راهنمای لوله حفاری: اندازه‌ها، رزوه‌ها و وزن چاه نفت و چاه آب

منظور مردم از "لوله دکل نفتی" چیست؟

در یک دکل نفتی، "لوله" می تواند به چندین محصول لوله ای اشاره کند: لوله حفاری، پوشش، لوله، یا لوله خط سطحی. هنگام حفاری، لوله چرخشی که سطح را به بیت متصل می کند، می باشد لوله مته - بخش مرکزی رشته مته. پوشش و لوله در چاه نصب می شوند و به طور کلی در آنجا باقی می مانند. لوله مته بارها ساخته و شکسته می شود و باید از گشتاور بالا، کشش، خمش و خستگی چرخه ای دوام بیاورد.

این راهنما بر روی لوله مته (از جمله پیکربندی های رایج مورد استفاده در حفاری چاه آب مانند برنامه های چرخشی گل، چرخشی هوا، و DTH/دوار).

لوله مته از چه ساخته شده است

یک "مفصل" لوله مته معمولاً از یک بدنه لوله به علاوه دو انتهای دیواره سنگین به نام اتصالات ابزار تشکیل شده است. اتصالات ابزار به بدنه لوله جوش داده می شود و اتصالات رزوه ای محکمی را برای آرایش مکرر و شکستگی ایجاد می کند.

• بدنه لوله: بخش لوله بلند (اغلب ~27-30 فوت برای محدوده 2)
• اتصالات ابزار: انتهای سنگینی که نخ ها و گشتاور را حمل می کنند
• پین: انتهای نخی نر
• جعبه: انتهای نخی ماده
• اتصال دوار شانه ای: رزوه های مخروطی به اضافه یک شانه که گشتاور را مهر و موم می کند و انتقال می دهد.

از آنجایی که اتصالات ابزار فلز قابل توجهی را اضافه می‌کنند، دو رشته با OD لوله یکسان می‌توانند وزن‌های «واقعی» معنی‌داری متفاوتی داشته باشند، بسته به سبک اتصال و هندسه ناراحت‌کننده. مطمئن ترین روش درمان است بدنه لوله و جرم اتصال به صورت جداگانه وقتی دقت مهم است

چگونه لوله مته مشخص می شود (6 مشخصاتی که در واقع به آن نیاز دارید)

یک نام معمولی مانند "3-1/2 اینچ، 13.3#، X-95، NC38، محدوده 2" ابعاد، استحکام و استاندارد اتصال لوله مته را رمزگذاری می کند. اینها مشخصاتی هستند که برای انتخاب، سازگاری و تدارکات به آن نیاز دارید.

1. لوله OD (قطر بیرونی)، مانند 2-3/8، 2-7/8، 3-1/2، 4، 4-1/2، 5، 5-1/2، 6-5/8 اینچ
2. وزن اسمی (lb/ft) که برای شناسایی و بسیاری از محاسبات برنامه ریزی استفاده می شود
3. ضخامت دیوار و شناسه (قطر داخلی)، که هیدرولیک و استحکام بدنه لوله را هدایت می کند
4. درجه (خانواده قدرت عملکرد)، مانند E-75، X-95، G-105، S-135
5. محدوده طول، معمولاً محدوده 1 (18-22 فوت)، محدوده 2 (27-30 فوت)، محدوده 3 (38-45 فوت)
6. نوع اتصال / رشته، مانند NC، IF، FH، یا REG (به علاوه انواع قدیمی)

برای اکثر تصمیم گیری ها، اتصال درجه OD کنترل سازگاری و محدودیت های مکانیکی، در حالی که شناسه هیدرولیک و عملکرد در سیستم های گل یا هوا را کنترل می کند.

اندازه و وزن لوله مته (مرجع عملی)

جدول زیر مرجع فشرده ای برای اندازه های معمولی OD لوله مته و وزن های اسمی معمولی، وزن های ساده، شناسه ها و ضخامت دیواره ارائه می دهد. استفاده کنید شناسه برای تصمیم گیری های هیدرولیکی و استفاده وزن اسمی/با اتصال برای تدارکات و تخمین وزن رشته زمانی که وزن مشترک سازنده ندارید.

قانون عملی: هنگامی که به تخمین سریع بدون داده های مشترک سازنده نیاز دارید، از وزن اسمی × طول مفصل برای عدد برنامه ریزی استفاده کنید، سپس اجزای BHA را اضافه کنید. برای بالابر و حمل و نقل جرثقیل، همیشه از محافظه کارانه ترین (سنگین تر) وزن منتشر شده برای اتصال و محدوده طولی دقیق استفاده کنید.

لوله حفاری چاه آب در مقابل لوله حفاری میدان نفتی

حفاری چاه آب چندین روش را شامل می شود (دوار گلی، چرخشی هوا، چکش DTH). بسیاری از اندازه ها با لوله حفاری میدان نفتی همپوشانی دارند، اما عوامل تصمیم گیری تغییر می کنند.

