حذاء عائم لعمليات حفر النفط

أنواع أحذية الطفو في حفر النفط

يُعد حذاء الطفو في حفر النفط قناة في خط التثبيت الأساسي الموجود في أسفل سلسلة الغلاف. يحتوي على صمام ذو اتجاه واحد يسمح للأسمنت بالتدفق إلى الغلاف ويمنع أي تدفق عكسي للسوائل إلى الغلاف. كما ينظم حذاء الطفو الطفو أثناء خفض الغلاف في البئر، مما يمنعه من الغرق في السائل. تُعد هذه الأداة ضرورية لإنشاء السيطرة على البئر بينما تُوضع الغلاف في نفس الوقت. يجب أن يكون موقعها دقيقًا لتحقيق نتائج مثالية أثناء التثبيت.

تساعد أحذية الطفو في الحفر على:

• منع تدفق سوائل الحفر أو أي سائل آخر عكسًا إلى الغلاف بعد ضخ الأسمنت إلى الفراغ.
• السماح للأسمنت بالتصلب (ومن هنا جاء اسم "الطفو") بحيث يظل الغلاف طافيًا ولا يغرق في قاع البئر.
• توجيه عجينة الأسمنت إلى قاع البئر.

هناك ثلاثة أنواع من أحذية الطفو في حفر النفط:

• أحذية الطفو العادية: تُعد هذه الأحذية العادية من أحذية الطفو مزودة بصمام يمنع التدفق العكسي ونزعة توجيه الأسمنت إلى قاع البئر أو الفراغ.
• حذاء الطفو مع طوق هبوط: يُعد هذا النوع من أحذية الطفو مزودًا بطوق هبوط لالتقاط رأس البئر. يستخدم عندما تكون هناك حاجة إلى دعم إضافي لـ رأس البئر أو هناك خطر وجود ضغط عالٍ في التكوين قد يتسبب في تسرب الأسمنت عكسًا إلى الغلاف.
• أحذية الطفو متعددة المراحل: تُعرف أيضًا باسم أحذية الطفو مع مزيلات الجهد، وتُعد مزودة بصمامات متعددة تسمح بالترحيل الفردي لعملية التثبيت. تُستخدم هذه الأحذية في عمليات الحفر المعقدة حيث يكون التثبيت الدقيق ضروريًا لتأمين الغلاف ومنع هجرة السائل بين التكوينات الجيولوجية.

المواصفات والصيانة

مواصفات أحذية الطفو في حفر النفط

• مادة حذاء الطفو لحفر آبار النفط:

  يجب أن تكون المادة المستخدمة في صنع حذاء الطفو ذات قوة شد عالية وقادرة على تحمل الضغط العالي. تُعد مادة الكربون الصلب، مثل فولاذ 4130، مادة شائعة لصنع أحذية الطفو في الحفر. تُصنع بعض أحذية الطفو أيضًا من رأس أسمنت الألومنيوم.

• الطول:

  تتوفر أحذية الطفو بأطوال مختلفة، من 8 إلى 24 بوصة. قد يوفر حذاء الطفو الأطول مزيدًا من الطفو، بينما قد يوفر حذاء الطفو الأقصر تحكمًا أفضل في ديناميكيات السوائل في بئر الحفر.

• القطر:

  يتراوح القطر الخارجي النموذجي لحذاء الطفو من 7.625 إلى 9.625 بوصة. يجب أن يتطابق قطر حذاء الطفو مع حجم خط الغلاف الذي يتم توصيله به. يضمن التناسب الصحيح آلية إغلاق فعالة ويمنع فقدان السوائل أثناء عمليات الحفر.

• الوزن:

  لا يُفترض أن يكون حذاء الطفو في الحفر ثقيلًا جدًا، لأن ذلك قد يؤثر على الطفو وأداء الهبوط. ومع ذلك، يجب أن يكون لديه وزن كافٍ للحفاظ على السيطرة على البئر ومنع التصدع الهيدروليكي أثناء عمليات الحفر. سيعتمد وزن حذاء الطفو على كثافة المادة والأبعاد والتصميم.

• تصنيف الضغط

  يشير تصنيف الضغط لحذاء الطفو في الحفر إلى أقصى ضغط هيدروستاتيكي يمكنه تحمله دون فشل. يتراوح تصنيف الضغط النموذجي لحذاء الطفو بين 5000 و 15000 رطل لكل بوصة مربعة. يُستخدم حذاء الطفو المصنف للضغط العالي للآبار ذات المياه العميقة أو التكوينات ذات الضغط العالي، بينما تُستخدم أحذية الطفو المصنفة للضغط المنخفض للمياه الضحلة أو التكوينات ذات الضغط المنخفض.

