مقدمه
در آغاز بحث درباره خطوط لوله نفت و گاز و چگونگی طراحی و مراحل ساخت و نصب آن، لازم به نظر می رسد توضیحات اولیه ای درباره اولین مرحله کار، یعنی حفاری و نصب سکوها داشته باشیم.
در روند یک عملیات فراساحلی اولین قدم پس از شناخت موقعیت چاه های زیر زمینی حفر آنها و نصب تجهیزات استخراج می باشد. در این فصل ابتدا به اولین سکوها و نحوه حفاری آنها خواهیم پرداخت و سپس انواع مختلف سکوها و نحوه نصب آن ها را معرفی خواهیم کرد.
1-1 تاریخچه
اولین تلاش ها برای نصب تجهیزات حفاری و استخراج ذخایر زیردریایی نفت و گاز به سال های 1900 در آمریکا بر می گردد. این چاه ها در فاصله اندکی از ساحل – حدود 500 متر – واقع شده بودند به طوری که از ساحل تا محل مورد نظر اسکله ای ساخته می شد و کلیه عملیات بر روی اسکله و تمام حمل و نقل ها بدون نیاز به شناورهای خاص انجام می شد.
در واقع اولین سکوی فراساحلی در سالهای 1909 یا 1910 با شمع های چوبی ساخته و نصب شد و از سال 1930 بارج ها و شناورهای پشتیبانی در عملیات های فراساحل به کمک سکوها آمدند و عملیات استخراج به صورت رایج امروزی آغاز شد.
در زمان وقوع جنگ جهانی دوم به علت نیاز به سکوهایی برای عملیات نظامی، این صنعت پیشرفت فراوانی کرد. در این زمان سکوهای فولادی ساخته و نصب شدند. اولین سکوی فولادی در سال 1946 ساخته شد و اولین سکوی شابلونی با روشهای امروزی در سال 1947 در آب های خلیج مکزیک کار خود را آغاز کرد.
به مرور با پیشرفت این صنعت قطر شمع ها افزوده و از تعداد آنها کاسته شد. در دهه 1950 قطر شمع ها بعضاً به بیش از 70 سانت و بعدها به بیش از 120 سانت افزایش یافت. اولین سکوی دریایی در ایران در سال 1344 شمسی نصب شد و این روند تا به امروز ادامه دارد. امروزه سکوها در انواع و ابعاد مختلف با توجه به شرایط جوی و موقعیت مکانی ذخایر زیر زمینی و نوع ماده استخراجی طراحی، ساخته و نصب می شوند.
1-2 چاه ها و حفاری
چاه های نفت خام نام خود را از اسم سنتی و متداول چاه های آب گرفته اند. یعنی حفاری هایی هستند که در زمین حفر می شوند تا به مخزنی از مایع ( در این مورد نفت ) دست پیدا کنیم. در عین حال چاه نفت پیچیده تر از چاه آب می باشد زیرا منابع اکتشاف و استخراج آن عموماً در کف بستر دریاها می باشد.
کندن چاه و رسیدن به هدف مورد نظر را حفاری می گویند. حفاری یکی از کارهای پیچیده، گران، طاقت فرسا و تخصصی در صنعت نفت به شمار می رود. هر کاری که قبل ازحفاری انجام شده باشد، در صورتی که عمل حفاری به درستی انجام نگیرد، بی فایده است.
بنابراین به حفاری بسیار اهمیت داده می شود. قبل از حفاری ما فقط با تخیل و فرضیات مختلف لایه ها و عمق ها را تعیین می کنیم، ولی در حفاری واقعاً به این ها می رسیم. زمین شناس، مهندس راه و ساختمان، حفار و ... همه دست به دست هم می دهند تا حفاری به طور مداوم انجام شود. چون هزینه دکل ولوازم حفاری خیلی گران است، بنابراین حفاری در سه نوبت و بطور 24 ساعته انجام می گیرد.
تعیین محل حفاری نیز مهم است، مثلاً فاصله آن از مناطق مسکونی، چاه های مجاور، برق فشار قوی و... که اینها همه تخصص مخصوص به خود دارند. بعد از تعیین محل مهندس راه و ساختمان اقدام به نصب کردن وسایل مورد نیاز، اتاق ها، جاده وغیره می کند. سپس دکل به منطقه آورده می شود و عملیات بطور 24 ساعته انجام می شود. عمل حفاری به وسیله دکل صورت می گیرد. این دکل ابتدا بصورت جدا از هم به محل آورده می شود. سپس آن را در محل سر هم کرده و آماده حفاری می کنند. دکل و وسایل حفاری بصورت کرایه ای و گران قیمت می باشند، بنابراین عمل حفاری بصورت 24 ساعته انجام می گیرد.
