جهاز حفر

جهاز حفر

جهاز الحفر أو بما تسمى ب بريمة الحفر باللغة الانجليزية (Drilling rig)‏ وهو عبارة عن مجموعة المعدات والإنشاءات اللازمة لاختراق قشرة الأرض. وقد مرت أجهزة الحفر بالكثير من المراحل عبر رحلة تطورها منذ أن بدأها قدماء الصينيين منذ 3000 ق.م وحتى هذا اليوم. تقوم فكرة الأجيال الأحدث من أجهزة الحفر ببساطة على ثقب طبقات الأرض باستعمال دقاق الحفر الذي يخترق الطبقات عندما يدار وتوضع قوة أعلاه، تماماً مثل المثقاب المنزلي. ويتم تمرير ما يسمى بمائع الحفر من أجل تبريد أسنان الدقاق وتنظيف الثقب من فتات الصخور وغيرهما من الوظائف.

أجهزة الحفر يمكن أن تكون:

صغيرة كالتي تستعمل في الحفر الكشفي وآبار المياه والبحوث البيئية.

ضخمة قادرة على حفر مئات الأمتار من قشرة الأرض. وتستعمل مضخات كبيرة لضخ وتمرير مائع الحفر (الطفلة وهي الأكثر شيوعاً) عبر مواسير الحفر ودقاق الحفر باللغة الانجليزية (Drill Bit)‏ والفراغ الحلقي باللغة الانجليزية (Annulus)‏ حول عمود الحفر باللغة الانجليزية (Drill String)‏، وذلك من أجل تبريد الدقاق وإزالة نواتج الحفر (فتات الصخور) بحملها إلى خارج البئر. منظومة الرفع يمكنها تحمل مئات الأطنان من المواسير التي تكون بربطها معاً عمود الحفر بطول قد يصل إلى عدة كيلومترات، وذلك للوصول إلى طبقة الخزان التي قد تحتوي النفط أو الغاز الطبيعي.

نبذة تاريخية

اعتمدت عملية حفر الآبار بشكلٍ أساس على طرق قديمة كانت تستعمل لحفر آبار المياه والتعدين، ثم أخذ حفر آبار النفط يتطور بشكل متسارع ليكون له طرقه الأكثر تعقيداً وتخصصاً وتناسباً مع طبيعة النفط وطبقات الأرض والصخور الحاملة له.

بعض أنواع أجهزة الحفر

بري باللغة الانجليزية Land / On Shore

بحري باللغة الانجليزية Off Shore

نصف مغمور باللغة الانجليزية Semi Submersible يقام جهاز الحفر على أعمدة وعوامات التي إن وضعت في الماء تُغمر إلى عمق محدد سلفاً، وتبقى البقية طافية. يستعمل ذلك النوع بكثرة في آبار بحر الشمال واسكتلندا. وبعد أن تنتهي من حفر البئر في قاع البحر، يمكن أن تنتقل بسرعة إلى موقع جديد.

جاك أب Jack Up وهو عبارة عن أحد أنواع الأجهزة البحرية المتنقلة والتي بدلاً من الطفو كنصف المغمورة فإنها تقام على ما يشبه الأرجل الطويلة والتي تمتد حتى قاع البحر، ولدى تلك الأجهزة تقنية تسمح بالتحكم في ارتفاع جهاز الحفر عن سطح الماء بعد تثبيت الأرجل إلى القاع. يمكن لهذا النوع من أجهزة الحفر أن يعمل في أعماق مياه لا تتجاوز خمسمائة قدم. يستخدم بكثرة في بحر الشمال، حيث الأعماق هناك مناسبة لهذا النوع.

سفن الحفر باللغة الانجليزية Drill Ships يتم تصميم سفينة لتحتوي جهاز الحفر. لا يحتاج هذا النوع إلى زوارق سحب لسحبه أو بقائه في مكانه كالـJack Up ونصف المغمورة. تصميم هذا النوع من الأجهزة البحرية يمكّنه من الحفر في المياه العميقة.

منصة باللغة الانجليزية Platform يصنع ذلك النوع من الصلب والأسمنت ويرسو على قاع البحر. وهذا النوع غير المتحرك من أجهزة الحفر مصمم لحفر آبار أعمق ولإنتاج كميات أكبر من النفط والغاز. وتستعمل المنصة الواحدة لحفر أو صيانة الكثير من الآبار المائلة، من نفس النقطة.

صيانة آبار باللغة الانجليزية Workoverبعد أن تنتج الآبار النفط أو الغاز لفترة، تحتاج إلى الصيانة من وقت لآخر، وذلك لتحسين إنتاجية البئر. وهذا ما تقوم به أجهزة صيانة الآبار والتي تكون أصغر حجماً وأقل تكاليفاً للتشغيل من أجهزة الحفر.

طاقم جهاز الحفر

رئيس الجهاز

نائب رئيس الجهاز

الحفار

مساعد الحفار

عامل الحفر أعلى البرج

عامل الحفر

مساعد عامل الحفر

الميكانيكي

الكهربائي

الصيانة العامة

تصنيف أجهزة الحفر

تصنف أجهزة الحفر وفقا لـ:

ستخدالقدرة الممة:

ميكانيكية؛ حيث تستعمل محولات العزوم، وأنظمة التعشيق، وناقلات القدرة باستعمال قوى المحركات والتي غالباً ما تكون محركات ديزل.كهربية؛ حيث يعتمد تشغيل المعدات بشكل أساس على القدرة الكهربية من المولدات.

هيدروليكية؛ حيث تكون القدرة الهيدروليكية هي أساس تشغيل المعدات.نيوماتية؛ حيث يستعمل الهواء المضغوط للتشغيل.بخارية؛ حيث تُستخدم القدرة البخارية لتشغيل المعدات (لم تعد تستعمل منذ منتصف القرن العشرين).

نوع المواسير:

تقليدي؛ حيث يتم استعمال مواسير معدنية أو بلاستيكية من أنواع مختلفة.كابل؛ حيث يتم رفع وإنزال دقاق الحفر باستخدام كابل.لفائف أنابيب؛ حيث تستعمل لفائف عملاقة من الأنابيب بالإضافة إلى محرك حفر أسفل البئر.

الارتفاع:

فردي؛ حيث يتم الحفر باستخدام مواسير حفر منفردة.

ثنائي؛ حيث يسمح ارتفاع البرج برص المواسير على هيئة Stands، بأن يتكون كل Stand من ماسورتين.

ثلاثي؛ حيث يسمح ارتفاع البرج برص المواسير على هيئة Stands، بأن يتكون كل Stand من ثلاث مواسير.

طريقة التدوير أو طريقة الحفر:

الطبلية الدوارة؛ يتم التدوير باستعمال عامود مضلع، مربع أو مسدس (Kelly)، ويكون التدوير عند مستوى الطبلية.

وحدة التدوير العلوية؛ حيث يتحقق التدوير عبر وحدة التدوير المعلقة في مجموعة البكرات المتحركة.

الموجات الصوتية؛ حيث تستعمل الموجات الصوتية في عملية ثقب الطبقات.

الدق؛ حيث يستعمل التدوير مع الدق.

وضعية البرج:

تقليدية؛أن يكون البرج عمودي على الأرض.

مائلة؛ حيث يكون البرج مائل على الأرض بزاوية 45 درجة.

المراجع

areq.net

التصانيف

نفط  غاز طبيعي  حفر آبار  معدات تنقيب  هندسة النفط  الهندسة   العلوم التطبيقية