طراحی و ساخت ابزار PBL-Sub حفاری

گِلِ حفاری مهم‌ترین جزء در حفاری چاه‌های نفت و گاز می‌باشد که با هزینه‌ بسیار زیاد ساخته و استفاده می‌شود. هرزروی آن می‌تواند هزینه‌های زیادی را بر دوش شرکت‌های کارفرما و حفاری متحمل نماید.
  • شماره درخواست: RFP4498071121
  • تاریخ اعلام: 1398/10/08
  • تاریخ انقضا: 1398/11/01

فرصت ها:

براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

میزان سرمایه گذاری:

براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

برنامه زمان بندی:

 

تماس جهت اطلاعات بیشتر:

۰۲۱۸۸۳۹۸۵۶۳ – ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۴۳

پست الکترونیک:

 

 

پیشینه مساله :

    گِلِ حفاری مهم‌ترین جزء در حفاری چاه‌های نفت و گاز می‌باشد که با هزینه‌ بسیار زیاد ساخته و استفاده می‌شود. هرزروی آن می‌تواند هزینه‌های زیادی را بر دوش شرکت‌های کارفرما و حفاری متحمل نماید. لذا همواره کاهش هزینه‌ها و خطرات از اهداف مهندسین بوده‌است. در هنگام بروز هرزروی، پمپاژ مواد کنترل‌کننده هرزروی ضروری است ولی این امر می‌تواند منجر به انسداد مسیر در مجراهای خروجی شود، برای جلوگیری از این اتفاق از ابزاری به نام PBL-Sub استفاده می‌شود. در ادامه، توضیحاتی پیرامون طراحی و ساخت این ابزار ارائه می‌شود که شامل حساسیت‌های عملیاتی این ابزار نیز می‌باشد. PBL-Sub سال‌ها به‌عنوان راه‌حلی جهت رفع محدودیت برای پمپاژ مواد کنترل‌کننده هرزروی بدون عملیات لوله بالا و لوله پایین در صنعت حفاری مورد استفاده بوده‌است. این ابزار با کنترل مسیر جریان به درون لوله‌های حفاری و مته یا به داخل چاه می‌تواند از پلاگ و بسته شدن مسیر دارای مجراهای کوچک مثل موتور حفاری، مته و ... جلوگیری نماید. در حال حاضر به دلیل تحریم‌های موجود واردات و استفاده از نمونه‌های خارجی با محدودیت‌هایی روبرو است که این خود، دلیلی بر ضرورت ساخت، تولید و بومی‌سازی این ابزار می‌باشد.  

شرح مساله :

