مانده یابی و ابزارهای آن – Fishing

مانده چیست؟

مانده هر آن چیزی است که در چاه بماند و مخالف میل تیم حفاری در چاه قرار گرفته باشد، اما چه می‌تواند باشد؟ از لولهٔ بریده شده گرفته تا ابزار دستی‌ که درون چاه بیفتد (قطر این ابزار باید کمتر از قطر چاه باشد تا بتواند درون آن بیفتد)، از معمول‌ترین موارد مانده کاج‌های مته است.

مانده یابی عملیاتی است که شامل گرفتن، بدست آوردن و یا از بین بردن وسایلی که در چاه مانده و یا گیر کرده و باعث توقف عملیات حفاری، راندن جداری یا تکمیلی شده است.

اصطلاح مانده یابی به نظر می‌آید از زمانی متداول شده است که عملیات حفاری، کابلی بوده است. در آن زمان حفاری به صورت ضربه زدن به لایه‌ها صورت می‌گرفته است و اگر کابل بریده می‌شد، به وسیله قلابی که روی آن تعبیه می‌کردند و وسایل مانده در چاه را بالا می‌آوردند. معمولا ۲۰% تا ۳۰% از عملیات حفاری و ۷۰% تا ۸۰% از کارهای چاه‌های تعمیراتی را مانده یابی تشکیل می‌دهد و هزینه این عملیات اضافی در واقع بار سنگینی است که روی بودجه حفاری یک چاه سنگینی می‌کند و cost/mt را زیاد می‌کند. بنابراین باید با شناخت عملیات علل مانده یابی از به وجود آمدن آن جلوگیری کرد.

آموزش و راهنمایی افراد عملیاتی درباره استفاده صحیح و به کارگیری و نگهداری وسایل حفاری می‌تواند نقش عمده‌ای از جهت جلوگیری از مانده یابی بنماید شناخت سازند، آشنایی با لایه‌های شیلی که ورم کرده یا ریزش می‌کند می‌تواند ممکن است ما را از عملیات مانده یابی ایمن سازد، پدیده سگدست (DOGLEG) و یک حفره جا کلیدی (KEYSEAT) در سال‌های اخیر نیز از عوامل عمده مانده یابی بوده است، آموزش تکنیک حفاری بدون DOGLEG و KEYSEAT ممکن است تا ۵۰% از مانده یابی جلوگیری کند.

عوامل ایجاد مانده موارد متعددی می‌تواند باشد، که یک به یک بایستی مورد بررسی‌ قرار گیرند. مثلا خطای انسانی‌ تیم دکل ممکن است باعث شود ابزار دستی‌ به داخل چاه سقوط کند یا عوامل دیگری مثل گیر کردن رشته حفاری در حفره جا کلیدی ممکن است باعث شود لوله‌ها در چاه گیر کرده و اگر به هر ترتیب این گیر رفع نشود باعث بریده شدن لوله‌ها و ایجاد مانده در چاه شود.

راه برطرف کردن مشکل ایجاد مانده در چاه نیز بستگی به نوع مانده و مشخصات آن مثل قطر و طول و غیره دارد. بنابراین واضح است قدم اول برای حل این مشکل شناخت مانده می‌باشد. گاهی اوقات با توجه به نوع مانده با تنظیم برنامه هیدرولیک مته مناسب یا تهیه گل مناسب می‌توان مانده را از چاه خارج نمود اما برخی‌ اوقات مشکل به این سادگی‌ حل نمی‌شود و باید از ابزار مانده یابی‌ استفاده کرد.

بنابراین با شناخت مانده و خصوصیات آن و شرایط چاه با بهره‌گیری از ابزار و روش‌های مختلف تلاش می‌شود مانده یابی‌ انجام شود. قبل از همهٔ اینها با در نظر گرفتن شرایط مانده و چاه هزینهٔ عملیات مانده یابی‌ تخمین زده می‌شود چون در حفاری اکثر مواقع کاری که مخالف با صرفهٔ اقتصادی باشد انجام نمی‌گیرد. در نهایت به هر دلیلی‌ اگر که عملیات مانده یابی‌ با موفقیت انجام نشود راه حل side tracking است.

 

پیشگیری ایجاد مانده

وجود یک برنامه هیدرولیک مته مناسب و انتخابِ نوع گل مناسب؛ برنامهٔ حفاری مهندسی‌ شده و دقت در انجام این برنامه و کاستن خطاهای انسانی‌ تا حد ممکن و … تا حد زیادی باعث عدم وجود مشکل ایجاد مانده در چاه می‌شوند که هر کدام از طریق خاصی‌ عمل می‌نمایند.

