در صنعت نفت و گاز ، تثبیت کننده های حفاری نقش مهمی در اطمینان از کارآیی ، دقت و ایمنی عملیات حفاری دارند. چه در حفاری های دریایی و چه در خارج از ساحل ، تثبیت کننده ها به حفظ کنترل جهت مونتاژ سوراخ پایین (BHA) ، کاهش ارتعاشات ، جلوگیری از انحراف و تقویت عملکرد کلی حفاری کمک می کنند.
پیشرفت در فن آوری حفاری منجر به توسعه انواع تثبیت کننده ها شده است که هر یک برای بهینه سازی راندمان حفاری در شرایط زمین شناسی خاص طراحی شده اند. در این مقاله ، تجزیه و تحلیل عمیق از تثبیت کننده های حفاری ، هدف ، کارکردها و طبقه بندی آنها ارائه می شود. با درک این جنبه ها ، مهندسان حفاری و اپراتورهای میدانی می توانند در مورد انتخاب و کاربرد تثبیت کننده ها برای بهبود ثبات چاه و دقت حفاری تصمیمات آگاهانه بگیرند.
تثبیت کننده حفاری چیست؟
تثبیت کننده حفاری یک ابزار تخصصی پایین سوراخ است که در عملیات حفاری برای جلوگیری از انحراف ناخواسته و بهبود پایداری رشته مته استفاده می شود. به طور معمول در BHA قرار می گیرد تا پشتیبانی جانبی از بیت مته و یقه های مته را ارائه دهد و از یک فرآیند حفاری صاف و کنترل شده اطمینان حاصل کند.
ویژگی های اصلی یک تثبیت کننده حفاری:
بدن استوانه ای با تیغه یا باله وصل شده.
در نقاط استراتژیک در رشته مته قرار گرفته است.
در کاهش ارتعاشات و نوسانات گشتاور کمک می کند.
کنترل مسیر حفاری را بهبود می بخشد.
تثبیت کننده های حفاری بسته به کاربرد ، با استفاده از مواد فولادی با استحکام بالا یا مواد غیر مغناطیسی ساخته می شوند. آنها برای مقاومت در برابر محیط های سخت حفاری ، از جمله چاه های فشار بالا و درجه حرارت بالا (HPHT) طراحی شده اند.
هدف از تثبیت کننده حفاری چیست؟
هدف اصلی تثبیت کننده حفاری حفظ پایداری جهت دار BHA ، جلوگیری از انحرافات چاه های ناخواسته و اطمینان از یک فرآیند حفاری صاف است. در زیر برخی از کارکردهای کلیدی:
1. از انحراف چاه جلوگیری می کند
تثبیت کننده های حفاری به حفظ بیت مته با مسیر چاه برنامه ریزی شده کمک می کنند.
شدت دگلی (DLS) را کاهش می دهد و از یک سوراخ محکم تر اطمینان می یابد.
2. ارتعاشات و گردباد را به حداقل می رساند
ارتعاشات رشته مته کنترل نشده می تواند باعث خرابی ابزار و سایش زودرس شود.
تثبیت کننده حرکات جانبی را کاهش می دهد و باعث کاهش بارهای شوک در BHA می شود.
3. عملکرد بیت مته را تقویت می کند
توزیع وزن حتی در بیت ، بهبود ROP (میزان نفوذ) را فراهم می کند.
تندرست بیت را کاهش می دهد و امکان برش سنگی نرم تر را فراهم می کند.
4. از چسبیدن دیفرانسیل جلوگیری می کند
به حفظ قطر Wellbore کمک می کند و از چسبندگی در سازندهای نرم جلوگیری می کند.
5. تمیز کردن سوراخ را بهبود می بخشد
تثبیت کننده ها در قطع حمل و نقل ، کاهش خطر بسته بندی ها کمک می کنند.
با اطمینان از کنترل بهتر بر روی مسیر حفاری ، تثبیت کننده ها با به حداقل رساندن زمان غیر مولد (NPT) و افزایش کارآیی عملیاتی به کاهش هزینه های حفاری کمک می کنند.
عملکرد تثبیت کننده در BHA چیست؟
مونتاژ سوراخ پایین (BHA) یک مؤلفه مهم رشته مته است و تثبیت کننده ها نقش مهمی در بهینه سازی عملکرد آن دارند. عملکرد یک تثبیت کننده در BHA را می توان به شرح زیر طبقه بندی کرد:
1. کنترل جهت
تثبیت کننده های نزدیک بیت به حفظ پایداری بیت کمک می کنند و از یک مسیر مداوم اطمینان حاصل می کنند.
تثبیت کننده های رشته کنترل انحراف زاویه ای را کنترل می کنند و انحراف ناخواسته را کاهش می دهند.
2. توزیع بار
بارهای محوری و شعاعی را در سراسر BHA توزیع می کند و نوسانات گشتاور را کاهش می دهد.
از ساییدگی بیش از حد در یقه های مته و سایر ابزارهای پایین سوراخ جلوگیری می کند.
3. کاهش حرکت چوب لغزش
STICK-SLIP یک مسئله مشترک در حفاری است ، جایی که بیت بین چسبندگی و حرکت ناگهانی متناوب است.
تثبیت کننده ها نیروهای اصطکاک را کاهش می دهد و از یک عملکرد حفاری نرم تر اطمینان می یابد.
4. بزرگ شدن و تهویه سوراخ
برخی از طرح های تثبیت کننده به حفظ اندازه سوراخ مورد نظر کمک می کند.
