يعتبر وصلة أنبوب الحفر جزءًا مهمًا من سلسلة الحفر، وهو مكون لا غنى عنه في عملية الحفر. سلسلة الحفر هي بنية رئيسية تربط المعدات السطحية بمثقب الحفر. تنقل الطاقة وسائل الحفر عبر أنبوب الحفر، بينما يوفر طوق الحفر وزنًا إضافيًا واستقرارًا لجعل عملية الحفر أكثر كفاءة. تتكون من سلسلة من الأنابيب والمكونات المتصلة المسؤولة عن نقل سائل الحفر والقوة الدورانية إلى مثقب الحفر لحفر ثقوب تحت الأرض في الأرض. تلعب وصلة أنبوب الحفر دورًا حيويًا في عملية الحفر بأكملها لأنها تربط معدات الحفر السطحية بمثقب الحفر بشكل مباشر أثناء نقل عزم الدوران والأحمال المحورية.
بناء وتركيب وصلات أنبوب الحفر
عادةً ما تكون وصلات أنبوب الحفر مصنوعة من مواد فولاذية عالية القوة لتحمل الظروف القاسية التي تواجهها عمليات الحفر. لا يتمتع الفولاذ عالي القوة بخصائص مقاومة الانحناء والالتواء فحسب، بل يمكنه أيضًا تحمل اختبار البيئات ذات الضغط العالي. إن تصميم وتصنيع وصلات أنابيب الحفر يهدف إلى ضمان أن يتمكن الاتصال دائمًا من الحفاظ على الاستقرار والسلامة في ظل الظروف الجيولوجية المعقدة. على وجه التحديد، يتكون وصلة أنابيب الحفر من الأجزاء الرئيسية التالية:
جسم الأنبوب
يعتبر جسم الأنبوب الجزء الرئيسي من أنبوب الحفر. إنه أنبوب فولاذي أسطواني به وصلات ملولبة في كلا الطرفين. يحتاج جسم الأنبوب إلى تحمل الكثير من الإجهاد والانحناء والالتواء، وهو أمر لا مفر منه في عمليات الحفر. لذلك، يخضع جسم الأنبوب عادةً لمراقبة جودة صارمة لضمان قدرته على الحفاظ على الأداء الهيكلي المستقر لفترة طويلة في ظل ظروف الضغط العالي والقوة العالية.
وصلات أنابيب الحفر
وصلات أنابيب الحفر عبارة عن أجزاء سميكة تقع في كلا طرفي جسم الأنبوب. تم تصميم هذه الأجزاء السميكة خصيصًا بخيوط وهياكل كتف. وظيفتها الرئيسية هي تسهيل الاتصال الثابت بين أنابيب الحفر، وأثناء عملية الحفر، تتعرض وصلات أنابيب الحفر لأكبر قدر من الضغط. لا يهدف تصميم سماكة وصلة أنابيب الحفر إلى زيادة القوة فحسب، بل وأيضًا إلى تقليل تشوه الخيوط وتلفها تحت الضغط العالي.
الوصلات الملولبة
إن بنية الوصلات الملولبة لمفصل أنبوب الحفر هي المفتاح لضمان إمكانية تجميع وتفكيك نظام سلسلة الحفر بالكامل بسهولة. يتيح التصميم الدقيق للخيط أن يظل أنبوب الحفر محكم الغلق بعد التوصيل، مما يتجنب تسرب سائل الحفر، وبالتالي تحسين كفاءة الحفر. أثناء التشغيل، يعد الغلق أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على تدفق وضغط سائل الحفر، وتضمن الوصلات الملولبة الدقيقة استمرارية واستقرار التشغيل.
الفتحة الداخلية
تم تصميم الفتحة الداخلية لأنبوب الحفر لقناة تدفق سائل الحفر. يتدفق سائل الحفر من السطح عبر فتحة أنبوب الحفر إلى لقمة الحفر ويلعب العديد من الأدوار الرئيسية في هذه العملية. فهو يبرد لقمة الحفر ويقلل من التآكل الناتج عن درجات الحرارة المرتفعة؛ كما أنه يجلب القطع إلى السطح لتنظيف الحطام في البئر؛ كما يحافظ على الضغط في البئر لمنع انهيار البئر والحوادث الأخرى.
تحليل قوة وصلات أنابيب الحفر
تعتبر قوة وصلات أنابيب الحفر مؤشرًا بالغ الأهمية في عمليات الحفر. وتشمل العوامل المؤثرة مادة الوصلة وحجم الوصلة ونوع الخيط. وصلات أداة API قياسية. تتمتع جميع مواد وصلات API بقوة خضوع دنيا تبلغ 120,000 رطل/بوصة مربعة بغض النظر عن درجة الأنبوب المتصل. وهذا يعني أن قوة خضوع مادة وصلة API لن تتغير بسبب درجات الأنابيب المختلفة.
على الرغم من أنه يبدو أحيانًا من غير المعقول تركيب وصلة بقوة خضوع تبلغ 120,000 رطل/بوصة مربعة على أنبوب من الدرجة S بقوة خضوع تبلغ 135,000 رطل/بوصة مربعة، إلا أن هذا المزيج ممكن عمليًا. على سبيل المثال، الحد الأدنى لقوة خضوع الشد لأنبوب جديد من الدرجة S مقاس 5 بوصات هو 712,000 رطل، بينما الحد الأدنى لقوة خضوع الشد لموصل NC50 هو 1,390,000 رطل. يُظهر هذا أنه على الرغم من أن المفصل هو نقطة الضعف في الاتصال، إلا أن المفصل ككل لا يزال يتمتع بقوة أعلى لأن مساحته المقطعية أكبر من الأنبوب.
قوة الالتواء وتأثيرات التآكل
يتم تحديد قوة الالتواء لمفصل أنبوب الحفر بشكل أساسي من خلال مساحة المقطع العرضي المعدني للجزء الملولب وقوة الخضوع للمادة. يؤثر القطر الخارجي والقطر الداخلي للمفصل بشكل مباشر على قوة الخيط. على وجه الخصوص، أثناء التشغيل، يصبح القطر الخارجي أرق بسبب التآكل، وعندما تكون مساحة المقطع العرضي للمفصل الأنثوي أصغر من مساحة المقطع العرضي للمفصل الذكر، تنخفض قوة الالتواء بشكل كبير. لذلك، فإن الحفاظ على حجم وشكل المفصل يعد وسيلة مهمة لضمان قوة الالتواء.
ينص معيار API على أن قوة الالتواء للمفصل يجب أن تكون 80٪ من قوة الالتواء للأنبوب. عامل التصميم هذا هو 0.8 ويستخدم لتحديد الأقطار الداخلية والخارجية لمفصل أنبوب الحفر. ومع ذلك، في الحفر الفعلي، بسبب تآكل المفصل، قد تقل قوة الالتواء، وخاصة في بيئات الحفر ذات الالتواء العالي. إذا تجاوز التآكل نطاقًا معينًا، ستنخفض قوة المفصل بشكل كبير، مما يؤثر على سلامة وكفاءة العملية.
عزم الشد وتجميع أنبوب الحفر
يتطلب تجميع وصلة أنبوب الحفر تطبيق عزم الدوران المناسب لضمان ملاءمة أكتاف المفصل الذكري والأنثوي بإحكام لتشكيل ختم. تضع طريقة التجميع هذه المفصل الذكري في حالة شد وكتف المفصل الأنثى في حالة مضغوطة لضمان إحكام وقوة الاتصال. يعتمد حجم عزم الشد ليس فقط على حجم المفصل، بل يعتمد أيضًا على القطر الخارجي والقطر الداخلي للمفصل. بشكل عام، كلما كان القطر الخارجي للمفصل أكبر، زاد عزم الشد؛ وكلما كان القطر الداخلي للدبوس أكبر، انخفض عزم الشد.
عزم الشد القياسي هو ضمان عدم تجاوز إجهاد الجزء الضعيف 60٪ من الحد الأدنى لقوة الخضوع عند توصيل المفصل. بغض النظر عن درجة أنبوب الحفر، فإن الحد الأدنى لقوة الخضوع لجميع وصلات الأدوات هو 120000 رطل لكل بوصة مربعة، لذلك من الضروري اتباع معيار عزم الدوران بدقة أثناء التثبيت لتجنب مشاكل الاتصال الناجمة عن الإفراط في الشد أو التخفيف.
ملخص
باعتبارها مكونًا رئيسيًا في عمليات الحفر، يجب أن تتحمل وصلات أنابيب الحفر عزم الدوران والضغط عالي الكثافة، وتضمن التدفق السلس لسائل الحفر. توفر أحكام التصميم في معيار API ضمانات القوة للمفاصل، ولكن في العمليات الفعلية، لا يزال خطر التآكل والتلف للمفاصل قائمًا. لذلك، فإن الفحص والصيانة المنتظمة لحجم وحالة المفاصل يشكلان جزءًا مهمًا من ضمان السلامة التشغيلية. في الوقت نفسه، في بيئات الحفر ذات الالتواء العالي، من الضروري أيضًا بشكل خاص اختيار وصلات ذات قوة التواء أعلى.
English
Español
بالعربية
تلفون .:
واتساب:
البريد الإلكتروني:
