هيكل أنابيب الحفر

أنابيب الحفر هي مكونات أساسية في منصات الحفر، وتشارك بشكل مباشر في عملية الحفر. في تعدين الفحم ومشاريع الاستكشاف الجيولوجي الأخرى، تلعب دورًا لا يمكن الاستغناء عنه. تُستخدم أنابيب الحفر الاستكشافية الجيولوجية لاستكشاف المياه واستكشاف الغاز والحفر في مناجم الفحم. وتشمل هذه أنابيب الحفر التقليدية لأنفاق مناجم الفحم، وأنابيب الحفر الاستكشافية التي يقل قطرها عن 89 مم لحفر النفط، وأنابيب الحفر أسفل الحفرة لحفر الصخور في المناجم. كمكون أساسي لسلسلة الحفر، عادة ما تكون متصلة بطوق الحفر، تصنع أنابيب الحفر بشكل عام من أنابيب فولاذية غير ملحومة (بسمك جدار يتراوح من 9 إلى 11 مم). وظائفها الأساسية هي نقل عزم الدوران ونقل سائل الحفر، وتطول تدريجيًا لتعميق البئر. لذلك، تحتل أنابيب الحفر مكانة مهمة في عمليات الحفر.

مادة أنابيب الحفر

تختلف متطلبات المواد لأنابيب الحفر وفقًا لنوع عملية الحفر. لمهام حفر حقول الفحم القياسية، عادةً ما يتم استخدام الفولاذ العادي DZ40 أو 45#. عند استخدام بتات الماس للحفر في التكوينات الصخرية، يفضل استخدام أنابيب الحفر المصنوعة من مادة R780 أو DZ50. في قطاع حفر النفط، تُستخدم عادةً أنابيب السبائك ذات الدرجة الأعلى. أنابيب الحفر الفولاذية هي الأكثر انتشارًا، مع اختيار سبائك فولاذية خاصة، عادةً فولاذ منخفض السبائك عالي القوة (HSLA)، لقدرتها على تحمل الظروف القاسية للحفر، بما في ذلك الإجهاد العالي والتآكل والتآكل.

أسماء أخرى لأنابيب الحفر

مواصفات أنابيب الحفر

القطر: Φ34.0mm، Φ42.0mm، Φ50.0mm، Φ63.5mm، Φ73.0mm، Φ89.0mm

الطول: 0.5م، 0.8م، 1.0م، 1.5م

تتكون أنابيب الحفر من أنابيب فولاذية بدون لحامات بسمك جدار يتراوح من 9 إلى 11ملم وتتكون من جزأين: جسم أنبوب الحفر ومفصل أنبوب الحفر. تشمل أقطار أنابيب الحفر الشائعة Φ34ملم، Φ42ملم، Φ50ملم، Φ60ملم، Φ63.5ملم، Φ73ملم، وΦ89ملم. تستخدم الاستكشافات الجيولوجية عادةً أنابيب بقطر 42ملم و50ملم، بينما تُستخدم أنابيب الحفر الجيولوجية ذات القطر الأكبر لحفر آبار المياه أو آبار النفط ذات القطر الكبير.

طول أنابيب الحفر

فيما يتعلق بالطول، يمكن تخصيص أنابيب الحفر وفقًا لمتطلبات العميل دون المساس بعملية التصنيع. تشمل الأطوال الشائعة 0.5 متر، و1 متر، و1.5 متر، و2 متر، و2.5 متر، و3 متر، و4 متر، مع كون أطوال 1 متر و1.5 متر هي الأكثر شيوعًا. للحفر العميق، يُنصح عمومًا باستخدام أنابيب حفر أطول من 3 أمتار، ولكن يمكن استخدام أنابيب حفر أقصر مع أدوات حفر من النوع الحبلي لسهولة التركيب والتفكيك.

أنواع توصيل أنابيب الحفر

أنواع التوصيل: خيط مسطح، خيط مدبب

خيط مسطح: Φ34.0 مم، Φ42.0 مم، Φ50.0 مم

خيط مدبب: Φ63.5 مم، Φ73.0 مم، Φ89.0 مم

تستخدم أنابيب الحفر الجيولوجية ذات القطر الأصغر عمومًا وصلات خيط مسطح. مع زيادة القطر، يزداد أيضًا عمق وعزم دوران البئر، مما يستلزم استخدام وصلات ذات خيط مدبب لضمان نقل عزم الدوران وتسهيل التفكيك. تتوفر إمكانية التخصيص لتلبية متطلبات العملاء الخاصة.

