.jpg){kind=small}
فواقد الضغط المتنوعة والاهتزازات (Miscellaneous Calculations)
مقدمة: كل تفصيلة بتفرق
الضغط اللي بيطلع من المضخة مش كله بيروح للدقاق. فيه جزء بيضيع في خراطيم السطح (Surface Equipment)، وجزء في احتكاك المواسير من جوه (Bore Loss)، وجزء في الـ Annulus، وحتى الكوع (Elbow) الصغير بيسرق ضغط.
وكمان، سرعة الدوران (RPM) مش "بالمزاج". فيه سرعة معينة لو وصلت لها، العمود هيرقص (Resonance) وممكن يتقطم.
1. فواقد الضغط السطحية (Surface Equipment Losses)
بتعتمد على نوع المعدات (Standpipe, Kelly Hose, Swivel). كل نوع ليه معامل احتكاك (C).
Loss = C × MW × (GPM ÷ 100)^1.86
قيم C التقريبية:
- النوع 1 (قديم/ضيق): C = 1.0
- النوع 2: C = 0.36
- النوع 3: C = 0.22
- النوع 4 (حديث/واسع): C = 0.15
مثال: نوع 3 (C=0.22)، وزن 11.8 ppg، ضخ 350 gpm.
Loss = 0.22 × 11.8 × (3.5)^1.86 = 2.6 × 10.28 = 26.7 psi.
2. فواقد الضغط داخل المواسير (Drill Stem Bore Loss)
دي المعادلة اللي بتعرفك الضغط بيضيع قد إيه جوه كل 1000 قدم مواسير.
P = 0.000061 × MW × L × GPM^1.86 ÷ ID^4.86
مثال: 6500 قدم مواسير (ID=4.276).
P = 0.000061 × 10.9 × 6500 × (350)^1.86 ÷ (4.276)^4.86
P = 4.32 × 53946 ÷ 1166 = 199.9 psi.
3. فواقد الوصلات الصغيرة (Fittings Pressure Loss)
لو عندك خطوط سطحية فيها كيعان (Elbows) ومحابس (Valves)، كل واحد بيعمل مقاومة.
P = (K × MW × GPM²) ÷ (12031 × Area²)
معامل K: الكوع 90 درجة (K=0.9)، المحبس المفتوح (K=0.19).
مثال: كوع 90 درجة، ماسورة 4 بوصة (مساحة 12.56).
P = 0.9 × 8.33 × 100² ÷ (12031 × 12.56²)
P = 74970 ÷ 1.9 مليون = 0.04 psi (رقم صغير جداً للكوع الواحد، بس بيجمع في الخطوط الطويلة).
4. أقل معدل ضخ لدقاق PDC (PDC Minimum Flow)
دقاق الـ PDC بيسخن جداً، وبيحتاج كمية طفلة معينة عشان التبريد وتنظيف السكاكين (Cutters).
Min GPM = 12.72 × (Bit Diameter)^1.47
مثال: دقاق 12-1/4 بوصة.
Min GPM = 12.72 × (12.25)^1.47 = 12.72 × 39.77 = 506 gpm.
5. السرعة الحرجة للدوران (Critical RPM)
أخطر معادلة في الحفر الميكانيكي. دي السرعة اللي بيحصل عندها رنين (Resonance) والعمود بيبدأ يخبط في البير بعنف.
Critical RPM = (33055 ÷ L²) × √(OD² + ID²)
حيث: L طول الماسورة الواحدة (Joint) مش العمود كله (عادة 31 قدم).
مثال: مواسير 5 بوصة (ID=4.276) وطولها 31 قدم.
الجذر = √(25 + 18.28) = √43.28 = 6.58
Critical RPM = (33055 ÷ 961) × 6.58 = 34.4 × 6.58 = 226 RPM.
بما إن الحسابات دي تقريبية (دقة 15%)، بنبعد عن الرقم ده بمسافة أمان. لمواسير 5 بوصة، القاعدة بتقول: ماتعديش 200 RPM أبداً عشان تكون في السليم.
ملخص القوانين
| الحساب | الهدف | المعادلة المختصرة |
|---|---|---|
| Pipe Losses | حساب الفاقد في المواسير | دالة في (L, GPM, ID). |
| PDC Min Flow | تبريد الدقاق | 12.72 × D^1.47 |
| Critical RPM | تجنب الاهتزاز | 33055 × √(D²+d²) ÷ L² |
الخلاصة
دي كانت آخر حلقة في سلسلة المعادلات. الحسابات دي بتغطي كل ركن في البريمة، من أول ضغط الطفلة لحد اهتزاز المواسير. المهندس الشاطر هو اللي بيخلي الآلة الحاسبة (أو الشيت) دايماً جنبه، عشان القرارات في الحفر بتتاخد بالأرقام، مش بالتخمين.