انواع دکل های حفاری

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 انواع دکل های حفاری دارای ۷۵ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد انواع دکل های حفاری  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی انواع دکل های حفاری،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن انواع دکل های حفاری :

انواع دکل حفاری

به بیان ساده ،دکل عبارت است از یک ستون مجهز به کابل فولادی و تعدادی قرقره که جهت داخل شدن رشته ابزار به چاه و خارج کردن رشته ابزار و سایر وسایل متفرقه از چاه، مورد استفاده قرار می گیرد.

دکل می تواند انواع مختلفی به شرح زیر داشته باشد:

الف) سه پایه (Tripod):

این دکل برای دستگاههای حفاری سبک استفاده می شود. معنی ساده تر Tripod سه پایه است: یعنی ، از سه پایه به قطر ۴ اینچ و طول ۹ متر تشکیل شده که این سه پایه در بالا به هم متصل می شوند و پس از جایگزینی حدود ۷ مترا از سطح زمین ارتفاع دارند. بنابراین، می توان لوله ای به طول ۶ متر را از چاه خارج نمود. به میله ای که سه پایه را به هم متصل می کند قلابی نصب شده است این دستگاه را به راحتی در محل می توان ساخت و قابل حمل نیز می باشد و برای حفاری تا عمق ۶۰۰ متری مورد استفاده قرار می گیرد.

ب) برج(Tower):

در بسیاری از دستگاههای حفاری تنها یک ستون دیده می شود که به حالت قائم قرار می گیرد و با جکهایی که به طرفین آن متصل می شود می تواند از حالت قائم خارج شود و به حالت افقی درآید. این نوع دکل در دستگاههای حفاری نیمه سنگین کاربرد دارد.

ج) دکل ثابت یا استاندارد

در حقیقت از دو دکل Tower متصل به هم تشکیل شده است که در نهایت به شکل مکعب مستطیل در می آید. این نوع دکل در دستگاههای حفاری نیمه سنگین و سنگین استفاده می شود ودر عمل تا دو برابر یک Tower قدرت دارد این دکلها به صورت واحد قابل انتقال نیستند مگر آنکه فاصله انتقال بسیارکم باشد، درغیر این صورت باید قطعات آن را به طور مجزا از هم حمل نمود و در محل موردنظر، آن قطعات را به یکدیگر متصل و سپس از آن استفاده نمود. یک دکل استاندارد،سازه ای است با چهار پایه (Leg) که روی یک چهارگوش قرار دارد و هر بار که چاهی حفاری می گردد، آن را قطعه قطعه سرهم می کنند.

دکل قابل حمل یا خود فراز (Mast):

دکلی به صورت یک هرم ناقص که ارتفاعی حدود ۴۵ متر دارد و سطح قاعده تحتانی آن به حداقل ۲۰ مترمربع و سطح قاعده فوقانی حداکثر به ۱۲ مترمربع می رسد ازاین دکل ها به صورت واحد می توان استفاده نمود بدون آنکه حفار مجبور باشد به ازای هربار استفاده، اجزای مختلف آن را از یکدیگر جدا و حمل نماید و دوباره در عملیات جدید آنها را به هم پیوند دهد. دکل خود فراز فقط یکبار و آن هم موقع ساخت سرهم بندی می شود. و به صورت یک واحد باقی می ماند، هر دفعه چاهی حفاری می گردد می توان آن را به صورت یک پارچه برپاکرد یا پایین آورد موقعی که یک دکل خود فراز بالا و پایین آورده می شود شباهت به تیغه یک چاقوی بزرگ جیبی دارد که بازو بسته می شود در نتیجه، دکلهای خود فراز را بعضی مواقع دکل چاقویی (Jack Knife Mast) می نامند.

هر دکل خود فراز یا دکل استاندارد روی زیر سازه ای (Substructure) برپا می شود که دو کار عمده انجام می دهد:

الف) نگهداری سکوی دستگاه حفاری و تامین فضا برای تجهیزات و کارگران

ب) تامین فضا برای فوران گیرهای زیر سکوی دستگاه حفاری

زیر سازه نه تنها میز دوار، بلکه وزن تمام ساق مته را زمانی که به وسیله لوله گیر در چاه آویزان است نگخ می دارد هم چنین وزن رشته لوله های جداری را موقع راندن آن در چاه یا وقتی که به طور موقت روی زیر سازه قرار می گیرند تحمل می کند. سکوی دستگاه حفاری محل قرار گفتن گردونه، تابلو کنترل حفار، اطاق حفار و سایر تجهیزات وابسته می باشد.

