حفار آبار البترول
هناك نوعان من الحفارات :
حفار الابار النفطية "بئر جديد" وحفار صيانة"Workover Rig"...فيما يلي شرح مبسط لآلة الحفر الرئسية.
مقدمة
البئر ما هو إلا ثقب عميق فى باطن الأرض يصل إلى الطبقة الحاملة للبترول أو الغاز بغرض الحصول عليهما.يتم تجهيز البئر بوسائل معينة وذلك للتحكم فيه والسيطرة عليه خلال إنتاج البترول أو الغاز أو قفل البئر.
1 - رفع وتنزيل عمود الحفر (منظومة رفع Hoisting System).
2 - توليد عزم دوران ليتمكن الدقاق (bit) من ثقب الصخور (منضدة دوارة Rotary Table).
3 - ضخ مائع الحفر (الطفلة mud) لرفع ناتج الحفر من القاع إلى السطح حتى لا يتماسك عمود الحفر بجدار البئر (نظام تدوير سائل الحفر Drilling Fluid Circulation System).
1 - توليد ونقل القوى المحركة اللازمة.
2 - إنزال ورفع مواسير وعواميد الحفر والقيسون وأنابيب الإنتاج.
3 - إدارة دقاق الحفر.
4 - إتمام دورة سائل الحفر للتخلص من فتات الصخور المحفورة ورفعها إلى السطح.
5 - حما ية الأشخاص والمعدات من خطر الانفجار الذى يمكن أن يحدث أثناء عملية الحفر أو أى مخاطر أخرى.
لذلك يتكون جهاز الحفر من عدة منظومات أساسية وتتكون كل منها من مجموعة عناصر تشترك معا لتحقيق الهدف المطلوب من كل منظومة على حدة كما بالشكل.
أولاً : منظومة توليد ونقل القوى المحركة (Mover Prime)
ثانياً : منظومة الرفع (Hoisting System)الغرض منها رفع وإنزال أعمدة الحفر والمواسير أو القيسون أو مواسير الإنتاج داخل أو خارج البئر أثناء عمليات الحفر والتحكم فى الوزن على الدقاق وتتكون هذه المنظومة من :
1 - برج أو صارى (Derrick or Mast)
يصمم ليكون له ارتفاع مناسب ومتانة كافية لإتمام المهام المنوط بها على أن يجهز ببلكونة لتخزين أعمدة ومواسير الحفر عند التفكيك والتركيب.يتحمل الوزن الديناميكى المعرض له بالإضافة إلى وزن البرج نفسه.
يقاوم العزم الناتج عن تأثير الر ياح.
وينقسم إلى نوعين :
الأول :
البرج التقليدى (القياسى) ذو الأربع قوائم والذى كانت تركب أجزاءه فى موقع الحفر ويستخدم الآن بكثرة فى الأرصفة والأجهزة البحرية لمتانته ويركب مرة واحدة ولا يعاد تفكيكه.
الثانى :
البرج المحمول (الصارى جاهز التركيب) وينتشر فى الأجهزة البرية لسهولة نقله وتجهيزه للحفر فى زمن قليل نسبياً.
2 - مجموعة البكرات الثابتة (المجموعة التاجية Crown Block)
وهى مجموعة من البكرات (Sheaves) تثبت فى قمة البرج ليلف حول كل منها حبل الحفر المعدنى (Drilling Wire Rope) مكوناً عند أول بكرة طرفاً متحركاً أو سر يعاً يسمى الخط السر يع (Fast Line) والذى يتم لضمه بالدرم (برميل الونش) بعد لف عدد معين من اللفات حوله.
وعند أخر بكرة طرفاً آخر مثبتاً فى قاعدة البرج ويسمى الخط الميت (Dead Line) والذى بدوره يكون متصلاً ببكرة الإمداد بالواير.
3 - مجموعة البكرات المتحركة (Traveling Block)
تتكون أيضاً من عدة بكرات تقل بكرة واحدة عن المجموعة التاجية وتضم هذه المجموعة الخطاف (Hook) وذراعى الرفع والقابض (Elevator and Bails) ويلف حولها سلك الحفر بالتبادل مع البكرات التاجية بحيث تصبح معلقة بواسطة سلك الحفر فى مجموعة البكرات الثابتة.
ويمكنها أن ترتفع أو تهبط بتدوير الونش أو فك الفرامل بواسطة وزنها.
4 - الونش (Draw Works):
وهو العنصر الأساسى فى منظومة الرفع والتنزيل ويتكون من اسطوانة رئيسية معدنية (Main Drum) التى يلضم بها طرف سلك الحفر السريع بعد لفه عدة لفات حولها وتجهز بمنظومة فرامل للتمكن من توقفها والحد من سرعتها حسب المطلوب كما تجهز باسطوانة معدنية صغيرة على جانبيها تسمى (Cat Head) والتى تستخدم فى ربط أو فك وصلات مواسير الحفر أو القيسون أو الإنتاج بواسطة حبل.
ثالثاً : منظومة الدوران الرحوى (Rotary system)
الغرض منها توفير الإدارة لعمود الحفر (Drill String) والدقاق (bit) المثبت فى نهاية عمود الحفر وتتكون هذه المنظومة من:
الرحاية (المنضدة الدوارة Rotary Table) وهى قلب المنظومة.
ولها وظيفتان : نقل الحركة الدورانية إلى الدقاق عن طريق عمود الإدارة المضلع (Kelly) المركب فى أعلى عمود مواسير الحفر (Drill String).
تعليق مواسير الحفر أو القيسون أثناء ربط أو فك الوصلات.
وتتكون من مجموعة تروس مختلفة وعمود إدارة رئيسي.
ولعمل هذا يتطلب أجهزة حفر خاصة لها وظائف وهى :
ووظائف جهاز الحفر الدوار
يؤدى جهاز الحفر مهام أساسية لحفر البئر وهى:تتكون عادة من محرك احتراق داخلى غالباً ديزل أو أكثر من محرك ، تتجمع الحركة وتنقل عن طريق عمود كردان أو جنازير إلى جميع المنظومات.
وفى الأجهزة الحد يثة يتم توفير القوى المحركة عن طريق محركات كهرباء تفى بالغرض ويتم توفير القوى الكهربية عن طريق وحدات توليد ديزل (مولدات).
كلمات مفتاحية/
حفار، بئر، صيانة، مكونات، وظائف.