کاربرد لوله های مغزی سیار
۰ ۷۳۰۰ ۱ ۱۳۹۲/۰۵/۲۲ ۱۰:۵۱
كاربرد لوله هاي مغزي سيار چکیده لوله مغزی یا همان coiled tubing ابزاری است که درسالهای اخیر در پیشبرد اهداف صنعت حفاری تاثیر به سزایی داشته است. استفاده از این سیستم تا حدود زیادی در هزینه و وقت صرفه جویی می کند. لوله مغزی سیار از ابتدا عمرش تا به امروز تحولات زیادی داشته و روز به روز هم پیشرفتهای چشمگیری دارد.در این مقاله در ابتدا اجزای CT مورد بررسی قرار گرفته و مکانیزمهای عملکرد و همچنین معرفی اجزای درون چاهی این سیستم ذکر گردیده است.در نهایت مزایای و معایب آن آورده شده است. واژه‌هاي کلیدی: لوله مغزی سیار ، اجزای درون چاهی، مکانیزم عملکرد، مزایا و معایب مقدمه 18 سال بعد از جنگ جهاني دوم شركت نفت كاليفرنيا اولين واحد لوله مغزي سيار را كه جهت عمليات تكميلي چاههاي نفتي بكار رفت و شامل سيستم هدايت كننده لوله به داخل چاه بود ابداع نمود . اين واحد شامل يك مكانيزم خاص جهت هدايت كردن لوله به داخل چاه بود كه توانايي راندن لوله با قطر خارجي"1.315 به داخل چاه و خارج نمودن آن از امتيازات اين مكانيزم به كار مي رفت . معرفي دستگاه :دستگاه لوله مغزي يكي از ماشين آلات صنعتي حفاري بوده و جهت عمليات تعميري و تكميلي چاههاي نفت مود استفاده قرار مي گيرد . اجزا:انتقال قدرت ، جايگاه استقرار كويل لوله ، سيستم هدايت كننده لوله ، كابين كنترل و تجهيزات كنترلي سرچاهي .- تريلر : عمليات با حجم سنگين و با عمق زياد مدلهاي مختلف - تراك : عمليات با حجم متوسط - اسكير : عملات دريايي معرفي اجزاء دستگاه لوله مغزي سيار :1- سيستم انتقال قدرت و اجزاء جانبي : شامل موتور ديزل و مجموعه انتقال قدرت هيدروليكي است . تأمين نيروي هيدروليكي مورد نياز اجزاء مختلف دستگاه را بر عهده دارد و قدرت مكانيكي آن توسط موتور ديزل تأمين مي شود . توان موتورهاي ديزل 350 الي 400 اسب بخار است . 2- اجزاء اصلي استقرار كويل لوله- استوانه مركزي ، شافت مركزي ، فلنچ هاي جانبي- سيستم هاي محرك- سيستم اندازه گيري طول لوله- مكانيزم تنظيم پيچش لوله وظيفه نگهداري چندين هزارمتر لوله كه به دور استوانه مركزي آن پيچيده شده را دارد . قطر استوانه مركزي 72-69 in است كه ظرفيت نگهداري 6000 ft لوله را دارد . - سيسستم محرك : شامل يك عدد هيدرو موتور ، ترمز و زنجير و چرخ زنجير مي باشد . - مكانيزم تنظيم پيچش لوله : زماني كه CT بروي قرقره پيچيده مي شود لوله را به طور منظم در كنار يكديگر بروي قرقره قرار مي دهد . - سيستم اندازه گيري طول لوله : بروي سيستم تنظيم پيچش لوله به كار رفته است . سيستم شامل دو چرخ شياردار فولادي مي باشد كه شيارهاي چرخ با لوله در حال حركت تماس دارد . با هر گردش چرخ ها ر اثر نيروي اصطكاك طول لوله پيموده شده اندازه گيري مي شود . 3- سيتم هدايت كننده لوله :مهمترين جزء اين دستگاه است . وظيفه ايجاد كشش مورد نياز جهت وارد و خارج نمودن لوله به درون چاه را بر عهده دارد . اجزاء تشكيل دهنده BHA :BHA شامل ابزارهاي ته چاهي است كه بعد از tube شروع شده و به موتور ختم مي شود و بعد از موتور متر بسته مي شود در فاصله بين tube و موتور تجهيزات زير است : - Ball Chock valve Dort : شبيه سوزن عمل مي كند كه(پيستون)مسيررا باز و بسته خواهد كرد . Flapper : شبيه پروانه است . Ball : اگر متر گير كند براي نجات Ball را بالاي پيستون فرستاده و فشار را بالا خواهند برد تا Ball باعث به حركت در آوردن پيستون شود و فشار پيستون باعث بريده شدن پيچ ها مي شود tube آزاد خواهد شد . بوستر كه از داخل داراي خان است.Down hole motor : قسمت مركزي كه شامل قطعه فلزي است.