books pass system

(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.

عمود الحفر

ويمتد من عمود الإدارة المضلع (بالإنجليزية: Kelly)‏ أو من منظومة التدوير العلوية (بالإنجليزية: Top Drive)‏ وحتى الدقاق المربوط بآخره لتمر الطفلة من خلاله لتبريد أسنان الدقاق وترطيب الصخور أمامه.

الفراغ الحلقي

هو الفراغ المحصور بين الجدار الخارجي لعمود الحفر وجدار البئر. وهي المرحلة التي تقوم الطفلة فيها بحمل نواتج الحفر إلى خارج البئر. كما ترسب على جدار البئر ما يسمى بالـ Filter Cake، وهي مادة لزجة تعمل كبطانة للبئر لتمنع جدار البئر من الانهيار والتفتت بعد الحفر.

مراحل تنقية الطفلة

وفيها تمر الطفلة بعدة مراحل تنقية لإزالة ما حملته من نواتج الحفر. وتعتمد تنقية الطفلة على ثلاث أفكار حيث تنزع الشوائب إما على أساس الحجم أو الوزن أو الحالة. أولاً النخل في جهاز Shale Shaker، حيث يتم نخل الطفلة لإزالة قطع الصخور الكبيرة. ثانياً الطرد المركزي في أجهزة نازع الرمال Desander، ونازع الطمي Desilter، ومنظف الطفلة Mud Cleaner، وفيها تتم إدارة الطفلة بسرعة في حلزونات Cyclone ما يفصل الطفلة الأخف وزناً عن قطع الشوائب الأثقل. ثالثاً نزع الغازات باستخدام Degaser، حيث تمر الطفلة داخل وعاء كبير، داخله الكثير من العوارض الأفقية وبانتقال الطفلة بين العوارض من جهة وبتفريغ الوعاء (باستخدام مضخة تفريغ Vacuum Pump) من جهة أخرى تتم إزالة أية غازات حملتها الطفلة من داخل البئر.

الخزانات Mud Pits

وفيها يتم تجميع الطفلة بعد كل مرحلة تنقية، حتى تصل الطفلة في أنقى حالاتها لخزان السحب الذي تغذى منه مضخة الطفلة.

دورة الطفلة عبر منظومة التمرير

تعتمد مضخة الطفلة على مضخة تغذية صغيرة لتحسين عملية سحب الطفلة، ثم تضخها عبر مواسير مثبتة على طول البرج Stand Pipes ثم إلى خرطوم الطفلة ثم الوصلة الدوارة Swivel ومنها إلى داخل عمود الحفر ومن ثم إلى الدقاق، حيث تندفع من خلال مجموعة من الفوهات Nozzles في الدقاق نفسه لتخرج إلى قاع البئر. ثم تبدأ بعد ذلك الطفلة مسار الرجوع بعد أن قامت بتبريد أسنان الدقاق وترطيب الصخور أمامه. مسار الرجوع هو الذي تقوم فيه الطفلة بإحدى أهم وظائفها وهي حمل نواتج الحفر وفتات الصخور إلى خارج البئر، حيث تخرج الطفلة من فوهات الدقاق لتصعد في الفراغ الحلقي بين عمود الحفر من الخارج وجدار البئر. تخرج الطفلة من البئر محملة بنواتج الحفر لتتم تنقيتها عبر مراحل متعدد لتصل في النهاية إلى خزان السحب ومنه لمضخة التغذية الملحقة بمضخة الطفلة وهكذا.

دور الطفلة في التحكم في البئر

إحدى أهم وظائف الطفلة هي التحكم في ضغوط طبقات اللأرض التي تم حفرها، وذلك بما يسببه وزن عمود الطفلة من ضغط هيدروستاتيكي Hydrostatic Pressure على الطبقات. مما يمنع فقد السيطرة على ضغوط البئر. والخاصية الأساس في تلك الوظيفة هي كثافة الطفلة. حيث تضبط كثافة الطفلة للتحكم في ضغوط الطبقات، فيكون الضغط الهيدروستاتيكي إما أعلى قليلاً من ضغط الطبقات فيما يسمى بالـ Over Balance أو يكون أقل بهامش ضئيل فيما يسمى بالـ Under Balance.

مائع حفر في الصورة الغازية

أحد أساليب المستخدمة -وإن كان بصورة قليلة- هو الحفر باستخدام غاز مضغوط (هواء أو نيتروجين) لتبريد الدقاق وإزالة نواتج الحفر من داخل البئر، بدلاً من سوائل الحفر المعتادة. مزايا استخدام الهواء هو أن الحفر يكون أسرع كثيراً كما أن مشاكل فقد مائع الحفر بين الطبقات تختفي. أما عيوبه فهي عدم القدرة على التحكم في تدفق الموائع ألموجودة في الطبقات إلى داخل البئر، بالإضافة إلى عدم استقرار جدار البئر بسبب غياب الضغط الهيدروستاتيكي الذي يوفره عمود الطفلة بعمق البئر.