آسياب كننده ها
از آسياب كننده ها در هرجايي كه نمي شود از مته استفاده كرد استفاده مي شود.
آسياب كردن مانده هاي سخت فلزي، حفاري پلاگهاي قابل حفاري و كفشك و L.D.Cو pack off bushingلوله هاي آستري، كار كردن روي مچالگي (collapse)لوله هاي جداري، آسياب كردن لوله ها، باز كردن پنجره در لوله جداري و ....
انواع آسياب كننده ها:
· Taper mill
· Pilot mill
· Section mill - k mill – d mill
· Skirted mill
· Junk mill – Econo mill
جانك ميل (junk mill): ميل همه كاره جهت آسياب كردن مانده هاي فلزي از هر نوع.
استفاده براي مانده هاي لغزنده در چاه باز:
از جانك ميل با سايز 8/1 تا 4/1 اينچ كمتر از سايز حفره استفاده شود.
درصورت امكان حداقل 10000 پاوند وزن اعمال شود.
از يك جانك ساب بلافاصله بالاتر از ميل استفاده شود. (براي سايز بالاتر از 4/3-4 اينچ)
استفاده براي مانده هاي لغزنده در چاه جداره پوش:
عمليات مانند چاه باز است با اين تفاوت كه بايد از يك پايداركننده(stabilizer)با قطر خارجي ميل بالاي ميل استفاده كرد و خود ميل هم داراي پد استبلايزر باشد.
قطرخارجي ميل به اندازه drift diameterجداري باشد و با ملاحظه بيشتر با ميل كار شود تا به جداري آسيبي نرسد.
استفاده براي مانده هاي ثابت در چاه باز:
از جانك ميل با سايز 8/1 تا 4/1 اينچ كمتر از سايز حفره استفاده شود.
با وزن 4 تا 10000 پاوند بسته به مقاومت مانده كار شود.
بعد از آسياب كردن هر 3 تا 5 فوت از مانده، به اندازه 10 تا 15 فوت بالاتر آمده و حفره را تا بالاي مانده reamشود.
بعد از تراش حفره تا بالاي مانده ابتدا رشته چرخانده شده و پس از درگير شدن با مانده بلافاصله وزن مورد نظر اعمال شود( از چرخاندن رشته پس از درگير شدن ميل با مانده و اعمال وزن روي مانده جداً خودداري شود).
اگر نياز به توقف آسياب كردن وجود دارد، اجازه ندهيد كه با اعمال وزن كم روي ميل و چرخش همزمان، ميل كار كند زيرا با اينكار فولاد لبه مانده به قدري سخت مي شود كه ادامه كار را مشكل مي كند. بنابراين براي توقف حتما از مانده فاصله بگيريد.
استفاده براي مانده هاي ثابت در چاه جداره پوش:
عمليات مانند چاه باز است با اين تفاوت كه بايد از يك پايداركننده(stabilizer)با قطر خارجي ميل بالاي ميل استفاده كرد و خود ميل هم داراي پد استبلايزر باشد.
قطرخارجي ميل به اندازه drift diameterجداري باشد و با ملاحظه بيشتر با ميل كار شود تا به جداري آسيبي نرسد.
اكونو ميل (econo mill):
ميل همه كاره جهت آسياب كردن پكرها وretainerهاو bridge plugها و بخصوص حفاري سريع سيمان داخل لوله جداري.
• مزيت اين ميل كه در اكثر سايزهاي معمول وجود دارد، هزينه بسيار پايين تر از جانك ميل است.
پايلوت ميل (pilot mill):
• از اين ميل جهت آسياب كردن لوله هاي جداري، آستري، آويزه آستري، تبديلهاي حفاري، لوله هاي حفاري و wash pipeها استفاده مي شود.
• برای آسياب کردن واش پايپ بهترين گزينه است. اگر لوله حفاری يا لاينر داخل واش پايپ مانده باشد، برای ميل کردن آن از پايلوت ميل استفاده می شود.
• در چاههای زاويه دار نمی شود از پايلوت ميل استفاده کرد و بجای آن از جانک ميل استفاده می شود.
• لاينر ميل يا کيسينگ ميل همان پايلوت ميل است.
• مراحل استفاده از پايلوت ميل:
با ميل تا 5 فوت بالای مانده پايين می رويم سپس به آرامی دور ميز دوار را به 125 رسانده و در حدود 3 فوت پايين می رويم. با اين کار وزن خنثی و گشتاور پيچشی نرمال رشته حفاری را بدست می آوريم.