هيكل أنابيب الحفر

تتكون أنابيب الحفر في المقام الأول من أنابيب فولاذية بدون درزات، تتكون من جسم أنبوب الحفر ومفصل أنبوب الحفر. يتم تفصيلها على النحو التالي:

جسم أنبوب الحفر: عادة ما تكون مصنوعة من أنابيب فولاذية بدون درزات بسمك جدار يتراوح من 9 إلى 11 مم. يمكن توصيل أطراف جسم الأنبوب بالمفاصل من خلال وصلات الخيوط الدقيقة أو اللحام بالاحتكاك. تم التخلص بشكل كبير من أنابيب الحفر الملحومة بالاحتكاك (بدون خيوط دقيقة)، والآن، يتم لحام جميع أنابيب الحفر المنتجة محليًا أو المستوردة عن طريق الاحتكاك.

مفصل أنبوب الحفر: تنقسم المفاصل إلى مفاصل ذكرية وأنثوية، متصلة عند طرفي جسم الأنبوب. قطر المفصل أكبر من قطر جسم الأنبوب، مما يؤدي إلى ملامسة وتآكل مستمر ضد البئر أو الغلاف أثناء الحفر. لمنع تآكل المفصل، والذي قد يؤدي إلى كسر الأنابيب أو فصلها، يجب وضع شريط مقاوم للتآكل على المفصل الأنثوي.

المواد ودرجة الفولاذ: يمكن أن تشمل مواد أنابيب الحفر الفولاذ وسبائك الألومنيوم وسبائك التيتانيوم والمركبات. تُستخدم الأنابيب الفولاذية على نطاق واسع بسبب عملية تصنيعها الناضجة وتكلفتها المنخفضة. يتم تحديد درجة الفولاذ لأنبوب الحفر من خلال الحد الأدنى لقوة الخضوع، حيث تحدد معايير API الدرجات D وE و95(X) و105(G) و135(S).

أنواع خاصة: على سبيل المثال، تُستخدم أنابيب الحفر ذات الجدار المزدوج، والتي تتكون من أنابيب داخلية وخارجية مع حلقة بينهما، في الحفر الهيدروليكي للصخور وأخذ العينات الأساسية لضخ وسط التنظيف إلى قاع الحفرة.

تسمح هذه الميزات الهيكلية لأنابيب الحفر بتحمل الضغوط الداخلية والخارجية الكبيرة والالتواء والانحناء والاهتزاز في تطبيقات مثل حفر النفط.

تطبيقات أنابيب الحفر

مجالات التطبيق: تُستخدم أنابيب الحفر على نطاق واسع في تعدين الفحم والتعدين والبناء ومشاريع الحفاظ على المياه والسكك الحديدية والطرق السريعة وأنفاق الجسور للحفر والحفر والترسيخ. في مناجم الفحم، تُستخدم بشكل أساسي لاستكشاف المياه واستكشاف الغاز واستكشاف الأنفاق.

مزايا أنابيب الحفر

يستخدم الهيكل الرئيسي لأنبوب الحفر فولاذًا جيولوجيًا خاصًا، وتستخدم المفاصل فولاذًا هيكليًا من السبائك، يتم تصنيعه من خلال التشكيل بالضغط العالي، والتصلب الفراغي، واللحام بالاحتكاك، وتصلب السطح بشكل عام. يتم تصنيع الخيوط باستخدام معدات آلية لضمان الدقة. تضمن عملية اللحام قبل الترابط أن تحافظ أنابيب الحفر المتصلة المتعددة على المحاذاة المحورية أثناء حفر حفرة عميقة. بالمقارنة مع المنتجات المماثلة، توفر أنابيب الحفر هذه قوة انحناء عالية، ونقل عزم دوران كبير، وتشغيل سلس.

باختصار، يتطور هيكل ومواصفات أنابيب الحفر الجيولوجية بشكل مستمر. يدفع السوق المتنامي لأنابيب الحفر، سواء على المستوى المحلي أو الدولي، الطلب المتزايد من المستخدمين. أصبحت أنابيب الحفر جزءًا لا يتجزأ من صناعة تعدين الفحم الحديثة، وتحسين أدائها ووجودها في السوق يمكن أن يجلب فوائد كبيرة لقطاع تعدين الفحم.