در حفاری می‌تواند به دلایل مختلف (خلل و فرج زیاد در سازَند، تحمل پایین فشار و...) هرزروی گل رخ دهد، گل پمپاژ شده به درون چاه هرز رود و به سطح بازنگردد. در این شرایط برای جلوگیری از افت فشار هیدرواستاتیک چاه باید گل جدید ساخته‌ شود و به درون چاه پمپاژ گردد که هزینه‌های بسیاری در بردارد. در همین حین باید برای کنترل هرزروی، موادی به درون چاه پمپاژ شود که خلل و فرج‌های سازند را پر کند و از هرزروی گل در این مناطق جلوگیری نماید. به همین منظور مواد کنترل‌کننده هرزروی (LCM) به درون چاه پمپ می‌شوند. مشکل اینجاست که در آرایش لوله‌های حفاری درون‌چاهی احتمال دارد LCM باعث انسداد ابزار از جمله موتورهای درون‌چاهی، ابزار اندازه‌گیری در حین حفاری، ابزار نمودارگیری در حین حفاری و همچنین مته شود. در نتیجه مسیر پمپاژ گل به درون چاه قطع می‌شود که این خود می‌تواند باعث خطراتی نظیر فوران چاه و ... شود. لذا در صورت بروز این مشکل، عمدتاً عملیات لوله بالا و تعویض آرایش لوله‌های حفاری صورت می‌گیرد تا ابزار حساس از مسیر حذف شوند. بعدازآنکه هرزروی برطرف شد، دوباره آن ابزار به درون چاه برده می‌شوند. در این حالت زمان زیادی، صرف لوله بالا و تعویض ابزار درون‌چاهی می‌شود که خود هزینه بسیار زیادی را تلف می‌کند. در این شرایط، راهکاری که بیشترین صرفه اقتصادی را دارد، استفاده از PBL-Sub در آرایش لوله‌های حفاری و بالای ابزار‌های حساس به LCM است. این ابزار دارای مکانیسمی می‌باشد که در زمان بروز هرزروی می‌توان با استفاده از آن، مسیر چاه را از سمت وسط لوله‌های حفاری به کناره‌های لوله‌های هدایت کرد و LCMها مستقیماً بدون عبور از درون موتور و ابزارهای حساس، به درون چاه ریخته شوند. بعدازآنکه هرزروی برطرف شد یا به حد منطقی رسید دوباره با انجام عملیات ساده‌ای این مسیر به مرکز لوله‌ها هدایت‌ می‌شود و جریان گل نیز به نازل‌های مته هدایت خواهد شد. بنابراین زمانی صرف عملیات لوله بالا و تعویض ابزار نمی‌شود و به‌این‌صورت از خطرات و هزینه‌های اضافی جلوگیری خواهد شد. PBL-Sub یک ابزار حدوداً 2 الی 3 متری است که دور آن 2 عدد مسیر خروجی کوچک به قطر حدوداً 4 سانتی‌متر وجود دارد و فنری درون ساب قرار می‌گیرد. کناره‌های آن زمانی که فنر در حالت باز قرار دارد، این دو سوراخ را پر می‌کنند تا جریان از آن‌ها عبور نداشته باشد. همچنین بالای فنر حلقه‌ای وجود دارد که در زمان عملیات پمپاژ LCM از PBL-Sub، از آن استفاده می‌شود؛ به‌این‌صورت‌که در زمان هرزروی شدید و تصمیم به استفاده از PBL-Sub، اتصال تاپ درایو از روی لوله‌های حفاری در سطح باز می‌شود و گوی بزرگ، با اندازه‌ای معادل حلقه بالای فنر، درون لوله‌ها رها می‌شود. بعد از مدت‌زمانی این گوی به حلقه می‌رسد و وزن آن باعث می‌شود فنر جمع شود و دو دریچه کناری در حالت باز قرار بگیرند. در این زمان با اتصال تاپ درایو، پمپاژ LCM شروع می‌شود تا نتیجه مطلوب حاصل شود. بعدازآنکه مشکل هرزروی حل شد و قرار بر این شد که پمپاژ از نازل‌های مته ادامه یابد، دو گوی کوچک‌تر، با اندازه معادل دو دریچه کناری، به درون لوله‌ها انداخته می‌شوند. بعدازآنکه این دو گوی به دریچه‌ها رسیدند پمپاژ شروع می‌شود. لازم به ذکر است که جنس حلقه بالای فنر و همچنین انتخاب سایز آن به نحوی است که در این مرحله با پمپاژ گل و اعمال فشار، گوی بتواند از حلقه عبور کند و مسیر اصلی گل باز شود. در قسمت پایین‌تر PBL-Sub، محفظه‌ای طراحی‌ شده‌است که گوی بزرگ و دو گوی کوچک را در خود نگه می‌دارد و قابلیت نگهداری حداقل 4 گوی بزرگ و 8 گوی کوچک را داراست. نکات مهم در طراحی PBL-Sub این است که ساب باید از جنس بقیه ساب‌های مورداستفاده در حفاری باشد تا قابلیت تحمل تنش‌های ایجادشده در حفاری را دارا باشد. همچنین توانایی تحمل دمای بالای 100 درجه سانتی‌گراد و فشار بالای 5000 یا 10000 پوند بر اینچ مربع (پام) ‌از نکات ضروری این ساب می‌باشند. در حال حاضر، نیاز به ساخت این ابزار برای حفره‌های سایز 6 1/8” و 8 ½” در کشور احساس می‌شود به‌طوری‌که سایز ابزار برای حفره کوچک‌تر 4 3/4” و برای حفره بزرگ‌تر 6 3/4” باشد. برای شروع ساخت از هر سایز این ابزار 2 عدد به‌اضافه یک عدد ابزار پشتیبان موردنیاز می‌باشد. نکته دیگر در ساخت این ابزار، نوع و سایز اتصالات این ساب می‌باشد به‌طوری‌که در آرایش لوله‌های حفاری، نیاز به سابِ تبدیل احساس نشود. به‌این منظور پیشنهاد می‌شود برای سایز  4 3/4” از اتصالات 3 ½” IF Pin & Box و برای ابزار سایز 6 3/4” از اتصالات 4 ½” IF Pin & Box استفاده شود. حساسیت‌هایی که در ساخت این ابزار وجود دارد به این دلیل است که در صورت کار نکردن این ابزار کارکردی (هزینه) به‌ روزهای درون چاه بودن این ابزار تعلق نمی‌گیرد. همچنین درصورتی‌که در هرکدام از مراحل استفاده از این ابزار، مسیر عبور گل به درون چاه قطع شود، خطرات زیادی ازجمله فوران، چاه را تهدید می‌کند و می‌تواند موجب صدمات جبران‌ناپذیری گردد. بنابراین باید دقت شود زمانی‌که گوی بزرگ بر روی فنر قرار دارد، بعد از کنترل هرزروی باید بتوان با اعمال فشار، مسیر را به حالت عادی درآورد. جنس مواد مورد استفاده در این ساب باید به نحوی انتخاب شود که ساعات کارکرد آن درون چاه، تداخلی در حفاری ایجاد نکند و محدودیتی بیشتر از دیگر ابزار درون‌چاهی نداشته باشد.  