دور ميز را به 30 کاهش داده و وارد مانده می شويم سپس 2000 پاوند وزن روی مانده اعمال کرده و دور ميز را به 70 افزايش می دهيم. چنانچه گشتاور هم افزايش يابد، ميل وارد مانده شده است.
وزن 4 تا 6000 پاوند و 125 دور بر دقيقه برای گريدهای j-55و N-80مناسب است. برای P-110بايد وزن بيشتری اعمال شود.
ميل مخروطی (taper mill):
• از اين ميل برای تميز و صاف کردن پنجره باز شده توسط whip stock، تراشيدن بخشی از لوله جداری که بصورت جزيی collapseشده، بر طرف کردن موانع فلزی در داخل جداری، تبديلها و ... استفاده می شود.
• تميز كردن پنجره باز شده ويپ استاك:
سايز ميل بايد به اندازه بزرگترين ميلي باشد كه بوسيله آن پنجره باز شده است.
ميل تا 5 فوت بالاي مانده رانده شود.
دور ميز دوار 40 دور بر دقيقه شود و شروع به پايين رفتن شود و وزن بيشتر از 1000 پاوند اعمال نشود.
شستشو و تراش پنجره بايد 10 تا 15 مرتبه انجام شود تا لبه هاي تيز و خشن ازبين رفته و سطح ايجاد شده كاملا صاف شود.
• تراشيدن لوله جداري مچاله شده:
سايز تقريبي ميل يا اثريابي كه از ناحيه مچاله شده عبور كرده مشخص شود. اگر ميزان مچالگي زياد باشد نبايد از ميل مخروطي استفاده نمود.
از ميل مخروطي با سايز 4/1 اينچ بيشتر از كمترين قطر داخلي لوله جداري collapseشده استفاده شود. اگر ميزان مچالگي لوله زياد باشد، اين كار بايد مرحله به مرحله انجام شود يعني بايد از كوچكترين سايز ميل شروع كرد و سپس با يك سايز بالاتر عمليات تكرار شود تا به حداكثر سايز قطر داخلي استاندارد لوله جداري برسيم.
چنانچه طول مچاله شده جداري، زياد باشد بهتر است از يك جانك ميل به همراه استبلايزر جهت رفع مانع استفاده شود و اين كار با دور 150 و حداقل وزن روي ميل بايد انجام شود.
ميل دامن پوش (skirted mill): جهت آسياب كردن لوله داخل جداري.
ميل هندوانه اي (watermelon mill): از اين ميل معمولا جهت صيقلي كردن پنجره باز شده در لوله جداري و به همراه يك taper millاستفاده مي شود. اين ميل بصورت pin upاست و ميل مخروطي زير آن بسته مي شود.
Section mill: جهت بريدن جداري و باز كردن پنجره.
كاربردها:
Side tracking (كنار گذر)
برداشتن بخشي از لوله جداري يا آستري
برداشتن لبه آستري و gravel pack
توجه
• از اين ميل در چاههاي با حداكثر 70 درجه انحراف استفاده مي شود.
• پارامترهاي انحرافي عبارتند از: وزن 2 تا 10000پاوند، دور 80 تا 120 وفشار استند پايپ 200±2000
• در انواع سيالات حفاري قابل استفاده است.
• قبل از راندن ميل يك نمودار cclرانده شود تا در حد امكان كوپلينگ جداري در مسير ميل نباشد.
• براي راندن section-mill،Slmبايد بصورتي باشد كه كيلي بالا باشد و نيازي به connectionنباشد. درصورت نياز پاپ جوينت در دسترس باشد.
• تعيين عمق k.o.pبه عوامل زير بستگي دارد:
نرم بودن سازند پشت جداري: سازند پشت جداري بايد از سيمان سخت تر باشد مانند نمك- ماسه سنگ- مارن- لايمستون.در صورت نياز به درخواست زمين شناسي لاگsonic گرفته مي شود.
باندينگ سيمان پشت لوله جداري حداقل 70 درصد باشد. (CBL/VDL)
در صورتيكه چاه انحرافي است، عمق k.o.pبا نقطه هدف تناسب داشته باشد.
سيال حفاري بايد با فشار سازند پشت جداري تناسب داشته باشد.
• طول پنجره باز شده در حدود 15 تا 20 متر است اما اگر سازند نرم باشد ممكن است كمتر باشد. در حفاري كنار گذر پس از 10 تا 20 متر، زاويه برگردانده شده و keepمي شود.
• كيفيت ميل و تجربه پرسنل در زمان باز كردن پنجره موثر است.
