.jpg){kind=small}
تصميم عمود الحفر (Drill String Design Limitations)
مقدمة: "هندسة" مش "رص" مواسير
تصميم الـ String مش مجرد إنك تنزل بمواسير وخلاص. لازم تجاوب على سؤالين:
1. محتاج كام عمود (Drill Collar) عشان أضغط على الدقاق من غير ما المواسير تتني؟
2. المواسير نفسها تستحمل وزن قد إيه وهي متعلقة قبل ما تتقطم (Tensile)؟
1. حساب طول الـ BHA (عشان الوزن عالدقاق WOB)
القاعدة الذهبية في الحفر: "الوزن عالدقاق لازم ييجي من العمدان (DC) بس". مواسير الحفر (DP) معمولة للشد، لو انضغطت هتتني (Buckling). وعشان الأمان، بنزود 15% زيادة طول في العمدان عشان نخلي "نقطة التعادل" (Neutral Point) جوه العمدان مش في المواسير.
Length = (WOB × Safety Factor) ÷ (Wdc × BF)
مثال عملي:
- الوزن المطلوب عالدقاق (WOB) = 50,000 رطل.
- معامل الأمان (Safety Factor) = 15% (يعني نضرب في 1.15).
- وزن العمدان (Drill Collars) = 147 رطل/قدم.
- وزن الطفلة = 12.0 ppg.
الحساب:
أ) عامل الطفو (BF):
BF = (65.5 - 12.0) ÷ 65.5 = 0.8168
ب) طول العمدان المطلوب:
البسط = 50,000 × 1.15 = 57,500 رطل.
المقام (وزن العمدان في الطفلة) = 147 × 0.8168 = 120.07 lb/ft.
الطول = 57,500 ÷ 120.07 = 479 قدم.
(يعني تقريباً محتاج 16 وقفة عمدان).
2. أقصى عمق للمواسير (Drill Pipe Limitations)
المواسير اللي فوق شايلة وزنها + وزن العمدان اللي تحتها. لازم نتأكد إن الوزن ده مش هيكسر "قوة الشد" (Tensile Strength) للماسورة، مع مراعاة "هامش للشد" (Margin of Overpull) عشان لو البير شحط مننا ونحتاج نشد.
Max Length = [ (T × 0.9) - MOP - W_bha ] × BF ÷ W_dp
إحنا بناخد قوة الماسورة الجديدة (T)، ونضربها في 0.9 (عشان نعتبرها Premium Class مستعملة مش جديدة زيرو). نطرح منها الوزن اللي عايزينه احتياطي للشد (MOP) ووزن العمدان اللي تحت (W_bha). الباقي ده هو "الرصيد" اللي نقدر نستخدمه في وزن المواسير نفسها.
مثال عملي (حساب أقصى عمق):
- مواسير 5 بوصة (Grade G)، قوة الشد = 554,000 رطل.
- وزن المواسير (Nominal) = 21.87 رطل/قدم.
- وزن الـ BHA في الهواء = 50,000 رطل.
- هامش الشد المطلوب (MOP) = 100,000 رطل.
- وزن الطفلة = 13.5 ppg.
الحساب:
أ) عامل الطفو (BF):
BF = (65.5 - 13.5) ÷ 65.5 = 0.7939
ب) الرصيد المتاح للمواسير:
قوة الماسورة (90%) = 554,000 × 0.9 = 498,600 رطل.
اطرح هامش الشد = 498,600 - 100,000 = 398,600 رطل.
اطرح وزن العمدان = 398,600 - 50,000 = 348,600 رطل.
(ده أقصى وزن مسموح للمواسير وهي في الهواء).
ج) تحويل الوزن لطول (Max Pipe Length):
بنحول الوزن ده لطول، ولازم نضرب في عامل الطفو عشان المواسير وزنها بيخف جوه الطفلة.
المعادلة في الماتريال ضربت الـ (BF) في القوس كله، وده صح لأن كل الأوزان (MOP و BHA) محسوبة هنا كأحمال مطلوبة.
الطول = (348,600 × 0.7939) ÷ 21.87
الطول = 276,754 ÷ 21.87 = 12,655 قدم.
د) العمق الكلي للبير (Total Depth):
العمق = طول المواسير + طول العمدان (BHA)
Total Depth = 12,655 + 500 = 13,155 قدم.
الخلاصة
التصميم ده بيقولك: "بالمواسير دي والعمدان دي، آخرك تحفر لحد 13,155 قدم". لو حفرت أعمق من كدة، وأنت بتشد، الماسورة اللي على السطح هتتقطع لأن وزن العمود هيبقى أتقل من قدرة تحملها.