قسمت مركزي كه داراي ميله است و طوري ساخته شده كه درون خان هاي بوستر رفته با آن بست مي شود . البته مقداري فاصله بين خان ها و ميله مارپيچ است كه با ايجاد فشار سيال حفاري به داخل بوستر باعث چرخش قسمت مركزي درون بوستر و انتقال اين چرخش به متر و عمليات حفاري خواهد شد . Jar : براي ايجاد شك در مواقع ضروري Accelerator : پايين تر از jar و باعث تشديد شك جار به متر خواهد شد . اطلاعات به دست آمده از تست خوردگي جت و تست حفاري جت پايه اطلاعات اصلي BHA است . فشار عمل كننده از 70 mpa در 3 5/8 حفاري ست انتخاب مي شود كه در اين فشار خوردگي جت در تمام گازها و نفت هاي ناپيوسته ايجاد مي شود . حفاری جت و اطلاعات فرسایش مستقیم بین دبی برداشت سنگ با نخستین فشار آستانه را نشان می دهد . آنالیز ارتباط بین دبی برداشت سنگ و نخستین آستانه افزایش سریع بهره وری در بالای فشار آستانه را بیان می کند که وقتی فشار جت حدود دو یا چند برابر فشار آستانه برسد بهره وری به حداکثر خود می رسد . در فشار بیشتر آستانه بدلیل فرسایش جت سیر صعودی بهره وری کاهش می یابد . jet erosion در محیط های دانه ای تراوا نسبت به محیط های غیر تراوا موثرتر است . ارتباط بین تراوایی و فشار آستانه حفاری چرخشی جت در فشار بالا یکی از جدیدترین پیشرفت های این صنعت می باشد که باعث کاهش وزن روی مته (wob) کاهش گشتاور و سطوح لرزش می شود و با استفاده از یک تشدید کننده قابلیت انجام عملیات حفاری خوب را دارا می باشد . آزمایشات نشان می دهند ان تکنولوژی توانایی milling سیمان را نیز دارد اما میزان و سرعت حفاری کمتر از موتور و میل می باشد و به فشار پمپ بیشتری نیاز است . تشدید کننده در اتصالات و افت ها در حفاری های کوچک مقیاس براغی شبیه سازی چاه توسعه افته است . حفاری " در انتهای tube کوچک می تواند با یک انحراف کوچک وارد قسمتی از سازند که دست یابی به آن سخت است می شود . حفاری با جت " اینچ دبی بالا و سرعت بالای حفاری را ایجاد می کند . نیروی هیدرولیکی گزارش شده در " به 10 برابر بالاتر از " می باشد و سرعت حفاری نیز افزایش می یابد . موارد کاربر Coiled tubing :1) سیمان کاری توسط CT: با افزایش حفاری در چاهها تغییرات شدیدی در گرادیان فشار ایجاد شده که تنها راه ممکن برای جلوگیری پدیده گذاشتن لوله جداری می باشد. فضای بین لوله جداری و سازند و حتی در حین هرزروی فضای داخل چاه باید توسط سیمان پر گردد که هم اکنون این عملیات توسط CT نیز اجرا می شود . تفاوتهای زیادی در سیمان کاری به وسیله CT با روش های دیگر وجود دارد . سیمان کاری اولیه و گذاشتن plug سیمانی از روش های رایج سیمان کار است که توسط دستگاه CT اجرا می شود . با استفاده از CT می توان دوغاب سیمان را دقیقاً به مکان مورد نظر هدایت نمود که ویژگی ممتاز این روش است . علاوه بر این با استفاده از CT می توان در casing یک پنجره (window) باز نمود و در زمان و هزینه صرفه جویی نمود . 2) gas lift : یکی از مهمترین موارد کاربرد tubing در عملیات gas lift می باشد که با دقت بالا می تواند میزان نیتروژن موردنیاز جهت پمپاژ را تعیین نماید . فشار بالای پمپ باعث به وجود آمدن nitrogen cashion می گردد که از ورود مایعات به درون doan hole جلوگیری کند . برای لوله ی coil با اندازه های 1تا2 اینچ می توان از اصطکاک صرفنظر کرد . اگر منبع نیتروژن از محدودیت برخوردار نباشد و عامل ترش صورت نگیرد باید از foam برای انتقال سیال استفاده کنیم . همچنین با استفاده از کامپیوتر و فشارسنج می توان فشار Bottom hole رادر زمان gas lift مشخص کرد . 3) Well clean out : به طور کلی clean out شامل دو قسمت می شود : 1- خارج نمودن اجسام جامد مانند دانه های شن و ماه و قسمت دوم ، خارج نمودن لجن . قسمت دوم توسط high pressure jetting انجام می شود که در نتیجه لجن از هم پاشیده را به راحتی می توان از درون چاه خارج کرد . در چاههای vertical با فشار بالا عمل clean out به آسانی صورت می گیرد . بدین صورت که سیال حفاری توسط pump به چاه داخل چاه پمپاژ می شود . بطور کلی به عمل خارج نمودن آشغالها و مواد زائد از داخل حفره ها clean out می گویند . 