1-2-1 لوازم و قطعات حفاری
تجهیزات حفاری عبارتند از :
1) Hook: قلاب آویزان از قطعات و رشته های بالا و پایین رو و متصل به دکل حفاری
2) Swivel: دستگاه متصل کننده قسمت های دوار داخل چاه و قسمت های ثابت در خارج
3) Mud line: لوله قابل انعطاف (لاستیکی) جهت انتقال گل حفاری به داخل لوله های حفاری
4) Derrick : دکل حفاری
5) Kelly : لوله با قطع 6 ضلعی یا 4 ضلعی که بوسیله یک رابط به مته و از طرف دیگر به لوله های حفاری داخل چاه متصل می گردد.
6) Pipe stand : لوله انتقال گل از داخل پمپ ها به لوله لاستیکی
7) Kelly bushing : بوشن که با دوران خود مته را به حرکت در می آورد
8) Rotary table : صفحه دوار
9) Sub-Structure: پایه های زیر دکل
10) Foundation : پی بتونی زیر دکل
11) Seller : چاله ای که چاه در آن حفر می شود
12) Blow out control : دستگاه جلوگیری کننده از فوران چاه
13) Flow line : لوله انتقال گل برگشتی از داخل چاه به مخازن گل حفاری
14) Shale shaker : محل تفکیک گل حفاری ازمواد و سنگ ریزه های حفاری شده
15) Screen : توری فلزی یا الک
16) Return tank: مخزن یا محل تجمع گل برگشتی از چاه
17) Mud pump : پمپ های ارسال گاز به داخل چاه
18) Casing : لوله های دیوار بندی در اندازه های مختلف
19) Annulus : مجرای برگشت گل و مواد حفاری شده از چاه به خارج
20) Pipe Drill : لوله حفاری که محتوی گل حفاری به داخل چاه است
21) Bit : مته حفاری
در آغاز بحث درباره خطوط لوله نفت و گاز و چگونگی طراحی و مراحل ساخت و نصب آن، لازم به نظر می رسد توضیحات اولیه ای درباره اولین مرحله کار، یعنی حفاری و نصب سکوها داشته باشیم.
در روند یک عملیات فراساحلی اولین قدم پس از شناخت موقعیت چاه های زیر زمینی حفر آنها و نصب تجهیزات استخراج می باشد. در این فصل ابتدا به اولین سکوها و نحوه حفاری آنها خواهیم پرداخت و سپس انواع مختلف سکوها و نحوه نصب آن ها را معرفی خواهیم کرد.
1-1 تاریخچه
اولین تلاش ها برای نصب تجهیزات حفاری و استخراج ذخایر زیردریایی نفت و گاز به سال های 1900 در آمریکا بر می گردد. این چاه ها در فاصله اندکی از ساحل – حدود 500 متر – واقع شده بودند به طوری که از ساحل تا محل مورد نظر اسکله ای ساخته می شد و کلیه عملیات بر روی اسکله و تمام حمل و نقل ها بدون نیاز به شناورهای خاص انجام می شد.
در واقع اولین سکوی فراساحلی در سالهای 1909 یا 1910 با شمع های چوبی ساخته و نصب شد و از سال 1930 بارج ها و شناورهای پشتیبانی در عملیات های فراساحل به کمک سکوها آمدند و عملیات استخراج به صورت رایج امروزی آغاز شد.
در زمان وقوع جنگ جهانی دوم به علت نیاز به سکوهایی برای عملیات نظامی، این صنعت پیشرفت فراوانی کرد. در این زمان سکوهای فولادی ساخته و نصب شدند. اولین سکوی فولادی در سال 1946 ساخته شد و اولین سکوی شابلونی با روشهای امروزی در سال 1947 در آب های خلیج مکزیک کار خود را آغاز کرد.