دکل های استانداردو خود فراز برحسب مقدار وزنی که در حالت قائم می توانند تحمل کنند و مقدار مقاومت در مقابل سرعت بادهای جانبی ،درجه بندی می شوند ظرفیت بار یک دکل استاندارد از ۲۵۰۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰۰۰ پوند تغییر می کند. هر نوع دکل خود فراز یا استاندارد در حالی که لوله ها در آن چیده شده، بادهایی با سرعت ۱۰۰ تا ۱۳۰ مایل در ساعت را تحمل می کند بدون اینکه نیاز به مهار دکل با سیم باشد.

مورد دیگر در طراحی، ارتفاع دکل می باشد . دکل استاندارد یا خود فراز و زیر سازه آن ، وزن ساق مته را در تمام مدت، چه ساق از جعبه قرقره تاج ، آویزان باشد یا درون میز دوار قرار گرفته باشد ، تحمل می کند.

ارتفاع دکل استاندارد یا خود فراز در ظرفیت بار آن تاثیری ندارد، ولی طول آن قسمت از ساق مته که باید از چاه خارج گردد با ارتفاع دکل محدود می گردد. بدین علت است که جعبه قرقره تاج باید به اندازه کافی از سکوی بالاتر باشد تا بتوان برای تعویض مته یا بنا به دلایل دیگر لوله ها را از چاه بیرون کشیده و به طور موقت دردکل چیده و انبار نمود.

انواع دکل های حفاری

دکل های خشکی

۱-۱) دکل ثابت یا استاندارد (Conventional): این نوع دکل، در زمان حفاری ساخته شده و سرچاه می ماند و قابل حرکت دادن نیست.

۱-۲) دکل های متحرک(Mobile Rigs): این دکلها به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:

۱-۲-۱)دکل خود فراز یا چاقویی (Jack Knife): اجزای این نوع دکل ها تکه تکه می شود. حفاری در خشکی بیشتر توسط این دکل صورت می گیرد.

۱-۲-۲) دکل قابل حمل (Portable Mast): این دکل روی ماشین سرچاه آمده و مثل آنتن و توسط پمپ های هیدرولیکی باز می شود بیش تر برای حفاری چاههای کم عمق یا تعمیراتی (Work Over) W.O. به کار می رود.

۲- دکل های دریایی (Marine Rigs):

دکلهای دریایی را می توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد که هرکدام نیز به چند زیر گروه طبقه بندی می شوند:

۲-۱) دکلهای شناور (Floating Type):

۲-۱-۱) کشتی حفاری (Drilling Ship):برای حفاری در اعماق خیلی زیاد دریا ، ازاین نوع کشتی حفاری به جای سکوی دریایی استفاده می شود کشتی حفاری در مقایسه با سکوی دریایی نیمه شناور، از نظر اندازه و ظرفیت، از مزیت بیشتری برخوردار است . برای نخستین بار درسال ۱۹۸۲ ازاین نوع کشتی برای حفاری در عمق ۲ هزار متری آب در دریای مدیترانه استفاده شده است. امروزه حفاری چاههایی با اعماق بیش از۳ هزار مترنیز با این کشتی ها امکان پذیر است.

۲-۲)دکل نیمه شناور (Semi –Submersible): دکلهای نیمه شناور شبیه کشتی حفاری (Drilling Ship) می باشند. از نظر اندازه و ظرفیت ،از کشتی حفاری کوچکتر بوده و از آنها برای حفاری در اعماق کمتر از ۲ هزار متری دریا استفاده می شود.