4) high pressure jetting : در این روش از آب با فشار بالا استفاده می کنند و این آب از سوراخهای نازل با فشار زیاد جت می شود که این فشار ربرای تمیز کردن و آماده نمودن سطح بسیار موثر است . یکی از مهمترین فاکتورها در عمل water jet فشار می باشد . فشار ته چاه از عواملی است که عمل CT و BHA را تعیین می کند . و چون در بالای فشار 5000psi عمر CT کوتاهتر می شود بدین دلیل از ابزاری به نام نازل استفاده می کنند تا فشار را کنترل کند مانع افزایش آن تا بیشتر از 25000 شوند . همچنین پدیده cavitation هنگامی که افت فشار در پمپ اتفاق می افتد روی می دهد که باعث کنده شدن ذرات از جسم می گردد . sand (6 : در تولید نفت سنگین در چاههای افقی یکی از مشکلات جدی ماسه می باشد برداشت ماسه به وسیله coild tubing یکی از راههای موثر و مفید است که در کمترین زمان این مشکلات را حل می کند نتایج :برای حفاری حوزه های با قطر زیاد بعلت نیاز به حجم زیاد گردش گل برای تمیز سازی حوزه و عدم امکان تأمین آن با لوله مغزی سیار قطعاً بایستی از لوله حفاری استفاده نشود اما در حوزه های با خطر کم (کتر از "61.8) می توان از لوله مغزی سیار و موتورهای درون چاهی برای حفاری استفاده شود . مزایا : 1- زمان لوله بالا و لوله پایین کردن در لوله حفاری با لوله مغزی سیار تقریباً تا 10برابر کاهش می دهد . 2- می توان در حفاری فروتعادلی (استفاده از دستگاه UBD) بدون استفاده از دکل حفاری و فقط با وجود لوله مغزی سیار بدون کشتن چاه به تعمیق چاه اقدام نمود که نسبت به حفاری با لوله های حفاری با هزینه بسیار کم و بسیار سریعتر انجام می گردد . 3- اسید کاری و پمپاژ نیتروژن جریان روان چاه بلافاصله پس از پایان حفاری با لوله مغزی بسیار امان پذیر است .4- برا تکمیل چاه و تعمیر آن یک تکنولوژی بدیهی است . 5- کارهایی که می شود با لوله مغزی در اسرع وقت در چاهها با صرفه جویی اقتصادی نسبت به دکل انجام داد (در رابطه مستقیم با افزایش تولید ):- انگیزش چاه – اسیدکاری- زدن نیتروژن - سبک کردن سیال درون چاهی جهت جریان روان چاه- کشتن چاه جهت عملیات دکل- نمودار گیری از چاه - حفاری موانع (سیمان ، مگنست ، ...) درون لوله های با قطر کم ("3.12و"4) - مانده یابی درون رشته تکمیلی fishing- گذاشتن و بیرون آوردن پلاگهای وایرلاین درون رشته های تکمیلی - گذاشتن پلاگ سیمان درون چاههای فشار دار- پمپاژ حلال درون چاهی جهت رفع موانع آسفالتی - مشبک کاری - Under Rean کردن چاه (گشاد کردن چاه) معایب :1- در صورت گیر کردن امکان مانور بیشتری در لوله حفاری وجود دارد که می توان کشش بیشتر امکان Backoff و استفاده از jarring را نام برد که با لوله مغزی بسیار امکان استفاده از هیچکدام از مزایای فوق وجود ندارد .2- با لوله های حفاری می توان جهت دار حفاری نمود که این امکان با لوله مغزی سیار وجود ندارد . 3- در چاههای اکتشافی و توصیفی که بایستی با قطرهای زیاد شروع به حفاری کنند ("36) بایستی با دکلهای حفاری شروع کرد (در توان لوله مغزی نمی باشد ) نتیجه گیریبا توجه به مطالب فوق لوله مغزی سیار وسیله ای کارآمد و مفید برای حفاری با قطر کم است و می تواند در بسیاری از کارهای نوین حفاری استفاده شود. پاکسازی چاه و تولید ماسه و دیگر مشکلات دست و پا گیر مهندسان که تعیین کننده رقابت مهندسی در بین آنهاست سبب شده تا روز به روز روشهای جدیدتر و پیشرفته تر به عرصه رقابت وارد شود. اطلاعات بر آمده از این مقاله و خیلی از مقالات مربوط به این موضوع بیانگر توجه خاصی است که به لوله مغزی شده است . امروزه لوله مغزی سیار به یک دستگاه مهم تبدیل شده که خیلی از کارهای حفاری را انجام می دهد و روز به روز به کارایی آن افزوده می شود.
عضو فعال
مهندس نفت گرایش حفاری و استخراج از مخازن نفتی
