پايان نامه بررسي دكل هاي حفاري در صنايع نفت

مقدمه

از آنجا كه نفت و گاز، به طور عادي در سطوح زيرين زمين پيدا مي‌شوند، وسايل و تجهيزات خاصي براي يافتن و استخراج آنها به سطح زمين بايد مورد استفاده قرار بگيرند. حفاري در حدود هزاران فوت در زمين، انتقال ذرات و سنگهاي جدا شده از ساختار دروني زمين، حفاظت چاه از ريزش به داخل، يافتن لايه خاص و مشخصي كه نفت و گاز احتمالاً در آن به دام افتاده‌اند، و تهيه تجهيزات لازم براي بيرون كشيدن نفت و گاز به سطح، به مهارت و خبرگي قابل ملاحظه، آزمايشگاه و تجهيزات و وسايل نياز دارد. تجهيزات اوليه در اين فرآيند، دكل حفاري چرخشي به همراه مولفه‌ها و بخشهاي آن مي‌باشد. يك دكل حفاري چرخشي چه روي زمين با روي دريا و سكوي دريايي نصب شده باشد، مي‌تواند به عنوان كارخانه طراحي شده‌اي براي توليد فقط يك محصول يعني يك چاه نفت يا همانطور كه در تجارت Hole ناميده مي‌شود در نظر گرفته شود. از آنجائيكه پس از حفر چاه و رسيدن به نفت يا گاز مورد نظر ديگر نيازي به دكل حفاري نمي‌باشد، لذا مي‌بايست دكل را بصورت پرتابل و قابل حمل ساخت و يا پس از اتمام عمليات حفاري اعضا و قطعات آن را از يكديگر جدا كرد و انتقال داد. قابل حمل بودن دكل، قابليت حفاري و يا ايجاد چاه توسط آن را محدود نمي‌سازد، قابليت حمل سريع تر و ساده تر، دكل را با ارزشتر و مؤثرتر مي‌سازد بطوري كه مي‌توان از آن بيشتر استفاده نمود. 

شرح عمليات حفاري (Drilling)

حفاري عبارت است از انرژي دادن به لايه‌هاي زمين جهت جدا كردن ذرات آن از يكديگر، نفوذ در آن و انتقال ذرات جدا شده به سطح كه اين انرژي معمولاً به سه روش ذيل اعمال مي‌شود:

• 1. برش
• 2. سايش
• 3. شكست

تاريخچه دكل‌هاي دريايي

حفر چاه‌هاي نفت در خشكي از اواسط قرن نوزدهم ميلادي آغاز شد و تا نيم قرن بعد، عمليات اكتشاف و استخراج نفت تنها به ميادين موجود در خشكي محدود مي‌شد، در سال 1897 يك ميدان نفتي در ساحل با حفر يك چاه زيردريايي تا زير دريا گسترش داده شد، اما اولين دكل حفاري در دريا در سال 1920 ساخته شد. در اين زمان يك اسكله فلزي كه ربع مايل در دريا پيش مي‌رفت عمليات اكتشاف نفت را در دريا آغاز نمود. تا سال 1932 چاه‌هاي نفت در نزديكي ساحل و از روي اسكله‌هايي كه محل حفاري را به ساحل مرتبط مي‌ساخت، حفر مي‌شدند.

تقسيم بندي دكل‌هاي حفاري

دكل‌هاي حفاري به خاطر تنوع مناطق نفت خيز در انواع گوناگوني يافت مي‌شوند و در يك تقسيم بندي كلي به دو گروه تقسيم مي‌شوند:

1- دكل هايي كه براي حفاري در خشكي مورد استفاده قرار مي‌گيرند، با نام دكل‌هاي زميني (Land Rigs) شناخته مي‌شوند.

2- دكل هايي كه براي حفاري در آب مورد استفاده قرار مي‌گيرند، دكل‌هاي دريايي (Offshore Rigs) ناميده مي‌شوند.

دكل‌هاي دريايي، بسته به عمق آب و شرايط حفاري در دو گروه طبقه‌بندي مي‌شوند:

و- دكل‌هايي كه به نحوي روي كف دريا قرار داده مي‌شوند (Bottom Support Rig) كه خود به سه دسته تقسيم مي‌شوند Fixed Platform, Jack Up, Submersible:

2- دكل‌هايي كه روي آب شناور مي‌باشند (Floating Rigs) كه در دو نوع Semisubmersible و Drill Ship يافت مي‌شوند.

مخازن گل حفاري Mud Tanks

وظيفه اصلي اين مخازن عبارتند از:

1) جمع آوري و انباشتن گل جريان يافته از چاه، 2) تامين و تدارك سيال جهت پمپ براي گردش سيال، 3) ذخيره گل كافي براي تأمين سيال مورد نظر در موقعي كه عمق چاه افزايش پيدا مي‌كند و نياز به گل بيشتري مي‌باشد. گل در مخازن گل به كمك يك قيف گل مخصوص (Hopper) ريخته مي‌شود و با آب مخلوط مي‌شود. از آنجائيكه اين مواد سوزآور هستند بايد هنگام ريختن آنها به داخل مخازن دقت لازم بعمل آيد تا به كارگران آسيبي نرسد.

پمپ‌هاي گل Mud Pomps

پمپ گل از اجزاء اوليه هر سيستم گردش سيال حفاري و از مي‌باشد. فشار پمپ، سيال را از مخزن گل حفاري (Pit) و از ميان ساقه حفاري به مته و سپس به كمك ساختار حلقوي و برعكس به سمت مخزن (Pit) منتقل مي‌كند.

پمپها نيروي خود را از موتورهاي الكتريكي كه به طور مستقيم به آنها متصل شده اند دريافت مي‌كنند و يا توسط Compound دوران مي‌نمايند.

فهرست مطالب 

مقدمه....................................................................................3

بخش اول:

دكل هاي حفاري دريايي.....................................................7

بخش دوم:

دكل هاي حفاري خشكي...................................................49

بخش سوم:

اجزاي دكل هاي حفاري....................................................64

بخش چهارم:

تاپ درايو ........................................................................134

بخش پنجم:

پمپ گل...........................................................................167

بخش ششم:

گل حفاري وتجهيزات تصفيه آن.......................................190

بخش هفتم:

لوله حفاري.......................................................................235

بخش هشتم:

مته هاي حفاري................................................................271

بخش نهم:

نظر اجمالي برمراحل طراحي..........................................286