عملكرد :
• اين ميل از سه قسمت اصلي top sub، bodyو bottom subتشكيل شده است. درون bodyيك پيستون طراحي شده كه با فشار سيال حفاري، به طرف پايين حركت كرده و باعث باز شدن تيغه ها(knives)مي شود.
• روي لبه بيروني تيغه ها تنگستن كاربايد كاشته شده و باز شدن آنها ضمن چرخش رشته، باعث بريدن جداري مي شود.
• تيغه ها در section millمدل Dشركت بيكر از جنس متال مانچر هستند كه به مراتب كارآيي بيشتري نسبت به تنگستن كاربايد دارند. (وقتي از k-millاستفاده مي شود براي باز كردن پنجره معمولا 2 يا 3 بار تيغه ها يا خود ميل تعويض مي شود ولي اگر از D-millاستفاده شود، با يك ميل عمليات انجام مي شود.
• عمليات باز كردن پنجره توسط section mill:
• قبل از راندن ميل بايد از لحاظ ظاهري تيغه ها ، رزوه ها و.. چك شوند.
• سايز ميل و شماره قطعه آن كنترل شود: 7 اينچ(5500) و 8/5-9 اينچ (8300)
• با بستن ميل زير كيلي و قرار دادن آن در دهانه چاه، آنرا بصورت زيرتست مي كنيم:
با روشن كردن شارژينگ پمپها تيغه ها بايد باز شوند.
فشار پمپها را به 2000 پام مي رسانيم. در اين حالت تيغه ها باز مي مانند و با خاموش كردن پمپها تيغه ها بايد كاملا بسته شوند (فنر به خوبي عمل كند).
• شرايط گل درون چاه بايد ايده آل باشد.
• راندن ميل در چاه بايد به آرامي و بدون چرخش رشته و ضربه زدن باشد و در هنگام پر كردن لوله ها نبايد فشار گردش گل از 200 پام بيشتر باشد.
• شيب فلو لاين مناسب باشد و از يك ditch magnetدر باكس شيكر استفاده شود.
• Slmبايد طوري باشد كه هنگام رسيدن به عمق مورد نظر، تمام طول كيلي بالا باشد.
• در عمق مورد نظر ابتدا با بالا و پايين كردن رشته(پمپ خاموش)، dragرشته را مي خوانيم و ترمز دراوركس را قفل مي كنيم.
• بدون روشن كردن پمپها و با توجه به تورك، رشته را مي چرخانيم تا دورآن به 60 تا 80 برسد.
• پمپ ها را روشن مي كنيم تا فشار به 2000 تا 2500 پام برسد. (در اين شرايط ، زمان شروع، دور، فشار و استروك پمپها را ثبت مي كنيم)
• بعد از 15 الي 60 دقيقه جداري بايد بريده شده باشد.( همزمان با كاهش فشار در حدود 100 تا 200 پام و افزايش استروكها 4 تا 5 ضربه و تغييرات گشتاور)
• توجه: ممكن است كاهش فشار و افزايش استروك نشانه واش اوت لوله ها باشد.
• 20 دقيقه ادامه مي دهيم تا تيغه ها كاملا باز شوند. سپس دور ميز را به 100 تا 120 مي رسانيم و فشار را مجددا به 2000 تا 2500 مي رسانيم و روي كيلي مارك مي زنيم.
• به آرامي شروع به اعمال وزن مي كنيم (حداكثر تا 12000پاوند) و دور ميز را تصحيح مي كنيم.
• پس از ميل كردن هر 1 متر ازجداري اجازه مي دهيم weight offشود سپس گردش گل و btm’s upمي كنيم سپس ميز دوار را به آرامي خاموش كرده و ميل را به آرامي بلند مي كنيم. ميل بايد بدون هيچ اضافه كشش به طرف بالا حركت كند.
• پس از اتمام عمليات، بصورت chain outبالا آمده در هنگام انداختن سليپس به دور لوله ها بايد مواظب باشيم شوك به لوله ها وارد نشود.
• عمر ميل زماني به پايان رسيده كه با پمپاژ و چرخش، با حركت روبه پايين وزن نگيرد. بايد توجه داشت كه اگر در مسير به كوپلينگ جداري رسيديم، ميل را با ميل نو تعويض كنيم.
• ميزان پيشرفت كار بايد از لحاظ متراژ با وزن هر فوت جداري همخواني داشته باشد.
• نكات عمومي مهم در آسياب كردن مانده/ باز كردن پنجره:
براي بدست آوردن بهترين راندمان آسياب كردن، كنده ها(براده ها) به محض آسياب شدن بايد از چاه خارج شوند. براي اين منظور موارد زير بايد در نظر گرفته شود:
الف- حداقل گرانروي سيال حفاري بايد 60 سانتي پويز باشد. چنانچه سرعت داليزي كم باشد گرانروي بايد از اين هم بيشتر باشد.
ب- ميزان دبي جريان سيال بدون آسيب رساندن به سازند بايد حداكثر باشد بطوريكه سرعت داليزي حداقل 120 فوت بر ثانيه باشد.
ج- ساب ها و تبديلها به دقت بررسي شوند و اطمينان حاصل شود كه آنهاfullbore هستند. مقاومت بر سر راه سيال مخصوصا در مواردي كه از وسايلي استفاده شود كه بصورت هيدروليكي فعال مي شوند، مي تواند مشكل ساز باشد.
د- چنانچه سرعت داليزي براي خارج كردن براده ها كم باشد از جانك ساب استفاده شود.
ه- درهنگام آسياب كردن واش پايپ، لاينر و ساير مانده هاي لوله اي شايد لازم باشد هر چند وقت يكبار از يك جانك ميل براي تميز كردن داخل مانده استفاده نمود.
و- در هنگام آسياب كردن مانده توسط millبايد از يك ditch magnetدر مسير گردش گل (داخل جعبه الك لرزان) استفاده نمود و براي احتياط تا چند روز بعد از عمليات milling نيز از آن استفاده نمود.
ز- هنگامي كه از pilot millيا section millاستفاده مي كنيم ممكن است براده هاي فلزي مانند پولك ماهي روي الك لرزان ديده شود. اين نمونه براده ها در آسياب كردن لوله گريد H-40ديده مي شوند. سرعت آسياب كردن را مي توان با افزايش دور ميز دوار و كاهش وزن روي mill، بهبود بخشيد.
اندازه مطلوب براده ها به طول 3 اينچ و ضخامت 1/32اينچ بايد باشد. اگر براده ها شبيه مو باشد و همزمان سرعت آسياب كردن نيز كاهش يابد نشانه اين است كه وزن روي millبايد افزايش يابد. در آسياب كردن لوله با گريدp-110براده ها نرم تر از ساير گريدها است.
وزن و rpm:
الف- بهترين دور براي آسياب كردن دور 100 r.p.mبه بالا است. البته taper millها وwash over shoeها استثنا هستند كه با دور ميز دوار در حدود 75 r.p.mنتيجه بهتري مي دهند(با توجه به گشتاور پيچشي).
ب- ميزان بهينه دور ميز دوار و وزن روي millدر هنگام استفاده از پايلوت ميل در هر مورد كاري بايد تعيين گردد(drill off test)ولي مي توان با دور 100 تا 150 و وزن 2000 تا 6000 پاوند شروع نمود.
ج- چنانچه احيانا از يك pilot millجهت آسياب كردن perforated jointيا لوله جداري كه توسط spearخراب شده يا مچاله شده باشد استفاده شود، بايد با وزن تقريبي 2000 پاوند يا كمتر و دور 70 كار كرد.
د- آسياب كننده نبايد بعد از تماس با مانده، چرخانده شود. يك فوت بالاتر از مانده بايد با دور 100 شروع به چرخاندن رشته نمود(براي taper millكمتر). سپس به آرامي رشته را پايين برد تا با مانده درگير شود. سپس سرعت چرخش افزايش داده شود و وزن تغيير داده شود تا بهترين شرايط آسياب كردن حاصل شود.
ه-در باز كردن پنجره چنانچه لوله جداري مستعد خوردگي و پوسيدگي باشد، اعمال وزن بايد كم كم و در نهايت دقت انجام شود تا لوله جداري تكه تكه نشود و عمليات دچار مشكل نگردد.
و- براي بهتر نتيجه گرفتن، وزن روي millبايد ثابت نگه داشته شود و باردادن بايد يكنواخت باشد.
ز- شكل خورده شدن millچيزهاي زيادي به ما نشان مي دهد. اگر تيغه هاي millبصورت شيارهاي عميق خورده شده باشند، عمليات به شكل مطلوب بوده است اما اگر تيغه ها مخروطي شكل شده باشند، معمولا نشان دهنده اين است كه وزن بيش از اندازه اعمال شده و نوك مانده گشاد شده است.
باز كردن پنجره:
الف- درهنگام استفاده از section millخيلي مهم است كه تيغه ها كاملا در بدنه لوله فرو رفته باشند. اپراتور بايد براي اين منظور به ميزان افت فشار و افزايش استروك پمپ دقت كند.