به مرور با پیشرفت این صنعت قطر شمع ها افزوده و از تعداد آنها کاسته شد. در دهه 1950 قطر شمع ها بعضاً به بیش از 70 سانت و بعدها به بیش از 120 سانت افزایش یافت. اولین سکوی دریایی در ایران در سال 1344 شمسی نصب شد و این روند تا به امروز ادامه دارد. امروزه سکوها در انواع و ابعاد مختلف با توجه به شرایط جوی و موقعیت مکانی ذخایر زیر زمینی و نوع ماده استخراجی طراحی، ساخته و نصب می شوند.
1-2 چاه ها و حفاری
چاه های نفت خام نام خود را از اسم سنتی و متداول چاه های آب گرفته اند. یعنی حفاری هایی هستند که در زمین حفر می شوند تا به مخزنی از مایع ( در این مورد نفت ) دست پیدا کنیم. در عین حال چاه نفت پیچیده تر از چاه آب می باشد زیرا منابع اکتشاف و استخراج آن عموماً در کف بستر دریاها می باشد.
کندن چاه و رسیدن به هدف مورد نظر را حفاری می گویند. حفاری یکی از کارهای پیچیده، گران، طاقت فرسا و تخصصی در صنعت نفت به شمار می رود. هر کاری که قبل ازحفاری انجام شده باشد، در صورتی که عمل حفاری به درستی انجام نگیرد، بی فایده است.
بنابراین به حفاری بسیار اهمیت داده می شود. قبل از حفاری ما فقط با تخیل و فرضیات مختلف لایه ها و عمق ها را تعیین می کنیم، ولی در حفاری واقعاً به این ها می رسیم. زمین شناس، مهندس راه و ساختمان، حفار و ... همه دست به دست هم می دهند تا حفاری به طور مداوم انجام شود. چون هزینه دکل ولوازم حفاری خیلی گران است، بنابراین حفاری در سه نوبت و بطور 24 ساعته انجام می گیرد.
تعیین محل حفاری نیز مهم است، مثلاً فاصله آن از مناطق مسکونی، چاه های مجاور، برق فشار قوی و... که اینها همه تخصص مخصوص به خود دارند. بعد از تعیین محل مهندس راه و ساختمان اقدام به نصب کردن وسایل مورد نیاز، اتاق ها، جاده وغیره می کند. سپس دکل به منطقه آورده می شود و عملیات بطور 24 ساعته انجام می شود. عمل حفاری به وسیله دکل صورت می گیرد. این دکل ابتدا بصورت جدا از هم به محل آورده می شود. سپس آن را در محل سر هم کرده و آماده حفاری می کنند. دکل و وسایل حفاری بصورت کرایه ای و گران قیمت می باشند، بنابراین عمل حفاری بصورت 24 ساعته انجام می گیرد.
1-2-1 لوازم و قطعات حفاری
تجهیزات حفاری عبارتند از :
1) Hook: قلاب آویزان از قطعات و رشته های بالا و پایین رو و متصل به دکل حفاری
2) Swivel: دستگاه متصل کننده قسمت های دوار داخل چاه و قسمت های ثابت در خارج
3) Mud line: لوله قابل انعطاف (لاستیکی) جهت انتقال گل حفاری به داخل لوله های حفاری
4) Derrick : دکل حفاری
5) Kelly : لوله با قطع 6 ضلعی یا 4 ضلعی که بوسیله یک رابط به مته و از طرف دیگر به لوله های حفاری داخل چاه متصل می گردد.
6) Pipe stand : لوله انتقال گل از داخل پمپ ها به لوله لاستیکی
7) Kelly bushing : بوشن که با دوران خود مته را به حرکت در می آورد
8) Rotary table : صفحه دوار
9) Sub-Structure: پایه های زیر دکل
10) Foundation : پی بتونی زیر دکل
11) Seller : چاله ای که چاه در آن حفر می شود
12) Blow out control : دستگاه جلوگیری کننده از فوران چاه
13) Flow line : لوله انتقال گل برگشتی از داخل چاه به مخازن گل حفاری
14) Shale shaker : محل تفکیک گل حفاری ازمواد و سنگ ریزه های حفاری شده
15) Screen : توری فلزی یا الک
16) Return tank: مخزن یا محل تجمع گل برگشتی از چاه
17) Mud pump : پمپ های ارسال گاز به داخل چاه
18) Casing : لوله های دیوار بندی در اندازه های مختلف
19) Annulus : مجرای برگشت گل و مواد حفاری شده از چاه به خارج
20) Pipe Drill : لوله حفاری که محتوی گل حفاری به داخل چاه است
21) Bit : مته حفاری