با توجه به نوع و منشأ ایجاد مانده راه‌های متفاوتی برای پیشگیری از وقوع مشکل وجود دارد. نوع مانده یا از جنس لوله است که شامل لوله مغزی؛ لوله حفاری؛ لوله جداری؛ لوله وزنی و… است یا متفرّقه شامل ابزارهای دستی‌؛ قطعه آهنی؛ کاج‌های مته و …

وظیفه هیدرولیک مته خنک کردن مته و تمیز کردن و شستشوی اطراف مته است که این کار باعث می‌شود خرده‌های سازند حفاری شده به شیوه مناسب از چاه خارج شده و به سطح بیاید. اگر این وظیفه به درستی‌ انجام نشود خرده‌های حفاری از چاه به درستی‌ خارج نشده و تمرکز یافته و متراکم شوند که در نهایت منجر به گیر کردن مته یا لوله در چاه می‌شود.

اگر با اجرای عملیات trip in or out یا با استفاده از Jars و ایجاد شوک و لرزه رو به بالا یا پایین گیر لوله برطرف نشود می‌تواند نهیاتا منجر به برش لوله و ایجاد مانده در چاه شود. از سو‌ی دیگر گل حفاری وظیفه دارد که بتواند خرده‌های حفاری را با خود به درستی‌ حمل یا در صورت نیاز معلق نگاه دارد.

اگر این وظیفه با انتخاب گل نامناسب انجام نگیرد مشکلات مشابهی رخ می‌دهد که ممکن است منجر به ایجاد مانده در چاه گردد. انتخاب برنامه هیرولیک و گل مناسب باعث می‌شود عمر مته و کارکرد آن بهبود یابد و باعث از دست رفتن کاج‌های آن یا دندانه‌هایش که باعث شکل‌گیری مانده در چاه می‌شود نگردد.

در مورد خطاهای انسانی‌ هم راه حل این است که دقت و کار اموختگی افراد بالا باشد. معمولا در عملیات مانده یابی‌ نیز خطاهای انسانی‌ زیاد رخ می‌دهد که به این خاطر است که مانده یابی‌ یک عملیات روتین در حفاری نیست و دانش کم افراد از آن باعث چنین مشکلاتی می‌شود پس این نیاز حس می‌شود که افراد راجع به مانده و مانده یابی‌ اطلاعات کافی‌ داشته باشند.

 

ابزارهای مانده یابی‌

 

هزینه عملیات مانده یابی سیر نزولی طی نموده و با استفاده بهینه از ابزار و نیز مواد گل حفاری متعدد و جدید تداوم بیشتری دارد

به هر حال وجود مانده در یک چاه امری عادی بوده و شانس داشتن یک عملیات مانده یابی در یک چاه امری غیر محتمل نیست. ابزارهای مانده یابی وسایلی‌ هستند که به کمک آنها در طی‌ عملیاتی سعی‌ می‌شود مانده از چاه خارج شود که این ابزار دارای مکانیزم‌های متفاوت می‌باشند ابزار و آلات متعددی در عملیات مانده یابی یک چاه به کار می‌روند که عبارتند از:

۱) ابزاری که مستقیما با مانده درگیر شده و آن را از چاه خارج می‌کنند

مانند چنگک‌ها و سبدهای مانده یابی، سبدهای خرده آهن گیری و نیز سبدهای خرده آهن گیری معکوس علاوه بر آن ابزار دیگری نیز وجود دارد که بسته به شرایط موجود (نوع مانده، عمق مانده و قطر چاه و غیره) در محل ساخته می‌شوند که از جمله می‌توان به Wash Pipe ،Poor boy و Spear یا نیزه‌ها اشاره کرد.

(diagnostic ;inside grappling ;outside grappling ;force intesifiers or jars) ابزارهای diagnostic یا شناختی‌ می‌توانند ابزارهای ساده‌ای‌ باشند که تا قسمت قرارگیری مانده در چاه پایین می‌روند تا شناخت بهتر و کامل‌تری از نوع و محل ایجاد مانده در چاه در اختیار افراد قرار دهند تا آنها بتوانند ابزار مناسبی را برای خارج ساختن مانده از چاه برگزینند. این ابزار شناختی‌ می‌توانند شامل وسایل الکترونیکی یا دوربین‌های ته چاهی باشند.

