البرج أو الصاري

Wiki Article

رفع وإنزال أعمدة الحفر والمواسير أو القيسون أو مواسير الإنتاج داخل أو خارج البئر أثناء عمليات الحفر
التحكم في الوزن (القوة الرأسية) على الدقاق.
وتتكون هذه المنظومة من:ونش رفع الاثاث بالتجمع الخامس

البرج أو الصاري
(بالإنجليزية: Derrick / Mast)‏ يصمم ليكون له ارتفاع مناسب ومتانة كافية لإتمام المهام المنوط بها، على أن يجهز ببلكونة Racking Board لتخزين أعمدة ومواسير الحفر عند التفكيك والتركيب. يتحمل الوزن الديناميكى المعرض له خاصة في حالة التصاق المواسير بجدار البئر Stuck Pipe حيث يتم شد المواسير بدرجات عالية ما تزيد من الإجهادت على البرج، بالإضافة إلى وزن البرج نفسه. كما أنه يقاوم العزوم الناتجة عن تأثير الرياح. قوة تحمل البرج هي التي تحدد عمق الآبار التي يستطيع جهاز الحفر أن يقوم بحفرها، لأن العمق يتحول بالنسبة للبرج إلى وزن لمواسير الحفر التي تصل لذلك العمق. وللأبراج نوعين: الأول: البرج التقليدى (القياسى) ذو الأربع قوائم والذي كانت تركب أجزاءه في موقع الحفر ويستخدم الآن بكثرة في الأرصفة والأجهزة البحرية لمتانته ويركب مرة واحدة ولا يعاد تفكيكه. الثاني: البرج المحمول (الصارى جاهز التركيب) وينتشر في الأجهزة البرية لسهولة نقله وتجهيزه للحفر في زمن قليل نسبياً.
ونش رفع الاثاث فى الرحاب

مجموعة البكرات الثابتة (المجموعة التاجية)
(بالإنجليزية: Crown Block)‏

وهي مجموعة من البكرات (Sheaves) تثبت في قمة البرج ليلتف حول كل منها حبل الحفر المعدني (Drilling Wire Rope) الذي يلضم بين المجموعة التاجية ومجموعة البكرات المتحركة (Travelling Block) واسطوانة الونش (Drum).

مجموعة البكرات المتحركة
(بالإنجليزية: Travelling Block)‏ تتكون أيضا من عدة بكرات. وتقل بكرة واحدة عن المجموعة التاجية، وتضم هذه المجموعة الخطاف (Hook) وذراعى الرفع والقابض (Elevator and Bails) ويلف حولها سلك الحفر بالتبادل مع البكرات التاجية بحيث تصبح معلقة بواسطة سلك الحفر في مجموعة البكرات الثابتة Crown Block. وبذلك تصبح مجموعة البكرات المتحركة هي الجزء المتحرك من منظومة الرفع، وتعلّق بها المواسير المراد رفعها أو تنزيلها.

الونش
(بالإنجليزية: Drawworks)‏

وهو العنصر الأساس في منظومة الرفع والتنزيل ويتكون من اسطوانة رئيسة معدنية (Main Drum)، والتي يلضم بها طرف سلك الحفر. وبتدوير الاسطوانة الرئيسة ترفع أو تنزل مجموعة البكرات المتحركة وبالتالي أي شيء معلق بها. يتم الرفع بتدوير الاسطوانة باتجاه لم حبل الحفر يتم ذلك إما بمواتير تعمل بالكهرباء أو توصيل معدة الرفع بمحرك ديزل مباشرة عبر جنزير أو نظام تعشيق. أما التنزيل فيكون بقوة الجاذبية عن طريق تحرير فرامل التحكم في الونش.
ونش رفع الاثاث فى حدائق الاهرام

المرتكز
(بالإنجليزية: مرساة )‏ وهو عبارة عن بكرة ثابتة يلتف حولها سلك الحفر لتكون نقطة تثبيت السلك الذي يتحمل أحمال الحفر. وفي الحقيقة لا تكون البكرة ثابتة تماماً، وإنما تتحرك حركة ضئيلة للغاية لا تتعدى أجزاء من الدرجة، ويقوم بقياس هذه الحركة الضئيلة حساس لتحويلها إلى قراءة للوزن الذي يحمله السلك.

