لوله مته نفتی در مقابل میله مته DTH: آنها شبیه به هم به نظر میرسند، اما حتی ربطی به هم ندارند
یک بار یکی از اعضای جدید یک گروه معدن، چیزی را که فکر میکرد میله مته یدکی است از روی قفسه برداشت و سعی کرد آن را روی یک چکش DTH سوار کند. میله کم و بیش به سه نظام (چاک) فیت شد. رزوهها تقریباً گیر کردند. کمپرسور روشن شد، چکش شروع به چرخیدن کرد و ظرف حدود بیست دقیقه میله در اولین اتصال رزوهدار به صورت مارپیچ پیچ خورد. میله معیوب نبود. این یک لوله مته نفتی بود - که برای چرخش طراحی شده بود، نه ضربه زدن - و از آن خواسته شده بود کاری را انجام دهد که هرگز برای آن ساخته نشده بود.
اگر در هر دو حوزه معدن و نفت و گاز کار میکنید، یا اگر در حال خرید ابزار برای چندین سایت کاری هستید، احتمالاً لوله حفاری نفت و میلههای حفاری DTH را در یک محوطه دیدهاید و از خود پرسیدهاید که آیا آنها قابل تعویض هستند یا خیر. اینطور نیست. در اینجا چهار دلیل وجود دارد که آنها کاملاً متفاوت هستند.
تفاوت اول: آنها واقعاً برای چه چیزی هستند
لوله حفاری نفت دقیقاً یک وظیفه دارد: رساندن مته به ته چاهی که ممکن است چند هزار متر عمق داشته باشد، ایجاد چرخش کافی برای چرخاندن مته، و پمپاژ سیال حفاری از مرکز برای حمل خردههای حفاری به بالا. همین. همه چیز در مورد طراحی آن از این واقعیت پیروی میکند که در چاههای عمیق و پرفشار کار میکند، جایی که بزرگترین دشمنان آن خوردگی داخلی ناشی از گل حفاری، سایش خارجی ناشی از سایش به پوشش و خستگی ناشی از بارگذاری چرخهای ناشی از رفت و آمد هستند.
میلههای حفاری DTH در دنیایی کاملاً متفاوت زندگی میکنند. وظیفه آنها این است که بین چکش DTH و دکل حفاری قرار بگیرند، چرخش و فشار تغذیه را به چکش منتقل کنند و در عین حال هوای پرفشار را از طریق مرکز هدایت کنند تا پیستون چکش را به حرکت درآورده و خردههای سنگ را از سوراخ بیرون بریزند. آنها ضربه ایجاد نمیکنند - چکش این کار را انجام میدهد - اما باید در محیط پر ارتعاش و ساینده درست بالای چکش دوام بیاورند، جایی که هر ضربه موج ضربهای به فولاد میفرستد و خردههای سنگ با سرعت نزدیک به صوت به بیرون پرتاب میشوند.
لوله حفاری نفت: هزاران متر، چرخش، گردش گل. میلههای حفاری DTH: دهها تا صدها متر، چرخش به علاوه ارتعاش، هوای فشرده. دنیاهای متفاوت.
تفاوت دوم: از نزدیک چه شکلی هستند
یک لوله حفاری نفت را بردارید و اولین چیزی که متوجه خواهید شد وزن آن است. این یک لوله فولادی بدون درز است که معمولاً ضخامت دیواره آن 9 تا 11 میلیمتر است و از ابتدا تا انتها دارای سطح مقطع دایرهای صاف است. انتهای آن به اتصالات رزوهدار مطابق با استاندارد API ختم میشود - IF، FH، NC یا نامهای مشابه که به پروفیلهای رزوه استاندارد در صنعت نفت اشاره دارند. رزوهها با تلرانسهای دقیق برش داده میشوند زیرا باید در برابر هزاران PSI فشار داخلی گل آببندی شوند و در عین حال دهها هزار فوت-پوند گشتاور را منتقل کنند.
حالا یک میله حفاری DTH بردارید. این میله نسبت به طولش سبکتر است و به جای یک لوله گرد صاف، اکثر آنها سطح مقطع شش ضلعی دارند. شکل شش ضلعی جنبه تزئینی ندارد - سطوح صافی را برای آچار حفاری فراهم میکند تا در حین تعویض میله، میله را بگیرد و به میله در جهتهایی که در حین حفاری ضربهای مهم هستند، استحکام خمشی بیشتری میدهد. سوراخ مرکزی برای هوای فشرده است، نه گل حفاری، بنابراین قطر داخلی برای حجم هوا به جای جریان سیال اندازه گیری میشود. اتصالات انتهایی معمولاً یک طراحی شانهدار و مسطح هستند که انرژی ضربه را از چکش به میله منتقل میکنند بدون اینکه تنش را در رزوهها متمرکز کنند - کاملاً برخلاف پروفیلهای رزوه API در لوله نفت.
اگر در حیاط ایستادهاید و سعی میکنید آنها را از هم تشخیص دهید، به بدنه شش گوش آن توجه کنید. گرد، سنگین، با رزوههای مخروطی دقیق؟ لوله روغن. شش ضلعی، سبکتر در هر متر، با اتصالات مسطح؟ میله DTH. این پاسخ شماست.
تفاوت سوم: نحوه عملکرد آنها تحت بار
این تمایزی است که توضیح میدهد چرا شما هرگز نمیتوانید یکی را جایگزین دیگری کنید.
