ثبات قوي لمنع حدوث مشكلات أثناء الحفر.
المراقبة والتعديلات أثناء الحفر: مراقبة مستمرة في الوقت الحقيقي لمعلمات الحفر وظروفه. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تعديل وزن طوق الحفر في أي وقت وفقًا للتغيرات في الجيولوجيا أو ظروف التشغيل.
استخدم مؤشر الوزن وقم بالقياس: يجب عليك استخدام مؤشر الوزن الموجود على معدات الحفر الخاصة بك لقياس القوة المبذولة. استخدم قياسات قاع البئر لتقييم ظروف قاع البئر الفعلية وإجراء التعديلات اللازمة.
المراجعة والتحسين: قم بمراجعة أداء الحفر بانتظام وتقييم فعالية وزن طوق الحفر المستخدم. تحسين حسابات الوزن بناءً على تجربة الحفر المستمرة وملاحظات البيانات.
English
Español
بالعربية
تلفون .:
واتساب:
البريد الإلكتروني:
