تبلیغات
دانشجویان مهندسی نفت خوزستان - تجهیزات حفاری چرخشی
دانشجویان مهندسی نفت خوزستان

لینکدونی

آرشیو موضوعی

آرشیو

لینکستان

← آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

تجهیزات حفاری چرخشی

1- دکل حفاری
دكل حفاری چرخشی، صرف نظر از مورد استفادة آن در خشكی یا دریا، در واقع كارخانه ای است كه فقط جهت تولید یك محصول یعنی چاه نفت طراحی شده است. این چاه در واقع یك مسیر عبوری كاملاً مشخص از سطح زمین به طبقات زیرین آن می باشد كه ممكن است دارای ذخایر هیدروكربنی باشند. عملكرد یك دكل حفاری در مقایسه با دیگر تسهیلات ساخت و تولید متفاوت است چرا كه بعد از حفر چاه و استخراج نفت یا گاز نیازی به استفاده از آن نمی باشد. بعد از حفر چاه، دكل و متعلقات آن می توانند از هم جدا شده و جهت حفاری مجدد در یك منطقة دیگر دوباره به هم متصل گردند.
قابلیت حمل دكل حفاری، در عملكرد آن جهت حفاری تأثیر زیادی ندارد و در واقع این قابلیت و امكان استفادة مجدد از دكل جهت حفاری، كاربرد آن را مقرون به صرفه می نماید. همچنین با توجه به قابلیت حمل یك دكل حفاری، می توان اجزاء آن را به مجموعه های كوچكتر تقسیم كرده و به وسیلة‌ كامیون یا هلیكوپتر در روی خشكی و یا با یدك كشیدن در دریا، جهت حفاری به محل جدید منتقل نمود.
معمولاً دکلها دارای تعدادی جزء اصلی هستند که عمده ترین آنها عبارت است از: سیستم خرک، سیستم قدرت، سیستم بالابر، سیستم دورانی، سیستم گردش سیال حفاری، تجهیزات کنترل چاه، لوله های حفاری، لوله های جداره گذاری،ژنراتورهای الکتریکی، کمپرسورهای هوا و سایر ابزارها و تجهیزات کمکی.
2- سیستم قدرت
قدرت عبارتست از انرژی مورد نیاز جهت راه اندازی یك ماشین. تقریباً در تمامی دكلهای حفاری قدرت مورد نیاز جهت حفاری چاهها از طریق موتورهای احتراق داخلی كه از سوخت دیزلی استفاده می كنند تأمین می شود.اخیراً استفاده از موتورهای سوخت گازی نیز در حال رواج است. بسته به عمق چاه مورد حفاری، یك دكل ممكن است به دو تا چهار موتور نیاز داشته باشد. قدرت فراهم شده به وسیلة دو نوع محرك به اجزاء دكل منتقل می شود كه عبارتند از: محركهای مكانیكی و محركهای الكتریكی. دریك دكل مكانیكی، قدرت موتور توسط مجموعه ای از تسمه ها، پولی ها، زنجیر و چرخ زنجیرها به اجزاء دكل منتقل می شود. در دكلهای الكتریكی نیازی به استفاده از تسمه و زنجیر جهت انتقال قدرت نیست و قدرت الكتریكی از مولدهای اولیه به موتورهای الكتریكی هر جزء انتقال می یابد. اكثر دكلهای مورد استفاده در حفاری چاههای عمیق و نیمه عمیق الكتریكی هستند و این بدان دلیل است كه نگهداری و نصب این نوع دكلها ساده تر از دكلهای مكانیكی می باشد.
3- سیستم بالابر
سیستم بالابر، رشته لولة حفاری را در طول حفاری به داخل چاه هدایت و یا از آن خارج می كند و همچنین وظیفة لوله گذاری در چاه را نیز بر عهده دارد. سیستم بالابر شامل زیرسازه های دكل (سازة فولادی)، منجنیق حفاری (كه گاهی اوقات بالابر نیز نامیده می شود) جعبه قرقرة سر دكل (Crown Block) ، جعبه قرقرة متحرك و قلاب و کابل حفاری می باشد.
زیرسازه (Substructure) ، تكیه گاه لازم را برای سازة دكل و میزدوار (Rotary Table) فراهم می آورد تا این دو بتوانند بار اعمالی از طرف رشته لولة حفاری را چه در حالت معلق در چاه و چه به هنگام استقرار آن روی سازة دكل تحمل کنند. علاوه بر این، ارتفاع زیر سازه طوری تنظیم می شود که فضای لازم در زیر دكل حفاری جهت شیرهای بزرگ كنترل فوران (Blow Out Valve) فراهم آید. منجنیق حفاری، پانل كنترل حفاری، اتاقك خدمه حفاری وتجهیزات دیگر در كف دكل حفاری كه با توجه به ارتفاع زیرسازه در فاصلة مناسبی از سطح زمین واقع است، قرار می گیرند. سازة دكل و زیرسازة آن وزن رشته لولة حفاری را چه در زمان تعلیق آن از قرقرة سر دكل، چه در حالت ساكن روی میز دوار و یا در حالتی كه بدون حركت در روی دكل واقع است تحمل می نمایند.
منجنیق حفاری كه گاهی اوقات بالابر(Hoist) نیز نامیده می شود در واقع یك وینچ (Winch) بسیار بزرگ است كه با پیچاندن رشته سیم حفاری باعث حركت رو به بالا یا پایین رشته لولة حفاری و مته می گردد. از منجنیق حفاری به هنگام برپاداشتن یا پایین آوردن سازة دكل نیز استفاده می شود. تجهیزات ویژه ای (معروف به طبلك فرعیCathead) جهت پیچ كردن یا باز كردن لوله های دارای رزوه روی منجنیق حفاری نصب می شوند. معمولاً منجنیق حفاری بزرگترین، سنگینترین و گران ترین قسمت یك مجموعة حفاری چرخشی می باشد.
منجنیق حفاری شامل یك طبلك قرقره مانند است كه رشته کابل حفاری به دور آن پیچیده می شود. زمانی كه منجنیق به كار می افتد این طبلك چرخیده و بسته به جهت دوران آن باعث جمع شدن رشته کابل حفاری به منظور بالا بردن جعبة قرقره متحرك و یا باعث آزاد شدن رشته کابل جهت پایین آوردن آن می گردد. با توجه به اینكه رشته لولة حفاری به جعبه قرقرة متحرك متصل است لذا چرخش این طبلك باعث بالا و یا پایین رفتن رشته لولة حفاری خواهد شد.
كابل حفاری كه اصطلاحاً كابل یا طناب سیمی نامیده می شود با تاباندن چندین سیم فولادی بوجود می آید. این كابل برای تحمل بارهای سنگین در دكل حفاری طراحی شده است. رشته سیم یا كابل حفاری میبایست حول یك قرقره واقع در روی دكل پیچیده شوند لذا لازم است تا عملیات كابل كشی (Stringing- Up) انجام شود.
4- سیستم دورانی
سیستم دورانی رشته لوله و متة حفاری را جهت حفر چاه به گردش در می آورد. تجهیزات دوران از بالا به پایین شامل هرزگرد یا تاپ درایو (Swivelor Top Drive) ، میلة چهاربر (Kelly) ، طوق محافظ میلة چهاربر (Kelly Saver Sub) ، میز دورانی، رشته لولة حفاری، مفصل ساقه (Tool Joints) ، طوق مته و متة حفاری می باشد. تجهیزات به هم متصل شدة بین هرزه گرد و مته كه شامل میلة چهاربر، لولة حفاری و طوق مته می باشد مجموعة رشته لولة حفاری (Drilling Stem) را تشكیل می دهند.
5- لوله های جداره گذاری
خدمة حفاری نمی توانند چاه را به طور كامل و تا عمق نهایی آن در یك مرحله حفاری نمایند. لذا آنها ابتدا با مته هایی بزرگ، سوراخی به عمق كافی و با قطر بزرگ حفر می نمایند تا سنگهای سست و كثافات را كه در داخل سوراخ بوده و می توانند باعث بروز مشكلاتی در طول عملیات حفاری شوند، همراه با آب موجود در طبقات آب دار (Water–Bearing Formations) نزدیك سطح زمین از داخل چاه خارج نمایند. طبقات خاكی نزدیك به سطح زمین معمولاً ‌دارای آب تازه می باشند. از این منابع آب می توان جهت شرب شهروندان یك شهر استفاده نمود. عدم دقت گروه حفاری در طول عملیات حفاری باعث آلود شدن این منابع آب توسط گل حفاری و سایر سیالات خواهد شد.
بعد از حفر اولین مرحله از چاه آن را جداره گذاری و سیمانکاری می كنند كه این امر باعث كاهش قطر چاه می گردد ولی از ریزش طبقات خاك به داخل جلوگیری می كند. عمق اوّلین مرحلة‌ حفاری حداکثر ممكن است 60 متر باشد. در حقیقت بستگی به عمق سازندهای واقع در نزدیكی سطح زمین دارد و به ندرت ممکن است از 60 متر تجاوز کند.
در بعضی موارد گروه حفاری می تواند در مرحلة دوّم قسمت باقی ماندة چاه را تا عمق نهایی آن حفاری كند. در موارد دیگر، به ویژه در چاههایی با عمق 3000 متر یا بیشتر گروه حفاری می بایستی كه همانند مرحلة اوّل سوراخی با عمق مشخص حفر نموده و سپس آن را جداره گذاری و سیمانکاری نمایند. بار دیگر قطر سوراخ با عمل جداره گذاری و سیمانکاری كردن كمتر شده و لذا قسمت سوّم چاه دارای قطری كمتر از قطر مرحلة قبل خواهد بود.
6- سیستم گردش مجدد سیال حفاری (RecirculationSystem)
سیستم گردش مجدد، سیال حفاری را به سمت مته به گردش در آورده و سپس آنرا جهت تصفیه و استفاده مجدد به سطح زمین منتقل می كند. جهت عملیات حفاری چرخشی، سیال می بایست به طرف پایین و از طریق رشته لولة حفاری، حول مته گردش نموده و سپس از طریق فضای حلقوی بین رشته لولة حفاری و جدارة چاه به طرف بالا جریان یابد. گل حفاری پس از عبور از میان رشته لوله حفاری از نازلهای مته خارج شده و از فضای حلقوی به سمت دهانه چاه حرکت می کند.
سیستم گردش مجدد تجهیزات زیر را جهت گردش (Circulate) سیال، تصفیه (Clean) و گردش مجدد آن به كار می برد: 1) ‌پمپهای گل حفاری 2) (MudPums) ‌لولة خرطومی دوار 3) (Rotary Hose) هرز گرد یا تاپ درایو 4) رشته لولة حفاری 5) مته 6)‌ مسیر بازگشت گل حفاری و 7) مخازن گل حفاری (Mud Tanks) اگر سیستم بازیافت از هوا یا گاز جهت گردش سیال استفاده كند بایستی كمپرسور را نیز به مجموعة تجهیزات فوق اضافه كرد.
اصلی ترین هدف استفاده از سیستم گردش سیال حفاری عبارت است از 1) تمیز كردن انتهای چاه حفرشده 2) خنك كاری و روغنكاری مته و رشته لولة‌حفاری 3) خارج كردن خرده سنگها از چاه 4) جلوگیری از ایجاد حفره در دیوارة چاه و 5) جلوگیری از ورودی سیال موجود در سازندها به داخل چاه و فوران آن.
سیال مورد استفاده معمولاً مایع و گاهی اوقات نیز هوا یا گاز می باشد. قسمت اعظم سیال مایع را آب همراه با روغن (معمولاً سوخت دیزلی) تشكیل می دهد. سیال حفاری را با توجه به اینكه بسیار به گل شبیه است، گل حفاری نیز می نامند. پمپ گل حفاری از ضروری ترین اجزاء یك سیستم گردش سیال می باشد. فشار پمپ، سیال را از داخل محفظه سیال و از طریق رشته لولة حفاری به مته و عمق چاه و سپس از طریق فضای خالی بین جداره چاه و رشته لولة حفاری به داخل پیت باز می گرداند.
7- تجهیزات كنترل چاه
تجهیزات كنترل چاه جهت جلوگیری از فوران ‌مورد استفاده قرار می گیرند. فوران چاه در واقع یك جریان كنترل نشده گاز، نفت یا دیگر سیالات موجود در چاه به فضای بیرون چاه یا طبقات خاكی زیرزمینی می باشد. این حالت زمانی اتفاق می افتد كه فشار درون سازند از فشار اعمال شده به آن توسط ستون گل حفاری بیشتر باشد. فوران می تواند باعث به خطر افتادن جان خدمة حفاری، نابودی دكل حفاری كه دارای ارزشی معادل میلیونها دلار است، اتلاف نفت مورد نیاز و احتمالاً خسارت به محیط زیست شود. اگر چه این اتفاق نسبتاً نادر است اما در صورت وقوع، منظره ای بسیار دهشتناك دارد. سیال (نفت، گاز یا آب نمك) با فشار بسیار زیاد از دهانة چاه فوران نموده و اغلب اوقات به ویژه در مواردی كه سیال حاوی گاز می باشد مشتعل شده و به صورت یك آتش غرنده در می آید.
تجهیزات کنترل چاه شامل اجزاء زیر می باشد: شیرهای فورانگیر،انباره ها (Accumulators) شیرهای خفانشی (Chokes) مانیفولدهای خفانش (Choke Manifolds).
8- تجهیزات كمكی
علاوه بر تجهیزات اصلی تشكیل دهندة یك دكل حفاری، وجود تجهیزات دیگری نیز مورد نیاز است. سیستمهای قدرت، بالا برنده، دورانی، بازیافت و كنترل چاه دارای تجهیزات اضافه تری هستند كه به تجهیزات اصلی اضافه شده و دكل حفاری را جهت عملیات حفاری آماده می سازند. تعداد و نوع این تجهیزات اضافی بستگی به نوع استفاده از دكل حفاری دارد. علاوه بر این اثرات، عوامل دیگری مانند عوارض زمین، آب و هوا، دوری از مراكز خدماتی و حمل و نقل نیز بایستی در نظر گرفته شوند.
9- ژنراتورهای الكتریكی
جهت شروع عملیات دكلهای حفاری مدرن از ژنراتورهای AC كه اكثراً به كمك سوختهای دیزلی و یا گاز طبیعی كار می كنند استفاده می شود. این مجموعة موتور- ژنراتور فقط برای تولید قدرت مورد نیاز منجنیق حفاری، میز دوار و پمپهای گل حفاری بکار نمی رود، بلکه انرژی تولیدی توسط این مجموعه جهت برپا كردن دكل، موتورهای لرزانندة شیل(Shale Shaker Motors) ، محركهای پیت گل حفاری (Mud pitAgitators) ، پمپهای گریز از مركز (Centrifugal Pumps) ، فن های خنك كنندة موتور و سیستم تهویه آسایشگاه خدمة حفاری نیز مصرف می شود.
اغلب این ژنراتورها توانایی تولید 50 تا 350 كیلو وات انرژی را دارند. البته در بعضی موارد از واحدهای بزرگتر با توان بیشتر نیز استفاده می شود. به طور كلی یك واحد از ژنراتورهای مذکور توان تولید قدرت مورد نیاز یك دكل حفاری را بدون در نظر گرفتن انرژی لازم برای سیستم بالا بر، دوران و پمپاژ دارا می باشند. واحد دوّم سیستم موتور –ژنراتور بعنوان ذخیرة مجموعة اول استفاده می شود.
10- كمپرسورهای هوا
در دكلهای مكانیكی (دكلهایی كه به وسیلة یك یا چند موتور احتراق داخلی فعال می شوند و قدرت از طریق تجهیزات مكانیكی مانند زنجیر، چرخ زنجیر، كلاچ و شفت منتقل می شود.) یك كمپرسور كوچك تولید کننده هوای فشرده، هوای مورد نیاز كلاچها و كنترلهای پنوماتیكی را فراهم می كند. كمپرسور دارای مخزنی جهت ذخیرة هوای فشرده می باشد. دكلهای حفاری دیزل- الكتریك دكلهایی هستند كه قدرت مورد نیاز خود را از طریق موتورهای دیزلی كه محرك ژنراتورهای الكتریكی هستند تأمین می کنند). در این دکلها از كمپرسور الكتریكی جهت تولید هوای فشرده با فشار 650 تا 1000 کیلو پاسکال استفاده می شود. هوای فشرده برای راه اندازی كنترلهای پنوماتیكی، راه اندازی موتورهای اصلی و بالابرهای پنوماتیكی، پمپهای هوای روی واحد BOP و همانند اینها بکار برده می شود.
11- سیستم ابزار دقیق حفاری
سیستم ابزار دقیق كلیدی ترین قسمت یك دكل حفاری به شمارمی رود.در یك سیستم ابزار دقیق وزن رشته لولة حفاری، سطح پیت گل حفاری، فشار پمپ، سرعت دورانی و متغیرهای دیگر مورد اندازه گیری می شود . ممكن است از یك واحد نمودارگیری گل حفاری جهت مشاهدة هر گونه آثار نفت و گاز در سیال در گردش حفاری استفاده شود. این كار معمولاً توسط یك شركت پیمانكار خدماتی انجام می گردد.
12- سایر امكانات
دكلهای حفاری علاوه بر تجهیزات فوق الذكر دارای تأسیسات ذخیرة سوخت، رختكن جهت تعویض لباس خدمة حفاری، اتاقك حفار (Doghouse) که در واقع یك سازة كوچك واقع در كف دكل است كه دفتر كار حفار و محل ذخیرة ابزار آلات كوچك می باشد، اتاقك ابزار برای نگهداری قطعات یدكی پمپ و دیگر تجهیزات نیز می باشند. دكلهای حفاری واقع در مكانهای دور دست دارای یك اردو جهت اسكان پرسنل حفاری به هنگام انجام وظیفه نیز هستند. دفتر مسئول دكل حفاری كه معمولاً توسط یك یدك كش به محل آورده می شود دارای یك تلقن، یك رادیو و یك كامپیوتر جهت ارتباط با دفتر مركزی و مناطق مسكونی می باشد.
دكلهای حفاری فراساحلی دارای خوابگاه، وسایل پخت و پز، مولدهای الكتریكی، ذخیرة آب و سیستم فاضلاب و همچنین ذخیرة كافی از گل خشك، مواد شیمیایی، سیمان، روغن و دیگر مواد مورد نیاز جهت حفاری به مدت چندین روز می باشد. اغلب دكلهای حفاری امكان ارسال اطلاعات عملیات حفاری به دفتر مركزی را از طریق یك مودم دارا هستند.

درباره وبلاگ

دانشجویان مهندسی نفت خوزستان
دانشجویان نفت خوزستان





دانشجویان نفت خوزستان

وبلاگ
SEO Stats powered by MyPagerank.Net
مدیر وبلاگ : admin

آخرین پست ها

جستجو

نویسندگان

مترجم سایت