یک لوله حفاری نفت تمام عمر کاری خود را در چرخش سپری میکند. محرک بالایی یا میز دوار، کل رشته را میچرخاند و وظیفه لوله انتقال گشتاور به طور موثر و بدون پیچ خوردگی است. بارگذاری در درجه اول برش پیچشی است و مقداری کشش از وزن رشته زیرین نیز وجود دارد. هیچ بارگذاری ضربهای وجود ندارد. هیچ. لوله به آرامی یا حداقل به آرامی که شرایط درون چاه اجازه میدهد، میچرخد و به گونهای طراحی شده است که میلیونها چرخه چرخش را در طول عمر مفید خود تحمل کند.
یک میله حفاری DTH در یک رژیم بار کاملاً متفاوت عمل میکند. چکش در پایین رشته حفاری، دهها بار در ثانیه به مته ضربه میزند - هر ضربه یک شوک ضربهای است که یک موج فشاری را به سمت میله ارسال میکند. علاوه بر این، دکل در حال اعمال چرخش - بسیار کندتر از یک دکل نفتی، معمولاً 20 تا 60 دور در دقیقه - و فشار تغذیه است. میله همزمان پیچش، فشار محوری و ارتعاش فرکانس بالا، به علاوه سایش ناشی از انفجار برشهای سنگ از سطح بیرونی در فضای حلقوی را تجربه میکند.
اگر یک لوله حفاری نفتی را در دستگاه حفاری DTH قرار دهید، اتصالات رزوهدار - که برای چرخش نرم طراحی شدهاند - در اثر ارتعاش ضربهای در همان اولین شیفت کاری دچار خستگی و ترک خوردگی میشوند. بدنه لوله که برای پیچش طراحی شده است، تحت فشار و ارتعاش ترکیبی خم میشود. و سطح بیرونی گرد و صاف آن، بدون سطوح صاف، در آچار بکس میلغزد و هر تعویض میله را مختل میکند.
اگر یک میله DTH را در یک چاه نفت قرار دهید، بدنه شش ضلعی آن باعث ایجاد تلاطم در گل حفاری میشود، اتصالات مسطح آن در برابر فشار سازند آببندی نمیشوند و میله - که هرگز برای هزاران متر چرخش طراحی نشده است - با کسری از گشتاوری که یک لوله نفت به طور معمول تحمل میکند، پیچ میخورد.
تفاوت چهارم: از چه چیزی ساخته شدهاند و چگونه درجهبندی میشوند
لوله حفاری نفت با درجه فولاد - E75، X95، G105، S135 مشخص میشود که عدد آن نشان دهنده حداقل استحکام تسلیم بر حسب هزار PSI است. لوله S135 دارای استحکام تسلیم 135000 PSI است. این فولادها از استحکام و چقرمگی بالایی برخوردارند و با کروم و مولیبدن آلیاژ شدهاند تا در برابر خوردگی در برابر گل حفاری و سیالات سازند مقاوم باشند. عملیات حرارتی شامل کوئنچ و تمپر است که ریزساختاری یکنواخت در سراسر ضخامت دیواره ایجاد میکند که میتواند پیچشهای بالا را بدون شکست ترد تحمل کند.
میلههای حفاری DTH از آلیاژهای مختلف با اولویتهای متفاوت ساخته میشوند. فولاد برای مقاومت در برابر سایش ناشی از برشها به سختی سطحی بالایی نیاز دارد - که معمولاً از طریق کربوره کردن یا سختکاری القایی سطح بیرونی حاصل میشود - اما هسته باید محکم بماند تا ضربه را بدون ترک خوردن جذب کند. این ساختار سختکاریشده با رویه اساساً با ساختار سختکاریشده لوله نفت متفاوت است. میزان آلیاژ معمولاً کمتر از نیکل و بیشتر از منگنز و سیلیکون است که برای مقاومت در برابر سایش بهینه شده است تا مقاومت در برابر خوردگی چاههای عمیق.
سیستمهای درجهبندی نیز متفاوت هستند. لولههای نفت از مشخصات API با اعداد درجهبندی کاملاً تعریفشده پیروی میکنند. میلههای DTH معمولاً توسط سیستم درجهبندی خود سازنده که به شرایط سنگ و سازگاری با چکش وابسته است، مشخص میشوند. شما یک میله DTH با درجه S135" نمیخرید - شما میلهای میخرید که برای اندازه چکش خاص و کلاس سایش سنگ مشخص شده است.
غذای بیرونبر
لوله حفاری نفت و میلههای حفاری DTH به طور مبهمی شبیه به هم به نظر میرسند، همانطور که یک کامیون بزرگراه و یک جیپ سنگنورد هر دو چهار چرخ دارند. هر دو لولههای فولادی توخالی بلندی هستند که به تجهیزات حفاری متصل میشوند. شباهت همین جا تمام میشود.
اگر در حال آمادهسازی محل حفاری معدن یا ساختوساز هستید، به میلههای DTH نیاز دارید - بدنه ششضلعی، سختکاریشده با رویه، ساختهشده برای ضربه و سایش. اگر بهطور تصادفی لوله نفت را در محل پیدا کردید، آن را اجرا نکنید. نتیجه یک شکست پیچخورده و ترکخورده ناشی از خستگی خواهد بود و خدمهای که در اطراف ایستادهاند و نظارهگر بیکار ماندن دکل هستند. ابزار مناسب برای کار مناسب یک پیشنهاد نیست - در حفاری، تفاوت بین ایجاد سوراخ و ایجاد ضایعات است.