 

۲) ابزاری که شکل مانده را تغییر داده و معمولا آن را آسیاب می‌کنند

از جمله به Mill ها می‌توان اشاره نمود. برخی از ابزار مانده یابی جدیدتر نیز از طریق شیمیایی و یا انفجارهای کوچک مانده را از بین می‌برند. کار با میل‌ها مستلزم صرف وقت می‌باشد و اصولا از میل‌ها برای آسیاب کردن پکرهای قابل حفاری از جمله پلاک‌های سیمان کاری و کفشک‌های جداری و… می‌توان استفاده کرد.

ابزارهای inside grappling or internal catchers وسایلی‌ هستند که داخل مانده را گرفته و آن را از چاه خارج می‌کنند. آنها دارای پروفیل مخروطی و نوک تیز و رزوه داده شده هستند که باعث می‌شود بتوان آن را در چاه پایین برد و تا محل وجود مانده هدایت کرد سپس ابزار مانده یابی‌ را به مانده رزوه داد و آن را نهایتاً بالا کشید. این ابزارها را با نام spear می‌شناسند.

 

۳) ابزار نمایش دهنده وضعیت مانده

این ابزار فقط جهت شناسایی وضعیت بالای مانده به کار می‌روند که مهمترین آنها سرب‌های نشانگر است. اخیرا از سیستم‌های تصویری نیز بنام Down – hole video system نیز استفاده می‌شود.

ابزارهای outside grappling or external catchers وسایلی‌ هستند که قطر خارجی‌ مانده را می‌گیرند. این ابزار طوری طراحی می‌شوند تا بتوانند مانده را به اصطلاح ببلعند و آن را تا زمان بالا کشیدن به سطح رها نسازند. معمول‌ترین وسیله این نوع ابزار overshot می‌باشد که در قسمت تحتانی آن سطحی با قابلیت حفاری ایجاد می‌گردد تا اگر نوع مانده قطعات فلزی بود بتواند آن را کمی‌ سوراخ کرده و در بر بگیرد که بخشی از مکانیزم sticking آن است.

Jars در واقع همانند چکش‌های مکانیکی ته چاهی هستند که می‌توانند در موقع نیاز به بالا یا پایین ضربه و شوک بالایی وارد کنند که این لرزه به مانده نیز وارد می‌شود. jar در دو نوع حفاری و مانده یابی‌ ساخته می‌شوند که البته دارای مکانیزم یکسانی می‌باشند اما نوع حفاری آن بارگذاری چرخشی و نوسانی حفاری را بهتر تحمل می‌کند.

 

۴) ابزار افزایش دهنده نیرو

این افزار معمولا پس از گیر در چاه بوسیله ضربه‌زنی رو به بالا / پایین موجبات رهایی ساق حفاری را از گیر فراهم می‌آورند. از رایج‌ترین این نوع ابزارها می‌توان به جارهای مکانیکی/جارهای هیدرولیکی و نیز جارهای حفاری هیدرولیکی اشاره نمود. جارها یکی از مهمترین ابزار رهاسازی ساق حفاری از گیر می‌باشند.

 

۵) ابزار برنده

در برخی عملیات مانده یابی در اثر طولانی شدن کار روی مانده بخصوص بخش بالایی آن و یا عدم دسترسی به بخش قابل بازیافت و نیز قابل شناسایی، ضروری است که قسمتی از مانده را بریده و از چاه خارج کنیم. برای این منظور از ابزاری بنام Cutter یا برنده استفاده می‌شود که هم از داخل لوله Inside Cutter و هم از بیرون لوله Outside cutter می‌توان استفاده نمود. تیغه‌های این برنده‌ها از فولادی بسیار سخت ساخته شده و در حالت معمولی درون غلاف یا بدنة وسیله قرار دارند.

 

۶) ابزار رزوه زن

از این ابزار وقتی استفاده می‌شود که بخواهیم درون یا بیرون مانده را رزوه کاری نموده یا رزوهای موجود را ترمیم نمود برای کار روی بخش داخلی لوله‌های مانده در چاه از Taper Tap و برای بخش خارجی از Diecollar ها استفاده می‌شود.

