چگونه شیر تجهیزات حفاری مناسب را برای سازگاری با محیط های مختلف حفاری انتخاب کنیم؟

در زمینه پیچیده و چالش برانگیز مهندسی حفاری، انتخاب مناسب شیر تجهیزات حفاری برای اطمینان از پیشرفت روان عملیات حفاری، بهبود کارایی و اطمینان از ایمنی بسیار مهم است.
ابتدا باید عمق و فشار محیط حفاری را در نظر گرفت. برای چاه‌های کم عمق با محیط‌های حفاری فشار نسبتاً کم، مانند حفاری برخی از چاه‌های آب غیرنظامی کوچک، شیرهای دروازه معمولی یا شیرهای توقف را می‌توان انتخاب کرد. شیرهای دروازه دارای ویژگی های مقاومت کم سیال و باز و بسته شدن نسبتاً صرفه جویی در کار هستند که می تواند الزامات اساسی برای کنترل سیال را در چنین شرایط حفاری نسبتاً ساده برآورده کند. شیر توقف در حالت بسته آب بندی بهتری دارد که می تواند از نشت آب زیرزمینی جلوگیری کند. با این حال، هنگام مواجهه با حفاری چاه های عمیق، مانند چاه هایی به عمق هزاران متر در حفاری نفت، و فشار عظیم چاه، دریچه های کنترل فشار بالا و شیرهای ایمنی مورد نیاز است. شیرهای چک فشار بالا می توانند اطمینان حاصل کنند که سیال حفاری فقط می تواند در یک جهت جریان داشته باشد، از جریان برگشتی تحت فشار بالا جلوگیری می کند و از آسیب به تجهیزات و پرسنل جلوگیری می کند. هنگامی که فشار از مقدار تعیین شده فراتر رفت، شیر اطمینان به طور خودکار باز می شود تا فشار آزاد شود و ایمنی و پایداری کل سیستم حفاری را تضمین می کند. به عنوان مثال، در سکوهای حفاری نفت در اعماق دریا، قابلیت اطمینان دریچه ایمنی خط دفاعی کلیدی برای جلوگیری از حوادث انفجار است. هنگامی که فشار چاله به طور غیر عادی افزایش می یابد، شیر اطمینان می تواند به سرعت پاسخ دهد تا فشار را آزاد کند و از عواقب فاجعه بار جلوگیری کند.
ثانیاً شرایط زمین شناسی حفاری نیز بر انتخاب شیرها تأثیر می گذارد. در سازندهای با زمین شناسی نسبتاً پایدار و سختی سنگ متوسط، دریچه های ساخته شده از مواد معمولی ممکن است کافی باشد. با این حال، اگر در سازندهای با زمین شناسی پیچیده و مواد خورنده، مانند سازندهای اسیدی خاص یا سازندهای حاوی گوگرد باشد، باید دریچه هایی با مقاومت در برابر خوردگی انتخاب شود. شیرآلات استنلس استیل یا شیرآلات آلیاژی خاص در این محیط مزایای آشکاری دارند. آنها می توانند در برابر فرسایش مواد اسیدی و سولفیدها مقاومت کنند و عمر مفید و عملکرد طبیعی دریچه ها را تضمین کنند. به عنوان مثال، در برخی از پروژه های حفاری زمین گرمایی، از آنجایی که آب گرم زیرزمینی ممکن است حاوی مقدار زیادی یون خورنده باشد، استفاده از شیرهای مقاوم در برابر خوردگی می تواند به طور موثری طول عمر شیرها را افزایش دهد و افزایش هزینه و تاخیر ساخت ناشی از شیرهای مکرر را کاهش دهد. جایگزینی
علاوه بر این، خواص سیال عملیات حفاری نیز ملاحظات مهمی هستند. اگر سیال حفاری حاوی مقدار زیادی ذرات جامد باشد، مانند برخی از حفاری‌های گاز شیل، برای جلوگیری از سایش داخلی و گرفتگی شیر، شیری با طراحی مقاوم در برابر سایش و ضد گرفتگی انتخاب شود. به عنوان مثال، یک شیر توپی با ساختار صندلی مخصوص شیر و یک سطح آب بندی کاربید می تواند به طور موثر سیال حاوی ذرات جامد را در حین چرخش قطع کند و به راحتی توسط ذرات گیر نمی کند و کنترل صاف سیال را تضمین می کند.