۲-۳)دکل های متصل به کف دریا (Botton Supported Type):

۲-۳-۱-)Barge: کشتی حفاری کوچک، دکلی که برای حفاری در اعماق کم (حدود ۸تا۳۰ فوت)به کار برده می شود کشتی کوچک را در جای کم عمق قرار داده، آب داخل آن پمپ می کنند تا سنگین شود و به کف دریا بچسبد سپس شروع به حفاری می کنند. بعدازاتمام حفاری و نصب تجهیزات، کشتی منتقل می شود. شکل صفحه بعداین دکل را به صورت شماتیک نشان می دهد.

۲-۳-۲) Jack up: کشتی در جای عمیق تر قرار گرفته و پاهای آن به صورت هیدرولیکی ،به کف دریا می چسبند که ممکن است یک پایه (بزرگ برای جای مسطح) یا سه پایه (برای جاهایی که دریا پستی و بلندی دارد)باشد. این دکل جهت حفاری اعماق دریا از ۱۵ تا ۳۵۰ فوت استفاده می شود.

۲-۳-۳)Platform: این دکلها نیز به دو زیر گروه فرعی تقسیم می شوند:

۲-۳-۳-۱)Self Contained: دراین نوع دکل ،تمام وسایل حفاری کمپ وجای استراحت افراد،روی یک سکو قرار دارد.

۲-۳-۳-۱) Tendered: دراین دکل بعضی وسایل مثل کمپ استراحت، در کشتی دیگری است.

Top Drive

Top Drive وسیله برقی هیدرولیکی است که جایگزین سیستم کلی و میز دوار شده است و مزایای بسیاری نسبت به آن دارد. البته، نوع Hydrolift که در مناطق نفت خیز جنوب و مدیریت اکتشاف استفاده می شود نوع قدیمی و بزرگ است که جهت برپایی (Rig up) و کنار گذاشتن آن (Rig down) زمان زیادی مصرف می شود (۲۴ ساعت).

مزایای استفاده از Top Drive

۱- کاهش زمان از دست رفته هنگام اتصال ابزار (Connection)

۲- افزایش سرعت حفاری

۳- عدم Back off به هنگام حفاری

۴- توانایی انجام اندازه گیری ضمن حفاری

۵- امکان حفاری جهت دار وافقی

۶- توانایی تنظیم و کنترل وزن روی مته و مغزه گیر که باعث کاهش خرابی مته وافزایش طول مغزه گیر می شود.

۷- دارای سیستم اتوماتیکی جهت بلند کردن، محکم کردن و بازکردن لوله های حفاری می باشد.

۸- دارای سیستم فوران گیر می باشد.

۹- کاهش گیر لوله ها هنگام حفاری و لوله بالا و لوله پایین.

۱۰- هنگام گیر احتمالی لوله ها، می تواند در هر قسمت از دکل ،دوران (Rotate) یا Back Ream کند.

۱۱- به هنگام راندن ابزار مانده یابی در هر جای دکل می توان از آن استفاده نمود.

۱۲- دارای سیستم تصویری روی جایگاه حفار است که حفار به راحتی می تواند دکلبان را ببیند و هنگام لوله بالا به او آسیب نرساند.

۱۳- کاهش زمان لوله بالا ولوله پایین.

اجزای Top Drive

۱- ریل هایی جهت بالاو پایین شده آن

۲- هرزگرد

۳- موتور

۴- بازو

۵- گوشواره یا بالابرنده(Elevator)

۶- آچار هوا

دکل ها برحسب مقدار یا فشاری که می توانند تحمل کنند،دسته بندی می شوند. فشارهایی را که دکل باید تحمل کند دو نوع اند:

الف)بار یا فشارجانبی (Compression Load)

ب) فشارباد(Wind Pressure)

مقدار بار جانبی مجاز دکل را براساس مجموعه مقاومت چهارستون یا پایه دکل تعیین می کنند، بدین ترتیب که مقاومت هر پایه دکل را جداگانه محاسبه می کنند و سپس مجموعه مقاومت چهار پایه دکل را با احتساب ضریب اطمینان به عنوان حداکثر بار مجاز جانبی که دکل می تواند تحمل کند مشخص می نمایند.