نفت و گاز (عمیق/بالا)

• گشتاور و کشش پایدار بالاتر؛ قرار گرفتن در معرض خستگی بیشتر
• تاکید بیشتر بر استانداردسازی، بازرسی و قابلیت ردیابی
• اتصالات اغلب در اطراف خانواده های معمولی شانه چرخشی استاندارد می شوند

چاه آب / محیطی / زمین گرمایی

• سازگاری رشته با سیستم‌های زیر/چکش/بیت موجود اغلب بر انتخاب غالب است
• اندازه های رایج شامل 2-3/8 اینچ تا 4-1/2 اینچ بسته به کلاس دکل و عمق است.
• طول اتصالات و سبک های اتصال می تواند بسته به تامین کننده و منطقه بسیار متفاوت باشد

از نظر عملی، انتخاب لوله حفاری چاه آب اغلب سازگاری اول است ، در حالی که برنامه های میدان نفتی اغلب در چرخه بار و استانداردها اول هستند.

رزوه کاری لوله مته: NC، IF، FH و REG

اکثر اتصالات ابزار لوله مته از اتصالات دوار شانه ای استفاده می کنند: رزوه های مخروطی به خنجر زدن و هم ترازی کمک می کنند و یک شانه مهر و موم اولیه را فراهم می کند و گشتاور را منتقل می کند. «خانواده‌های» اتصال اهمیت دارند زیرا تعیین می‌کنند چه چیزی می‌تواند به طور ایمن جفت شود، به چه سنج‌هایی نیاز دارید و چه لوازم جانبی در دسترس است.

خانواده های ارتباط مشترک

• NC (اتصالات شماره گذاری شده) : اکوسیستم شانه‌دار چرخشی «شماره‌دار» که به طور گسترده استفاده می‌شود
• IF (فلاش داخلی) : طراحی شده برای کاهش محدودیت داخلی از طریق اتصال
• FH (حفره کامل) : در نظر گرفته شده برای حفظ سطح جریان داخلی بزرگتر از طریق اتصال
• REG (معمولی) : اغلب برای مطابقت با موجودی های قدیمی یا تثبیت شده با آن مواجه می شوند

منطق انتخاب: هنگامی که هیدرولیک را اولویت بندی می کنید و محدودیت را به حداقل می رسانید IF/FH را انتخاب کنید، زمانی که می خواهید سازگاری گسترده و ابزار معمولی را می خواهید NC را انتخاب کنید و زمانی که باید با موجودی موجود مطابقت داشته باشید REG را انتخاب کنید. انتخاب صحیح در نهایت به قابلیت گشتاور/کشیدن دکل شما و بقیه رشته ابزار شما بستگی دارد.

هشدار تعویض پذیری

برخی از اتصالات می توانند تا حدی جفت شوند اما واقعاً قابل تعویض نیستند. اگر نخ‌ها آرایش می‌کنند، اما احساس می‌کنید اشتباه هستند، نشت می‌کنند، یا عدم تطابق شانه را نشان می‌دهند، متوقف شده و با گیج‌های صحیح بررسی کنید. بازی نزدیک می تواند ناامن باشد برای سرویس گشتاور و کشش.

نحوه شناسایی نخ لوله مته ناشناخته (جریان کاری میدانی)

هنگامی که تامین کنندگان لوله یا مخلوط را به ارث می برید، شناسایی نخ سریع ترین راه برای جلوگیری از خرابی است. از این گردش کار برای رسیدن از "پین/جعبه ناشناخته" به خانواده و اندازه اتصال تایید شده استفاده کنید.

1. علامت گذاری روی اتصال ابزار را بررسی کنید (نوع اتصال، اندازه، درجه غالباً مهر زده می شود).
2. OD/ID اتصال ابزار را اندازه گیری کنید و با ابعاد موجودی شناخته شده مقایسه کنید.
3. از یک گام سنج برای تخمین TPI استفاده کنید و رفتار مخروطی را یادداشت کنید.
4. هر زمان که لوله خدمات گشتاور/کشش معنی‌داری را مشاهده کرد، با رزوه‌سنج‌های مناسب آن را تأیید کنید.
5. اگر به سناریوی «همسر اما اشتباه» مشکوک هستید، آرایش را مجبور نکنید – ابتدا سازگاری را تأیید کنید.

تحویل عملیاتی: هزینه اندازه گیری معمولاً در مقایسه با هزینه ناچیز است گالینگ، نشت، شکست اتصال، یا یک رویداد رشته گیر کرده است .

وزن لوله مته: تعاریف، فرمول ها و مثال ها

"وزن لوله مته" می تواند به معنای وزن لوله-بدنه، وزن اسمی یا وزن متوسط مفصل از جمله اتصالات ابزار باشد. همیشه قبل از مقایسه مظنه ها یا محاسبه بار قلاب، تعریفی را که استفاده می کنید تأیید کنید.

