مشاكل قضبان الحفر التي لا يفحصها أحد حتى تتعطل: دليل ميداني للحفر الأفقي الموجه
يُعرّض الحفر الأفقي الموجه قضبان الحفر لنوع من الإجهاد لا يتعرض له الحفر الرأسي. تقضي هذه القضبان كامل عمرها التشغيلي ملامسةً لجدار البئر، تسحب عبر التربة والصخور تحت تأثير الشد والالتواء والانحناء. تخرج مغطاة بالطين، ثم تُعاد إلى البئر مرارًا وتكرارًا، لآلاف الأمتار. ونادرًا ما تكون الأجزاء التي تتعطل أولًا هي تلك التي تخضع للفحص الدوري.
إليك ما يحدث بالفعل من أخطاء في قضبان حفر الحفر الأفقي الموجه، وأين تبحث، وماذا تفعل قبل حدوث العطل الذي يوقف عملية الحفر.
تتآكل المفاصل أولاً - ولا أحد يتوقع ذلك.
وصلة الأدوات - وهي الطرف السميك المائل الذي تتصل فيه القضبان - هي الجزء الأكبر قطرًا في سلسلة الحفر. وهي أيضًا الجزء الذي يلامس جدار البئر باستمرار. أثناء دوران السلسلة وتقدمها، تحتك الوصلة بالتربة والصخور والقطع الناتجة عن الحفر. أما جسم القضيب، الأصغر قطرًا، فيطفو داخل البئر. وتتحمل الوصلة كل الاحتكاك.
يظهر تآكل الوصلة على شكل انخفاض في القطر الخارجي وفقدان في سماكة الكتف عند طرف الصندوق. هذان الرقمان هما اللذان يحددان جودة الوصلة. عندما ينخفض القطر الخارجي عن الحد الأدنى للجودة، أو عندما يقل سمك الكتف عن حد الرفض، تصبح الوصلة تالفة - حتى لو كان جسم القضيب لا يزال في حالة جيدة.
من المشاكل الشائعة: استخدام أنواع مختلفة من الفولاذ في الموقع نفسه. قد يكون لوصلة G-105 ووصلة S-135 بنفس الحجم الاسمي مواصفات قطر خارجي دنيا مختلفة. عند تصنيف مجموعة متنوعة من الفولاذ، يُنصح بالتصنيف وفقًا للمعيار الأدنى. قد تكون الوصلة التي تستوفي معايير S-135 أقل من الحد الأدنى لمعايير G-105. الالتزام بالمعايير يضمن السلامة، أما التخمين فلا.
ما العمل حيال ذلك؟قم بتطبيق طبقة لحام مقاومة للتآكل على القطر الخارجي للوصلة قبل بدء تشغيل القضيب. تعمل هذه الطبقة على حماية جدار البئر بدلاً من حماية فولاذ الوصلة. عند تآكل طبقة اللحام، أعد تطبيقها. هذه الممارسة البسيطة كفيلة بمضاعفة عمر الوصلة أو حتى زيادته ثلاثة أضعاف. كذلك، عندما ينخفض مستوى الوصلة عن الدرجة الثانية، يُنصح بقطعها واستبدالها إذا كان جسم الأنبوب سليمًا. تكلفة الوصلة الجديدة على أنبوب سليم أقل من تكلفة قضيب جديد، وبذلك تكون قد حافظت على معظم أجزاء الأنبوب.
تآكل الخيوط: مشكلة عزم الدوران التي لا يعترف بها أحد
تتعرض أسنان قضبان محركات الأقراص الصلبة للتلف بطريقتين. الأولى واضحة وهي التلف الميكانيكي - كالتلف الناتج عن سحق الأسنان، أو تقشر قممها، أو تشوهها بسبب الحمل الزائد. يتم اكتشاف هذه العيوب أثناء الفحص لأنها مرئية.
أما الطريقة الخفية والمزعجة فهي اللحام البارد بين أسطح الخيوط أثناء التركيب. تلتصق الخيوط على مستوى مجهري. وعند محاولة فك الوصلة، يتمزق المعدن بدلاً من الانزلاق. فتخرج الخيوط مخدوشة أو متآكلة أو متصلبة تماماً.
السبب الجذري في الحفر الأفقي الموجه يكاد يكون دائمًا واحدًا: عزم الربط غير الكافي على الجانب الآخر من نقطة التقاطع. يتم ربط سلسلة القضبان من جهة الدخول باستخدام المعدات المناسبة وعزم الربط الصحيح. أما من جهة الخروج، حيث يتم توصيل جهاز التوسيع أو مجموعة السحب، فيعمل الطاقم بأي أدوات متاحة. يكون عزم الربط المطبق جزءًا ضئيلاً من القيمة المحددة. عند بدء السحب وتحميل السلسلة، يزداد إحكام الربط غير الكافي - وهو ما يُعرف بالربط الثانوي بعزم ربط زائد وغير مُتحكم فيه. عندها يحدث التآكل.
الحل:استخدم معدات تركيب مخصصة على جانبي التقاطع. لا استثناءات. ضع مركبًا لولبيًا يحتوي على نسبة زنك تتراوح بين 40 و60%، فهذه التركيبة تحديدًا توفر خصائص الاحتكاك المناسبة لمنع التآكل أثناء التركيب والفك. كما أن المركبات القائمة على الزنك تقاوم التآكل بشكل أفضل من البدائل القائمة على الجرافيت في ظروف الحفر الأفقي الموجه الرطبة. وإذا حدث تآكل في الوصلة، فلا تحاول إصلاحها. اقطعها وأعد تركيبها. تكلفة الوصلة المتآكلة التي تتعطل أثناء السحب هي خسارة في التجويف.
