انواع دکل های حفاری

پروژه ی انواع دکل های حفاری

دسته بندی	بانک اطلاعات
بازدید ها	3
فرمت فایل	docx
حجم فایل	241 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	70

فروشنده فایل

کد کاربری 3230

تمام فایل ها

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 4 اینچ و طول 9 متر تشکیل شده که این سه پایه در بالا به هم متصل می شوند و پس از جایگزینی حدود 7 مترا از سطح زمین ارتفاع دارند. بنابراین، می توان لوله ای به طول 6 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 600 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 45 متر دارد و سطح قاعده تحتانی آن به حداقل 20 مترمربع و سطح قاعده فوقانی حداکثر به 12 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 250000 تا 1500000 پوند تغییر می کند. هر نوع دکل خود فراز یا استاندارد در حالی که لوله ها در آن چیده شده، بادهایی با سرعت 100 تا 130 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

1-1) دکل ثابت یا استاندارد (Conventional): این نوع دکل، در زمان حفاری ساخته شده و سرچاه می ماند و قابل حرکت دادن نیست.

1-2) دکل های متحرک(Mobile Rigs): این دکلها به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:

1-2-1)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.

1-2-2) 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.

2- 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:

2-1) دکلهای شناور (Floating Type):

2-1-1) 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 1982 ازاین نوع کشتی برای حفاری در عمق 2 هزار متری آب در دریای مدیترانه استفاده شده است. امروزه حفاری چاههایی با اعماق بیش از3 هزار مترنیز با این کشتی ها امکان پذیر است.

2-2)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 2 هزار متری دریا استفاده می شود.

2-3)دکل های متصل به کف دریا (Botton Supported Type):

2-3-1-)Barge: کشتی حفاری کوچک، دکلی که برای حفاری در اعماق کم (حدود 8تا30 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.

2-3-2) 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 15 تا 350 فوت استفاده می شود.

2-3-3)Platform: این دکلها نیز به دو زیر گروه فرعی تقسیم می شوند:

2-3-3-1)Self Contained: دراین نوع دکل ،تمام وسایل حفاری کمپ وجای استراحت افراد،روی یک سکو قرار دارد.

2-3-3-1) Tendered: دراین دکل بعضی وسایل مثل کمپ استراحت، در کشتی دیگری است.

Top Drive

Top Drive وسیلة 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 (24 ساعت).

مزایای استفاده از Top Drive

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

2- افزایش سرعت حفاری

3- عدم Back off به هنگام حفاری

4- توانایی انجام اندازه گیری ضمن حفاری

5- امکان حفاری جهت دار وافقی

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

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

8- دارای سیستم فوران گیر می باشد.

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

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

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

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

13- کاهش زمان لوله بالا ولوله پایین.

اجزای Top Drive

1- ریل هایی جهت بالاو پایین شده آن

2- هرزگرد

3- موتور

4- بازو

5- گوشواره یا بالابرنده(Elevator)

6- 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 مجموعة مقاومت چهارستون یا پایة 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:

انواع دکل های حفاریپروژهتحقیقکار آموزی