راه‌حل‌های پیشنهادی برای حل مسئله:

  • استفاده از مواد با استقامت بالا در برابر گرما و فشار همانند دیگر اجزای رشته حفاری
  • ساخت اتصالات بالا و پایین ابزار مطابق با توضیحات فوق
  • استفاده از استانداردهای صنعت نفت در ساخت و تولید ابزار
  • طراح و سازنده می‌تواند از طرح‌های عملیاتی دیگری که مشابه با این ابزار عمل کنند استفاده نماید.

راه‌حل‌ها و پیشنهادها غیر جذاب:

  • استفاده از ساب تبدیل اتصالات (Cross-Over Sub)
  • استفاده از موادی که در برابر جریان گل حفاری دچار خوردگی شوند.
  • ضعیف یا قوی بودن بیش‌ازحد فنر مورد استفاده در ابزار
  • انسداد مسیر جریان گل بر اثر عدم کارکرد کامل ابزار
  • پلاگ شدن مجراهای عبوری ابزار

راه‌حل‌ها و پیشنهادها باید الزامات زیر را رعایت نمایند:

  • توانایی تحمل دمای ساب؛ بالای 100 درجه سانتی‌گراد
  • توانایی تحمل فشار ساب؛ بالای 5000 یا 10000 پوند بر اینچ مربع (پام)
  • استفاده از اتصالات 3 ½” IF Pin & Box برای سایز 4 3/4
  • استفاده از اتصالات 4 ½” IF Pin & Box ابزار سایز 6 3/4
  • تطابق جنس ساب با بقیه ساب‌های مورداستفاده در حفاری

نوع همکاری مطلوب :

بر اساس پیشنهادها قابل‌ مذاکره می‌ باشد.

ارسال پاسخ :

تمامی پروپوزال‌ها از طریق این لینک دریافت خواهد شد.

نظر شما