الشقوق التي لا يمكنك رؤيتها
تتركز الشقوق في جسم قضيب الحفر الأفقي الموجه في موقع واحد يمكن التنبؤ به: منطقة الانتقال المخروطية. وهي الجزء المخروطي حيث يزداد سمك جسم الأنبوب ليلتقي بوصلة الأداة. وتُعد هذه المنطقة الأكثر تعرضًا للإجهاد في القضيب نظرًا لتغير المقطع العرضي فيها، مما يُؤدي إلى تركيز طبيعي للإجهاد.
السبب هو الانحناء. تتبع سلسلة قضبان الحفر الأفقي الموجه مسارًا منحنيًا. إذا كان انحناء الثقب التجريبي الفعلي أضيق من التصميم - أي به انحناء حاد أو تصحيح مفاجئ أو انحناء كامل - فإن القضبان التي تمر عبر ذلك الجزء تتعرض لعزوم انحناء تتجاوز بكثير حد التصميم. يحدث الشيء نفسه أثناء التوسيع إذا كان الثقب الموسع غير منتظم ويُحدث زاوية بين الموسع وسلسلة القضبان ومحور الحفر.
تبدأ شقوق إجهاد الانحناء من سطح منطقة الانتقال وتنمو نحو الداخل مع كل دورة. وبحلول الوقت الذي تصبح فيه مرئية بالعين المجردة، تكون قد وصلت إلى عمق كافٍ لتشكل خطراً.
كشف:يُعد فحص تسرب التدفق المغناطيسي (اللغات الأجنبية الحديثة) الأداة الأساسية للكشف عن الشقوق في جسم القضيب. يُنصح بإجراء فحص اللغات الأجنبية الحديثة لكل قضيب بعد كل عملية حفر رئيسية أو وفقًا لجدول زمني محدد. يحتوي فحص اللغات الأجنبية الحديثة على مناطق غير ظاهرة، مثل منطقة الانتقال في منطقة التشكيل، وسطح الكتف، والقطر الخارجي للوصلة. تتطلب هذه المناطق فحصًا إضافيًا باستخدام الجسيمات المغناطيسية (MT). يجب تنظيف القضبان جيدًا قبل الفحص، حيث أن الطين والقشور والصدأ تُعطي إشارات خاطئة تُخفي العيوب الحقيقية.
وجوه الفقمة: أقل أهمية، لكنها لا تزال ذات صلة
تعمل تقنية الحفر الأفقي الموجه (محرك الأقراص الصلبة) بضغط طين منخفض نسبيًا مقارنةً بحفر النفط والغاز في الأعماق، حيث يتراوح الضغط الهيدروستاتيكي عادةً بين 15 و30 مترًا عند درجة حرارة الغرفة. ولا تحتاج أسطح منع التسرب في وصلات أدوات الحفر الأفقي الموجه إلى تحمل ضغط يصل إلى آلاف الأرطال لكل بوصة مربعة.
هذا يعني أنه يمكن معالجة التلف الطفيف في سطح مانع التسرب - كالبقع المرتفعة الصغيرة والحفر السطحية - باستخدام مبرد وإعادته إلى الخدمة. أما الحفر العميقة أو الشقوق التي تمتد عبر سطح مانع التسرب من القطر الداخلي إلى القطر الخارجي، فيجب رفضها وإصلاحها. هذا المعيار أقل من معايير حقول النفط، ولكنه ليس معدومًا. يؤدي تسرب الطين من سطح مانع التسرب أثناء الحفر إلى تقليل سرعة التدفق الحلقي عند رأس الحفر، مما يعيق تنظيف البئر، وقد يتسبب في انسداد الفراغ الحلقي وانحشار الأنابيب.
إحدى المشكلات الخاصة بالحفر الأفقي الموجه: بقايا الطين داخل أنبوب القضيب بعد انتهاء العمل. على عكس الآبار الرأسية حيث يتم تصريف الأنابيب بفعل الجاذبية، تحبس القضبان الأفقية بقايا الطين. ومع مرور أسابيع من التخزين، يجف هذا الطين ويتصلب. إعادة تشغيل البئر بقضيب مسدود جزئيًا يُعيق التدفق، ويرفع ضغط المضخة بشكل مفاجئ، وقد يؤدي إلى تلف الوصلة. لذا، يُنصح بتنظيف كل قضيب بالهواء المضغوط والماء العذب بعد انتهاء العمل، مع سد أطرافه.
قاعدة التخصيص
ليست كل قضبان الصيد في الأسطول متساوية. بعضها أطول. بعضها مرّ بآبار أصعب. بعضها وصلات تقترب من حدّها الأقصى.
عند التخطيط لعملية حفر، خصص أفضل قضبان الحفر للعمليات الأكثر إجهادًا: التوسيع والسحب. تُولّد هاتان المرحلتان أعلى مستويات الشد والالتواء والانحناء مجتمعة. وتتعرض القضبان الموجودة في مقدمة سلسلة الحفر - الأقرب إلى الموسع - لأقصى درجات الإجهاد. لذا، ضع قضبانك الممتازة في هذه المواضع. استخدم قضبانك الصالحة ولكن القديمة لحفر الثقب التجريبي، حيث تكون الأحمال أقل وعواقب الفشل أقل حدة.
لا يتعلق الأمر بتفضيل بعض القضبان على غيرها، بل بمطابقة حالة القضبان مع شدة الحمل لضمان تقادم جميع القضبان بمعدل متقارب. راقب كل قضيب، واعرف درجته، وخصصه وفقًا لذلك.