مقدار فشار باد مجاز برای دکل حفاری به ارتفاع دکل بستگی دارد. نیرو و فشارباد را می توان از رابطه های زیر محاسبه نمود:

F= PA

^۲ V 004/0= P

که :

F: نیروی اعمال شده بر سطح بار باد دکل بر حسب پوند

P: فشار باد بر حسب پوند بر فوت مربع

A: سطح بار باد بر حسب فوت مربع

V: سرعت باد بر حسب مایل در ساعت

مثال : مطابق فرمول API، یک دکل حفاری که حداکثر فشار باد مجاز آن psi4/0 است، چه سرعت بادی را (برحسب مایل در ساعت ) تحمل خواهد کرد؟

=۱۲۰mph P= 0/004×V^۲ ðV=

بالابر (Hoist or Draworks) و موتور آن

گردونه که بعضی مواقع بالابر (Hoist) نامیده می شود قسمت اصلی ابزار بیرون چاه را تشکیل می دهد . نقش آن بیرون کشیدن رشته لوله ها (Pull Out Of Hole) یا داخل کردن آنها در چاه (Pun In Hole) است . این عمل به وسیله چرخش قرقره یا استوانه بزرگی که مقداری طناب حفاری روی آن پیچیده شده، انجام می شود. قدرت موتور بالابر از ۳۰۰ اسب برای دستگاههای سبک تا ۲۰۰۰ اسب برای دستگاههای خیلی سنگین تغییر می کند.

ب) لوازم داخل چاه: رشته لوله حفاری و جداره

– رشته لوله حفاری (Drill Pipe String): رشته حفاری از بالا به پایین شامل لوله چند بر (Kelly)، لوله های حفاری ،طوقه حفاری (Drill Collar) و مته است.

– لوله چند بر (Kelly) : این لوله معمولاً مقطع مربع دارد ولی گاهی نیز از مقاطع شش ضلعی استفاده می کنند. طول آن معمولاً ۵/۱۲ متر و توخالی است این لوله واسطه ای بین صفحه دوار (Rotary Table) و لوله های حفاری است که به آن پیچ می شوند.

– لوله های حفاری (Drill Pipes): این لوله ها ، فولادی توخالی به طول حدود ۹ متر و قطر

اینچ هستند این لوله ها به یکدیگر پیچ می شوند.

– لوله های وزنی (Drill Collar): نوعی لوله توخالی از جنس فولاد مخصوص نیکل-کروم یا کروم- مولیبدن است. قطر و وزن و سختی آن بیش تر از لوله های حفاری است. این خصوصیات طوقه حفاری برای جلوگیری از پیچش و انحراف رشته لوله حفاری است.

– لوله جداری (Cassing): لوله های فولادی هستند که باید به دیواره چاه چسبانده شوند .عمل حفاری تا عمقی می تواند ادامه یابد که دیواره چاه پایدار باشد وریزش نکند. معمولاً گل حفاری از ریزش دیواره چاه جلوگیری نمی کند ولایه های آبده نیز با فرستادن آب به داخل چاه ،خواص گل را تغییر می دهند و به این ترتیب حفاری مشکل می شود. دراین صورت باید جداره را وارد چاه نمود و آن را بوسیله سیمان به دیواره چاه محکم کرد. پس از مدتی حفاری، چنانچه دوباره نیاز به نصب جداره باشد، باید آن را از سرچاه محکم کرد پس از مدتی حفاری، چنانچه دوباره نیاز به نصب جداره باشد ،باید آنرا از سر چاه تا عمق مورد نظر نصب و سیمان کنند. بنابراین ، جداره دوم در داخل جداره اول قرار می گیرد و به همین ترتیب سایر جداره ها را در صورت لزوم می توان نصب نمود.

پس از قرار دادن اولین جداره، لوازم سرچاه (Wellhead) نیز نصب می گردد. این لوازم شامل تعدادی شیر برای جلوگیری از فوران (B.O.P.) و لوله های لازم می باشد.

– لوله مغزی (Tubing): نوع دیگر لوله ها ، لوله های مغزی می باشند این لوله ها، آخرین لوله هایی هستند که به منظور بهره برداری در چاه رانده می شوند در بعضی از موارد این لوله رانده نمی شود و بهره برداری از طریق آخرین لوله جداری رانده شده انجام می گیرد.