• نوع الوعاء/التوصيل

  عادةً ما يتم توصيل حذاء الطفو بسلسلة الحفر باستخدام نوع وعاء أو توصيل يضمن توصيلًا آمنًا وخاليًا من التسرب. تُعد أنواع التوصيل الشائعة هي الملحومة (الصندوق x الدبوس) والملحومة (STS). يؤثر "نوع الوعاء/التوصيل" لحذاء الطفو على كيفية استخدامه في عمليات الحفر.

• المحزمات

  يُستخدم المحزم في حفر النفط لعزل أقسام بئر الحفر أثناء الحفر أو الإكمال أو الإنتاج. تُطبق المحزمات إغلاقًا مطاطيًا مُتحكمًا به لإنشاء إغلاق محكم ضد الضغط بين حذاء الطفو وبئر الحفر. تُعلق المحزمات على حذاء الطفو عن طريق آلية الانزلاق. يتم إطلاقها باستخدام نظام هيدروليكي عند الحاجة إلى العزل.

صيانة أحذية الطفو في حفر النفط

تحتاج أحذية الطفو في حفر النفط إلى فحص وصيانة منتظمين حتى تتمكن من أداء عملها كما هو مُفترض. فيما يلي قائمة بالأشياء التي تتطلب الاهتمام:

• الفحص البصري

  يجب على المستخدمين أولاً فحص حذاء الطفو لمعرفة ما إذا كان هناك أي علامات واضحة للتلف، مثل الشقوق أو التمزق أو الأسطح المتهالكة أو المتسربة. في حالة وجود ذلك، يجب عليهم البحث عن السبب المحدد للتلف ومعرفة ما يجب إصلاحه أو استبداله.

• التشحيم

  يجب على المستخدمين الحفاظ على تشحيم خيوط التوصيل وأسطح الإغلاق في حذاء الطفو لتقليل التآكل وتسهيل التجميع والتفكيك. ضع مزلقًا مناسبًا متوافقًا مع سائل الحفر واللوائح البيئية.

• اختبار الوظيفة

  يجب على المستخدمين إجراء اختبارات وظيفية روتينية على صمام الاتجاه الواحد (الطفو) في حذاء الطفو في الحفر لضمان الإغلاق والتشغيل السليمين. اتبع إرشادات الشركة المصنعة لاختبار وصيانة الطفو.

• التنظيف

  عند إزالة طين الحفر أو الأسمنت من حذاء الطفو، يجب استخدام مُنظف غير مُسبّب للتآكل. لا تنظف حذاء الطفو بمواد كيميائية قد تلحق الضرر بمادته أو مكونات الإغلاق، وتأكد من التخلص من مواد التنظيف بشكل صحيح وفقًا للوائح البيئية.

السيناريوهات

يُعد الاستخدام الفعال لحذاء الطفو في حفر النفط مهمًا أثناء استخراج النفط البحري والأنشطة ذات الصلة. فيما يلي بعض السيناريوهات الشائعة التي يُستخدم فيها هذا النوع من أحذية الطفو أثناء عمليات الحفر.

• عمليات التثبيت: أثناء عمليات التثبيت، يمنع حذاء الطفو خليط التثبيت من التدفق عكسًا إلى البئر. يساعد على إبقاء الأسمنت في الفجوة بين البئر المُحفر وأنبوب النفط. يعمل حذاء الطفو بشكل جيد عندما تكون هناك حاجة للحفاظ على الضغط على التكوين أثناء حدوث التثبيت.
• الحفر عبر التكوينات الصعبة: يمكن أن يكون حذاء الطفو في النفط مفيدًا عند الحفر عبر أنواع مختلفة من طبقات الصخور. يشمل ذلك طبقات الصخور غير المستقرة أو المسامية أو المتصدعة. يُستخدم حذاء الطفو في الحفر لمنع فقدان سائل الحفر من خلال طبقات الصخور التي تمتص السوائل.
• حفر المياه العميقة: في حفر آبار المياه العميقة، يُستخدم حذاء الطفو لتوجيه أنبوب الحفر عبر البئر. يعمل كأداة تثبيت بينما يمنع تسرب سوائل الحفر عبر قاع المحيط.
• مواقف التحكم في البئر: تُستخدم أحذية الطفو أثناء مواقف التحكم في البئر. يحدث هذا عندما تكون هناك حاجة إلى استعادة السيطرة على البئر بسرعة. من الأمثلة على مواقف التحكم في البئر الانفجارات أو تدفق سوائل التكوين إلى البئر.

كيفية اختيار أحذية الطفو في حفر النفط

• البيئة التشغيلية

  لضمان الدعم المناسب، يجب مراعاة البيئة التشغيلية. يجب اختيار مقاومة الطقس لحذاء الطفو إذا كان سيتم استخدامه في بيئة بحرية أو مياه عميقة. وبالمثل، إذا كان سيتم استخدام الحذاء في بيئة ذات درجة حرارة عالية أو ضغط عالٍ أو بيئة مُسبّبة للتآكل، مثل بالقرب من غاز كبريتيد الهيدروجين، فيجب اختيار أحذية الطفو ذات خصائص مقاومة مناسبة.

• تصميم الحذاء

  يمكن اختيار نوع وهيكل حذاء الطفو اعتمادًا على متطلبات عملية الحفر المحددة. سيُعد حذاء الطفو العادي كافيًا إذا لم يكن هناك أي متطلبات خاصة لحذاء الطفو. يمكن استخدام حذاء طفو طويل أو كبير إذا كانت عملية الحفر تتطلب حذاء طفو كبير. إذا كانت هناك حاجة إلى تثبيت سريع، يمكن استخدام حذاء طفو مثبت الأسمنت. خذ بعين الاعتبار أيضًا مرحلة عملية الحفر وهيكل بئر الحفر. على سبيل المثال، في أحذية الطفو ذات الحفرة المفتوحة، يمكن أن تُعزل تصاميم أحذية الطفو الخاصة السائل عن التكوين.

• أداء الحذاء

  يجب أيضًا مراعاة أداء حذاء الطفو. يجب اختيار قدرة تحمل حذاء الطفو وفقًا للظروف المحددة لسلسلة الحفر وبئر الحفر. بالإضافة إلى ذلك، يُعد طفو وأداء إغلاق حذاء الطفو أمرًا بالغ الأهمية لمنع دخول سائل التكوين إلى بئر الحفر وضمان سلامة البئر.

• تصنيع الحذاء

  يجب مراعاة سمعة وتجربة الشركة المصنعة لحذاء الطفو. اختر الشركات المصنعة المعروفة والموثوقة بحيث يتم تقديم فهم تفصيلي للانتقاء، بما في ذلك مزايا وعيوب أنواع مختلفة من أحذية الطفو. علاوة على ذلك، يمكن الحصول على دعم فني جيد وخدمة ما بعد البيع بعد استخدام أحذية الطفو.

• الآخرون

  يشمل الآخرون أيضًا نوع حذاء الطفو المستخدم، مثل حذاء الطفو المُرسى أو حذاء الطفو القياسي، وما إذا كانت أحذية الطفو المُخصصة أو المخزنة ضرورية للنظر.

أسئلة وأجوبة

س1: ما هي الاتجاهات في أحذية الطفو في حفر النفط؟

ج1: تتغير سوق أحذية الطفو في حفر النفط باستمرار. في الآونة الأخيرة، كان هناك اتجاه نحو استخدام أحذية الطفو عالية التقنية، مثل تلك التي تحتوي على تقنية صمام الطفو الأوتوماتيكي. علاوة على ذلك، أصبحت ممارسات صديقة للبيئة مهمة، مع تصنيع المزيد من أحذية الطفو من مواد قابلة لإعادة التدوير.

س2: ما هي التحديات التي تواجهها سوق أحذية الطفو في حفر النفط؟

ج2: تواجه سوق أحذية الطفو في حفر النفط بعض التحديات. قد تحدّ تكلفة أحذية الطفو المرتفعة من السوق فقط لحفر النفط على مستوى عالٍ. أيضًا، يُقلل تطوير تقنيات الحفر الأفقي من استخدام أحذية الطفو حيث إنها مفيدة فقط في الحفر الرأسي التقليدي.

س3: من هم المستخدمون النهائيون لأحذية الطفو في حفر النفط؟

ج3: يُعد المستخدمون النهائيون لأحذية الطفو في حفر النفط بشكل أساسي شركات حفر النفط. قد تكون هذه الشركات هي الشركات التجارية الكبيرة للنفط أو الشركات المستقلة الصغيرة. بالإضافة إلى ذلك، قد تحتاج الشركات التي تصنع معدات النفط، مثل معدات الحفر، إلى أحذية طفو لإكمال أدوات حفر النفط الخاصة بها.