مسار حبل الحفر
يتكون حبل الحفر من ضفيرة من الصلب عالي المتانة. وللحبل طرفين مثبتين، الأول ويثبت في الاسطوانة الرئيسة للونش، والطرف الثاني يثبت في المرتكز. وبين النقطتين يلتف الحبل حول مجموعتي البكرات التاجية المتحركة بالتبادل، أي يلتف حول بكرة في المجموعة الثابتة ثم حول بكرة في المجموعة المتحركة ثم حول بكرة بالمجموعة الثابتة وهكذا. ويكون عدد البكرات في المجموعة المتحركة أقل بواحدة من المجموعة التاجية، حيث يبقى الطرف الذي يلتف حول البكرة الأخيرة من المجموعة التاجية ليثبت بالاسطوانة الرئيسة للونش. وبذلك يكون الحبل مثبت بين نقطتين إحداهما تدور بسرعات عالية والأخرى ثابتة. ويسبب ذلك اختلاف سرعات التفاف الحبل حول البكرات، فيسمى الجزء الأبطأ الممتد بين المرتكز والبكرة الأولى بالمجموعة التاجية بالحبل الميت Dead Line، ويسمى الجزء الأسرع الممتد بين آخر بكرات المجموعة التاجية واسطوانة الونش الرئيسة بالحبل السريع Fast Line. ويعتبر الحبل السريع هو أكثر أجزاء حبل الحفر تعرضاً للإجهاد بسبب كثرة ثنيه وفرده على الاسطوانة الرئيسة، فمن ثم يتم تغييره بانتظام. حيث يقطع الجزء الملتف حول الاسطوانة ثم تعويضه من البكرات السابقة عليه حتى المرتكز حيث يعوض الحبل الميت من بكرة إمداد متصلة به.

التحكم في الونش
يتحكم في الونش باستخدام عدة أنظمة مكابح. أشهرها مكابح الاحتكاك Friction Brakes، ومكابح كهرومغناطيسية Elmago Brake، ومكابح ديناميكية Dynamic Brake. وبعمل هذه الأنظمة معاً تتم السيطرة على عملية رفع وإنزال المجموعة المتحركة. كما تستخدم أنظمة التحكم في الحفاظ على وزن معين ضاغطاً على دقاق الحفر ليخترق الطبقات، بحيث تتحمل المكابح غالبية وزن عمود الحفر إلا القليل الذي يضغط على دقاق الحفر. وتحدد قيمة الوزن على الدقاق بحسب اعتبارات متعددة منها حجمه وطبيعة الطبقة التي يحفرها وطريقة الحفر رأسية أو مائلة.

منظومة الدوران الرحوي
(بالإنجليزية: Rotary System )‏ الغرض منها إدارة عمود الحفر Drill String ومن ثم إدارة الدقاق المربوط بنهايته. وتتكون من:

الرحاية (الطبلية الدوارة)
(بالإنجليزية: Rotary Table )‏ وهي قلب المنظومة ولها وظيفتان:

نقل الحركة الدورانية إلى الدقاق عن طريق عمود الإدارة المضلع (Kelly) المركب أعلى عمود الحفر. حيث يدار عمود الحفر حول محوره الرأسي.
تعليق مواسير الحفر بها أثناء فك أو ربط وصلات عمود الحفر باستخدام القابض Slips.
وتأخذ المنضدة الدوارة حركتها إما مباشرة من المحرك الرئيس أو أن يكون لها موتور كهربي.

عمود الإدارة المضلع
(بالإنجليزية: Kelly Pipe )‏

عبارة عن ماسورة مضلعة من الصلب عالى المتانة، إما مربعة أو مسدسة. وهي التي تنقل حركة الدوران من الطبلية الدوارة إلى عمود الحفر. حيث يتيح شكلها المضلع إدارتها من قبل الطبلية الدوارة ومن ثم يدور عمود الحفر الربوط أسفلها. فهي إذاً تتحمل وزن عمود الحفر كاملاً بالإضافة إلى تحملها عزم الحفر. لعمود الإدارة نوعان: مربع وهو أقل تكلفة. والنوع الآخر المسدس وهو أكثر متانة، ولذلك يستخدم في الأجهزة التي تحفر آباراً عميقة.

كلابة عمود الإدارة
(بالإنجليزية: Kelly Drive Bushing )‏

يثبت بركائز فيه، تدخل في فتحات مخصصة لها أعلى الطبلية الدوارة، فيدور مع الطبلية. في منتصف الكلابة تكون هناك فتحة مضلعة يدخل فيها عمود الإدارة المضلع. وتكون جوانب الفتحة المحيطة بعمود الإدارة على هيئة بكرات لتسمح بحركة رأسية له من خلال الكلابة.