سه مفهوم وزنی که باید از هم جدا نگه دارید

• وزن ساده (پوند/فوت) : فقط بدنه لوله (بدون جرم اتصال)
• وزن اسمی (پوند/فوت) : استاندارد نامگذاری که برای شناسایی و برنامه ریزی استفاده می شود
• وزن مفصل (پوند/مفصل) : ارزشی که به بهترین وجه برای بلند کردن، حمل و نقل، و موجودی رشته دقیق مطابقت دارد

فرمول وزن بدن لوله مبتنی بر هندسه سریع

اگر OD و ID (اینچ) را می‌دانید، وزن بدن لوله در هر فوت (فولاد) را با موارد زیر تخمین بزنید: وزن (پوند/فوت) ≈ 2.673 × (OD² − ID²)

نمونه کار شده (2-3/8 اینچ با شناسه ~1.815 اینچ)

OD² - ID² ≈ 2.35، بنابراین وزن ≈ 2.673 × 2.35 ≈ 6.27 پوند بر فوت ، که با مقادیر معمولی ساده در جداول مرجع تراز می شود.

از پوند بر فوت به وزن هر مفصل و وزن رشته

• وزن هر مفصل (هوا) ≈ (lb/ft) × (طول مفصل بر حسب فوت)
• وزن رشته (هوا) ≈ مجموع وزن اجزای BHA همه مفاصل
• در سیال، شناوری باعث کاهش قلاب موثر می شود. از وزنه شناور برای بلند کردن / حمل و نقل استفاده نکنید

برای جابجایی ایمن: از وزن هوا و وزنه های محافظه کارانه مفصل استفاده کنید . برای مکانیک حفاری: قلاب شناور را با استفاده از ضریب شناوری مناسب برای سیستم سیال محاسبه کنید.

نحوه انتخاب لوله مته مناسب (چک لیست انتخاب)

از این چک لیست برای همگرایی در برنامه لوله حفاری استفاده کنید که با محدودیت های دکل، روش حفاری و اکوسیستم اتصال شما مطابقت دارد.

مرحله 1: با محدودیت ها شروع کنید

• قابلیت گشتاور دکل (دوار / درایو بالا)
• حداکثر قلاب / کشش و محدودیت دکل
• عمق هدف، شدت سگ و قرار گرفتن در معرض خستگی مورد انتظار
• اندازه سوراخ، هیدرولیک (ID) و برنامه مایع/هوای حفاری
• سازگاری رشته مورد نیاز با subs/BHA موجود

مرحله 2: OD و دیوار را انتخاب کنید (هیدرولیک در مقابل استحکام)

رشته های OD کوچکتر در دکل های کوچکتر و برنامه های کم عمق رایج هستند. رشته های OD بزرگتر سفتی و ظرفیت گشتاور را افزایش می دهند اما وزن و هزینه را اضافه می کنند. اگر هیدرولیک محدود است (تلفات فشار، حجم هوا)، اولویت بندی کنید شناسه continuity و سبک اتصال

مرحله 3: انتخاب درجه (خانواده قدرت)

درجه بالاتر قدرت تسلیم را افزایش می دهد اما به طور خودکار خستگی یا مسائل مربوط به تمرین را حل نمی کند. درجه را بر اساس الزامات کشش/گشتاور، عمق و نظم بازرسی انتخاب کنید.

مرحله 4: استاندارد کردن اتصالات

سریع‌ترین راه برای کاهش زمان خرابی، استاندارد کردن یک خانواده اتصال سازگار و تأیید موجودی با سنج‌های مناسب است. رشته های مختلط یک حالت شکست قابل پیش بینی هستند در هر دو عملیات میدان نفتی و چاه آب.

مدیریت و نگهداری برای جلوگیری از شکست

بیشتر مشکلات لوله مته به آسیب نخ و شانه، آلودگی، گشتاور آرایش نامناسب یا بازرسی های نادیده گرفته می شود. این مشکلات به صورت تهوع، نشت، آرایش ضعیف، شستشو، ترک های خستگی و خرابی اتصال ظاهر می شوند.

• برای نگهداری و حمل و نقل از محافظ های نخ استفاده کنید
• نخ ها را تمیز نگه دارید؛ از روش های ترکیبی و جابجایی مناسب استفاده کنید
• اتصالات را برای تصحیح گشتاور با تجهیزات کالیبره شده ایجاد کنید
• مرتباً بازرسی کنید تا زود هنگام شسته شدن، ترک خوردگی و سایش بیش از حد را پیدا کنید

نتیجه عملیاتی: بازرسی و جابجایی منظم بزرگترین دستاوردهای قابلیت اطمینان را ایجاد می کند - اغلب بیشتر از تغییر درجه یا بزرگ کردن لوله.