|
طراحی لوله جداری چاه برای انفجار
لوله جداری چاه تحت تنش انفجار قرار می گیرد. در عمل، طراحي لوله جداری چاه برای شرايط نامحدود, ایمن تر است. تحت طراحی نامحدود لوله جداری چاه در برابر انفجار، فرض بر این است که مایع مهاجم به طور کامل لوله جداری چاه را از پایین به بالا پر می کند. در بالای سوراخ، فشار خارجی ناشی از گل صفر است و فشار داخلی باید به طور کامل توسط بدنه لوله جداری چاه پشتیبانی شود. انفجار در بالا, بالاترین و در کفشک لوله جداری چاه, پایین ترین است.
نمایه طراحی لوله جداری چاه برای تنش کششی
محفظه بندی های چاه های نفت و گاز در برابر خرابی ناشی از تنش کششی طراحی می شوند. اعمال تنش بر روی یک لوله جداری چاه ناشی از وزن خود لوله جداری چاه و وزن دیگر محفظه بندی های حمایتی چاه می باشد. بالاترین بخش لوله جداری چاه در چاه, حامل بالاترین تنش است در حالی که آخرین لوله جداری چاه پایین در چاه حامل حداقل تنش است. از آنجا که لوله جداری چاه همیشه در گل حفاری غوطه ور می شود، بنابراین تأثیر خاصیت شناوری بر روی لوله جداری چاه شدن در طراحی لوله جداری چاه [8] مورد توجه قرار گرفته است. ضریب خاصیت شناوری،BF می تواند به صورت زیر بیان شود.
که در آن ƥmud = وزن گل (بر حسب پوند در هر گالن، PPG)
ƥsteel = وزن فولاد (بر حسب پوند در هر گالن، ppg) می باشد.
چک کردن طراحی محفظه بندی برای بارهای دومحوری
تحت تنش کششی، ضخامت لوله جداری چاه کاهش می یابد و مقاومت فروپاشی لوله جداری چاه نیز کاهش می یابد. مقاومت فروپاشی باقیمانده لوله جداری چاه باید تعیین شود تا اطمینان حاصل شود که لوله جداری چاه انتخاب شده بتواند تنش فروپاشی را در حداکثر عمق هیدرواستاتیک لوله جداری چاه تحمل کند. جدول زیر نشان دهنده مقاومت فروپاشی باقیمانده لوله جداری چاه به عنوان تابعی از نسبت کششی است.
انواع لوله جداری چاه
محفظه بندی رسانا
1. از سطح به عمق کم برای محافظت سطح سفت شده نزدیک
2. سازند
3. فراهم نمودن یک گردش برای گل حفاری به منظور محافظت از فنداسیون سکو
4. اتصال احتمالی BOP یا برش در سطح یا اتصال منحرف کننده
5. اندازه ها از 5/8 18 تا 20 اینچ
محفظه بندی سطح چاه (13 3/8 اینچ)
1. برای جلوگیری از تشکیل چاله در سازند هفته که در عمق های کم رخ می دهد
2. باید در سنگ های مناسب مانند سنگ آهک تنظیم شود: برای اطمینان از اینکه سازند در کفشک لوله جداری چاه به واسطه وزن گل بالا که بعداً در سوراخ بعدی استفاده می شود، دچار شکستگی نخواهد شد.
3. حفاظت در مقابل دمش کم عمق، در نتیجه BOP ها به بالا متصل می شوند
محفظه بندی میان چاه (9 5/8 اینچ)
1. معمولاً در ناحیه گذار زیر و یا بالای سازند تحت فشار (نمک و / یا چاله سنگ رست) تنظیم می شود.
2. به سیمان سازی خوب برای جلوگیری از ارتباط پشت لوله جداری چاه بین مناطق نیاز دارد؛ سیمانکاری چند مرحله ای را می توان برای رشته های طولانی استفاده نمود.
لوله جداری چاه تولید (7 اینچ)
1. جداسازی نواحی تولید
2. ارائه کنترل سیال مخزن
3. میسر نمودن تولید انتخابی در چند ناحیه تولید
محفظه بندی آستر
1. رشته ای از لوله جداری چاه که به سطح نمی رسد
2. آویزان کردن روی محفظه بندی میان, با استفاده از بسته بند مناسب و قلمه هایی به نام آویز آستر
رده های لوله جداری چاه
با توجه به مقاومت محفظه بندی های فولادی، آنها را می توان به درجات فولاد مختلف، یعنی J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150 و غیره تقسیم بندی نمود. تحت شرایط مناسب، رده های مختلف فولاد لوله جداری چاه دارای مقاومت های مختلفی هستند. در محیط های خورنده، خود لوله جداری چاه نیز نیاز به مقاومت در برابر خوردگی دارد. در شرایط زمین شناسی پیچیده، محفظه بندی به ویژگی های ضدفروپاشی نیز نیاز دارد. در طراحی، درجه های مختلف فولاد محفظه بندی در عمق های مختلف چاه تنظیم می شوند. درجات مختلف محفظه بندی دارای مقاومت های، مقاومت های انفجاری و مقاومت های کششی مختلف هستند. بنابراین تنظیم یک لوله جداری چاه در عمق بسیار مهم است، جایی که مقاومت در برابر تنش فروپاشی، تنش انفجار و تنش کششی در سراسر طول آن توانمند است.
عوامل طراحی ایمنی (F.O.S)
محفظه بندی ها معمولاً با توجه به تغییرپذیری در مقاومت ماده، خطای طراحی انسان و شرایط پیش بینی نشده در میدان طراحی می شوند.
بار فروپاشی
اولاً فروپاشی برای محفظه بندی سطح محاسبه می شود، فروپاشی در سطح, صفر خواهد بود.
فروپاشی در کفشک لوله جداری چاه = گرادیان گل * عمق کفشک لوله جداری چاه
از این رو، بار فروپاشی طراحی برابر خواهد شد = فروپاشی در کفشک لوله جداری چاه * F.O.S
F.O.S برای فروپاشی به طور کلی 1.1-1.25 است
بار انفجار
بار انفجار در کفشک لوله جداری چاه = فشار خارجی – فشار داخلی
جایی که:
فشار داخلی = گرادیان شکستگی * عمق کفشک لوله جداری چاه
فشار خارجی = گرادیان آب تازه * عمق کفشک لوله جداری چاه
انفجار طراحی در کفشک لوله جداری چاه = F.O.S * بار انفجار در کفشک لوله جداری چاه
F.O.S برای بار انفجار به طور کلی 1.2-1.8 است
بار انفجار در سطح نیز با استفاده از رویه ای مشابه محاسبه می شود.
بار محوری
بار محوری باید به طور جداگانه برای هر بخش از لوله جداری چاه محاسبه شود. ضریب ایمنی برای بارهای محوری بیشتر از موارد بار دیگر ناشی از فعالیت های عملیاتی مانند کشش بیش از حد رشته لوله جداری چاه در طول چسبیدن به نظر می رسد. ضریب قابل قبول ایمنی برای بار محوری بار / تنش 1.6-1.8 است. از این رو،
بار طراحی محوری = بار محوری * 1.8 (F.O.S).
طراحی محفظه بندی خوب باید تمامی این ضرایب باشد تا بتواند مقادیر کافی در برابر اشکال مختلف خرابی را لوله جداری چاه فراهم نماید.
|