 

مهمترین ابزار مانده یابی

در کل دو نوع متداول ابزارهای outside grappling شامل die collar و overshot می‌شوند. die collar وسایل بسیار ساده‌ای‌ می‌باشند که با چرخش به راست روی بدنه خارجی‌ رزوه‌هایی ایجاد می‌کند و با پایین بردن ابزار تمام طول die collar رزوه زده می‌شود. این وسیله در مانده یابی‌‌های کم عمق استفاده می‌شود. اما overshots در واقع مهمترین وسایل مانده یابی‌ هستند که امروزه تقریبا ۹۰% مانده یابی‌‌ها توسط این ابزار انجام می‌گیرد. قسمت‌های این وسیله شامل:

1. top sub: برای اتصال دادن این ابزار به لوله‌ها
2. bowl: دارای شیارهایی است که grapple داخلش قرار می‌گیرد
3. guid: هنگام ورود این ابزار به چاه نقش راهنما را دارد.
4. packer & grapple: انواع grapple شامل spiral و basket است که مانده را گرفته و بلند می‌کنند.

 

متداول‌ترین ابزارهای از نوع inside grappling شامل taper tap و spear می‌باشند. tap taper ‌ها روی قسمت خارجی‌ خود رزوه‌های قوی دارد که با اعمال نیرو می‌تواند روی مانده رزوه ایجاد کرده و با عمل کشش آن را به بالا کشید. این وسیله نوک دراز پیچ مانند دارد ولی‌ به شکل مخروطی است و برای انواع مهره هایی که در چاه باقی‌ میماند مناسب است. از taper tap در مانده یابی‌ چاه‌های کم عمق و نیز مانده‌های سبک استفاده می‌شود. وسیله دیگر spear است که دارای دندانه‌های متحرکی است که به بدنه مانده اتصال می‌‌یابد. از آن بیشتر در گرفتن لوله‌های جداری؛ مغزی و آستری استفاده می‌کنند.

اما از ابزارهای دیگری که در مانده یابی‌ استفاده میشوند milling tools هستند. همانطور که از نام این وسایل پیدا است مکانیزمشان آسیاب و له کردن مانده می‌باشد. اگر عملیات مانده یابی‌ به خوبی‌ انجام نگیرد از این وسایل استفاده می‌شود. عملیات با این ابزار زمان‌بر، پر‌هزینه و خطرناک است و در مواردی همچون آسیاب کردن packer و plug ‌ها ؛ تمیز و صاف کردن بالای مانده؛ آسیاب کردن کاج‌های مته که درون چاه مانده و… از آن استفاده می‌شود.

وسایل متفرقه دیگری نیز همچون magnet که به عنوان آهن‌ ربای دائمی به منظور گرفتن قطعه‌های فلزی به کار برده می‌شود یا wall hook؛ knuckle joint یا ابزارهای washover tool که اطراف مانده را تمیز می‌کنند تا مانده به صورت آزاد در ته چاه قرار گیرد و سپس توسط مانده گیر از چاه بالا آید در عملیات مانده یابی‌ نقش ایفا می‌کنند.

side tracking این عملیات در نهایت هنگام شکست در عملیات مانده یابی‌ یا تصمیم بر اجرا نکردن عملیات مانده یابی‌ به خاطر به صرفه نبودن از لحاظ اقتصادی انجام می‌گیرد. sidetracking در واقع به عملیات حفر یک چاه جدید دور از چاه اصلی‌ می‌گویند که به صورت اتفاقی‌ یا تعمدی انجام می‌شود. این عملیات اگر به خاطر وجود مانده باشد عمدی است و چاه به صورت موازی با چاه اصلی‌ حفر می‌گردد.

 

نتیجه‌گیری

مانده یابی‌ عملیاتی پیچیده و خطرناک است که برای موفقیت آمیز بودن آن بایستی تمامی‌ تیم حفاری به دقت عمل کنند. مهندس باید بتواند با در نظر داشتن مسائل کنترل چاه و امنیتی نوع ابزار و مراحل عملیات را تأیید کند. مسائل اقتصادی در انجام این عملیات باید بررسی‌ گردد و به صرفه بودن انجام این عملیات ثابت گردد.

تیم حفاری باید در مورد این عملیات اطلاعات کافی‌ را داشته باشد و آموزش دیده باشد تا در حین عملیات خطای انسانی‌ منجر به مشکلات بیشتر نگردد. اما در نهیات با در نظر گرفتن موارد مربوط به عملیات مانده یابی‌ به خوبی‌ این مساله اثبات می‌گردد که همانا پیشگیری بهتر از درمان است و بایست تا می‌توان کوشید عاملان ایجاد مانده را کنترل کرد.