وصلة التعليق الدوارة
(بالإنجليزية: Swivel )‏

تتكون من جزأين. علوي ثابت دورانياً، وسفلي دوار. والهدف منها تعليق عمود الحفر في مجموعة البكرات المتحركة مع إتاحة مرور مائع حفر عبرها. فيكون الجزء العلوي المعلق بمجموعة البكرات ثابت لا يدور، أما الجزء السفلي المربوط بعمود الإدارة يدور معه.

خطوات نقل حركة الدوران لعمود الحفر
تبدأ من الطبلية الدوارة إلى كلابة عمود الإدارة إلى عمود الإدارة المضلع ثم عمود الحفر.

منظومة التدوير العلوية
(بالإنجليزية: Top Drive System )‏

في بداية ثمانينيات القرن العشرين كشفت شركة فاركو Varco عن معدة جديدة لإدارة عمود الحفر تختلف جوهرياً عن طريقة الطبلية الدوارة. فبدلاً من إدارة عمود الحفر من طبلية جهاز الحفر، تكون إدارته علوياً من قبل موتور أو أكثر معلق في مجموعة البكرات المتحركة. وبالرغم من ارتفاع ثمنها انتشر استخدام تلك المنظومة في الأجهزة البحرية وكثير من الأجهزة البرية الحديثة وذلك لكفاءتها العالية. وقد وفرت تلك المعدة كثيراً من الوقت لطاقم الحفر في إضافة مواسير جديدة مما قلل فرص التصاق مواسير الحفر بجدار البئر، كما أتاحت تلك الطريقة الجديدة مدد حفر أطول بدون انقطاع. والأنواع الشائعة من تلك المنظومة إما أن تكون بمواتير كهربية أو بمواتير هيدروليكية.

منظومة التمرير
(بالإنجليزية: Circulating System )‏

والهدف منها تمرير مائع الحفر من داخل الدقاق لتبريده ثم حمل نواتج الحفر إلى خارج البئر. ويتم ذلك بتمرير مائع الحفر عبر أجزاء المنظومة المختلفة. ويستخدم كمائع للحفر إما السوائل أو الغاز المضغوط. ويسمى السائل بالطفلة Mud. وقد يستخدم الهواء المضغوط والماء معاً. وتعتبر الطفلة مائع الحفر الأكثر شيوعاً على الإطلاق، وقد يستخدم الماء وحده كسائل للحفر، أو أن تضاف له بعض الإضافات لتحسين خصائصه فتسمى بطفلة ذات أساس مائي Water Based Mud. وقد تستخدم سوائل أخرى كالسولار مع بعض الإضافات لتصبح طفلة ذات أساس زيتي Oil Based Mud. ولاعتبارات اقتصادية وبيئية تكون هناك ضرورة استعادة الطفلة الخارجة من البئر وتنقيتها لإعادة ضخها في البئر مرة أخرى. وعناصر الضخ والنقل والتنقية هي التي تؤلف معاً منظومة التمرير.

مضخة الطفلة
(بالإنجليزية: Mud Pump )‏

هي مضخة ترددية ضخمة، مصممة خصيصاً لمجال الحفر. عادة ما تستخدم مضختان أو ثلاث. تعتبر المضخة الثلاثية Triplex Pump هي الأكثر شيوعاً الآن وتشتمل على ثلاث مكابس لضخ الطفلة. المضخة الثلاثية حلت محل الجيل السابق الذي كان ثنائياً Duplex بمكبسين. أما التطوير الأحدث فهو المضخات السداسية Hex Pumps بستة مكابس.

خرطوم الطفلة
ويصل بين المواسير المثبتة على جانب البرج بطوله وبين وصلة التعليق الدوارة Swivel. ويصنع ذلك الخرطوم بطريقة فريدة ليتحمل درجات الحرارة العالية (سواء للطفلة داخله أو للطقس خارجه)، وليتحمل ضغط الطفلة الذي قد يصل إلى أكثر من 6000 رطل لكل بوصة مربعة، ويتحمل إجهاد الثني والفرد المستمر بسبب صعود ونزول مجموعة البكرات المتحركة.

وصلة التعليق الدوارة
حيث تصل بين خرطوم الطفلة وعمود الحفر. والجزء الأهم في الوصلة الدوارة والمتعلق بتمرير الطفلة هو ما يسمى بالـ Wash Pipe، وتتكون من جزأين أحدهما ثابت لا يدور ويربط في الجزء الثابت من الوصلة والآخر يدور ويربط في عمود الحفر. وبين صامولتي الـWash Pipe تكون هناك ماسورة محاطة بحشو لمنع تسرب الطفلة للخارج.