تثبیت کننده های تیغه در قطع تشکیل اضافی کمک می کنند.
قرارگیری استراتژیک تثبیت کننده ها در BHA به طور قابل توجهی بر راندمان حفاری تأثیر می گذارد و آنها را به یک ابزار ضروری در عملیات مدرن نفت تبدیل می کند.
انواع تثبیت کننده
طبقه بندی بر اساس موقعیت در رشته
تثبیت کننده های حفاری را می توان بر اساس قرارگیری آنها در رشته مته طبقه بندی کرد:
نوع
موقعیت
عملکرد
تثبیت کننده نزدیک بیتی
مستقیماً بالای بیت مته
ثبات فوری را برای بیت فراهم می کند و باعث کاهش دست و پنجه نرم می شود.
تثبیت کننده رشته
در امتداد یقه های مته قرار گرفته است
به حفظ یکپارچگی سوراخ کمک می کند و رانش زاویه ای را کنترل می کند.
تثبیت کننده میانی
بین دو یقه مته
حتی توزیع وزن را تضمین می کند ، و تغییرات ابزار را کاهش می دهد.
به دلیل دوام زیاد در سازندهای ساینده استفاده می شود.
تثبیت کننده نوع آستین
دارای یک آستین قابل جابجایی در اطراف بدنه تثبیت کننده است
اجازه تعویض تیغه را بدون تغییر کل ابزار می دهد.
تثبیت کننده تیغه قابل تعویض
تیغه ها را می توان جایگزین یا تنظیم کرد
در سازندهای متنوعی که در آن انعطاف پذیری لازم است استفاده می شود.
طبقه بندی بر اساس انواع تیغه
نوع تیغه
دارای
است
تیغه
تیغه های خطی ساده
تمیز کردن سوراخ و گشتاور کم را فراهم می کند.
تیغ مارپیچ
تیغه های مارپیچی
چسبندگی دیفرانسیل را کاهش داده و ثبات را تقویت می کند.
تیغ
ساختار فنلاندی با کانال های سیال
ایده آل برای حفاری با سرعت بالا.
طبقه بندی بر اساس
نوع عملیات
مکانیسم
استفاده از مورد
تثبیت کننده ثابت
ثابت ، غیر قابل تنظیم
در اندازه های سوراخ سازگار استفاده می شود.
تثبیت کننده قابل تنظیم
قابل گسترش یا پیمانکاری است
ایده آل برای قطر سوراخ متغیر.
تثبیت کننده هیدرولیک
از فشار سیال برای تنظیم استفاده می کند
مناسب برای سیستم های حفاری خودکار.
پایان
تثبیت کننده حفاری ابزاری اساسی برای پایین آمدن است که باعث افزایش کارایی ، دقت و پایداری عملیات حفاری می شود. با جلوگیری از انحراف چاه ، کاهش ارتعاشات و بهینه سازی عملکرد بیت ، تثبیت کننده ها به حفاری مقرون به صرفه و کارآمد کمک می کنند. طبقه بندی آنها بر اساس موقعیت ، طراحی ، نوع تیغه و عملکرد به مهندسان امکان می دهد مناسب ترین نوع تثبیت کننده را برای شرایط مختلف حفاری انتخاب کنند.
با پیشرفت در فن آوری حفاری ، اکنون تثبیت کننده های مدرن با مواد پیشرفته و ویژگی های اتوماسیون هوشمند ، بهبود ایمنی و عملکرد حفاری طراحی شده اند. درک نقش و معیارهای انتخاب تثبیت کننده برای دستیابی به تکمیل موفقیت آمیز چاه در صنعت نفت و گاز بسیار مهم است.
متداول
1. تفاوت بین تثبیت کننده حفاری و یک ریمر چیست؟
از تثبیت کننده حفاری در درجه اول برای حفظ کنترل جهت استفاده می شود ، در حالی که یک ریمر برای بزرگنمایی یا صاف کردن قطر چاه طراحی شده است.
2. چگونه تثبیت کننده ها از انحراف چاه جلوگیری می کنند؟
با ارائه پشتیبانی جانبی از BHA ، تثبیت کننده ها باعث کاهش انحراف زاویه ای می شوند و به حفظ یک مسیر حفاری مستقیم کمک می کنند.
3 از چه موادی برای تولید تثبیت کننده حفاری استفاده می شود؟
بیشتر تثبیت کننده ها از فولاد با استحکام بالا ، مواد غیر مغناطیسی یا آلیاژهای تقویت شده با کاربید تنگستن برای دوام افزایش یافته ساخته می شوند.
4. چه زمانی باید از تثبیت کننده قابل تنظیم استفاده شود؟
تثبیت کننده های قابل تنظیم برای حفاری های جهت دار که قطرهای سوراخ سوراخ در آن متفاوت است ، ایده آل هستند و امکان تنظیم زمان واقعی در حین حفاری را فراهم می کند.
5. آیا تثبیت کننده تیغه مارپیچ بهتر از تثبیت کننده تیغه مستقیم است؟
تثبیت کننده های تیغه مارپیچی برای چاههای بسیار منحرف ترجیح داده می شوند زیرا باعث کاهش چسبندگی دیفرانسیل می شوند ، در حالی که تثبیت کننده های تیغه مستقیم تمیز کردن سوراخ بهتر را ارائه می دهند.
شرکت ما اصرار دارد که نوآوری مداوم فن آوری ، تعالی پورسورس باشد و مشتریان ما را با کیفیت عالی ، کیفیت قابل اعتماد ، قیمت مناسب و خدمات ملاحظه بازگرداند.