ب- ممكن است طي عمليات millingمشكلات زير ايجاد شود:
ب-1- معمول ترين عامل عدم اعمال فشار كافي سيال روي mill است. درحدود 300 پام فشار حداقل ميزاني است كه بايد روي اوريفيس millاعمال شود تا تيغه ها باز نگه داشته شوند.
ب-2- جريان موجي بيش از حد سيال داخل لوله ممكن است باعث ارتعاش طولي رشته حفاري و پاره شدن يك بازه قابل توجهي از لوله جداري توسط تيغه ها گردد.
ب-3- مواد كنترل هرزروي، تكه هاي پلاستيكي drill pipe rubberو موادي از اين قبيل ممكن است باعث مسدود شدن اوريفيس section millو در نتيجه طولاني شدن زمان باز شدن پنجره گردند.
loose junk(مانده هاي كوچك لغزنده):
الف- بعضي وقتها در هنگام استفاده از pilot millيا section mill، قسمتي از جداري بصورت يك رينگ از آن جدا شده و بصورت آزاد به همراه millمي چرخد و باعث پايين آمدن سرعت آسياب كردن مي شود.
ب- وجود لاستيك در چاه ممكن است باعث ايجاد مشكل در آسياب كردن شود. در اين صورت كاهش فشار پمپاژ و يا خاموش كردن پمپ بطور كامل براي مدت زمانهاي كوتاه مي تواند به عمليات آسياب كردن كمك كند. بعضي وقتها لازم است كه millاز چاه بيرون آورده شود و با يك مته داخل چاه شد و لاستيكها را از چاه خارج نمود.
ج- اگر در حال آسياب كردن واش پايپ، لوله جداري يا آستري به وسيله يك pilot mill، براده فلز مشاهده نشود و گشتاور پيچشي نيز به اندازه محسوسي افزايش نيابد، ممكن است با خوش شانسي مانده درحال چرخيدن زير ، ممكن است با خوش شانسي مانده درحال چرخيدن زير millباشد. پس از چك كردن مجدد و اطمينان از اين موضوع كه millروي يك طوقه قرار نگرفته باشد، millبايد از چاه خارج شده و با يك spearاقدام به بازيابي مانده شود.
استفاده از جار و شروع به آسياب كردن:
الف- استفاده از jarدر هنگام آسياب كردن توصيه نمي شود زيرا اعمال وزن با دقت و كنترل امكان پذير نمي باشد. درضمن در برخي موارد قطر داخلي كم در قسمت mandrelجار باعث جلوگيري از اعمال حداكثر جريان گل حفاري و تميز شدن چاه از كنده ها مي شود.
ب- نبايد اجازه دهيم كه جانك ميل براي مدت زمان طولاني روي مانده كار كند زيرا اثر عميق سايش زير مته ايجاد مي شود. هر از چندگاهي بايد millرا بلند كنيم و مجددا با چرخش رشته روي مانده قرار دهيم. اين كار باعث مي شود الگوي سايش جديدي ايجاد شده و اثر قبلي هموار شود. نبايد اجازه دهيم كه تكه از junkدر اطراف millو مخصوصاjunk mill قرار بگيرد. در اين صورت گشتاور پيچشي افزايش خواهد داشت. براي رفع اين مشكل بايد با بالاوپايين كردن سعي در خورد كردن junkنمود.
استفاده از پايداركننده:
بايد از پايدار كننده و لوله هاي وزني به اندازه اي استفاده كرد كهmill بصورت آزادانه و بصورت عمودي كاركند. معمولا يك پايدار كننده يك يا دو شاخه بالاتر از millاستفاده مي شود. پايدار كننده بايد full gaugeباشد اما از حداكثر قطر خارجي آسياب كننده بيشتر نباشد.
سايز آسياب كننده:
الف- در استفاده از pilot millاندازه قطر خارجي بايد در حدود 4/1 اينچ از طوقه يا tool jointمانده بيشتر باشد و قطر پايلوت بايد به اندازه قطر خرگوش عبور داده شده از مانده (drift diameter)باشد.
ب- در آسياب كردن bridge plugهاي چدني، سر جانك ميل بايد به اندازه 8/1 اينچ از bridge plugكمتر باشد.
اثر سيمان پشت لوله:
ميزان و نوع سيمان پشت لوله بر كارايي millتاثير زيادي دارد. اگر سيمان خوبي پشت لوله باشد، لوله بايد با r.p.mو وزن بالا آسياب شود اما لوله اي كه پشت آن سيمان وجود ندارد بايد با r.p.mمتوسط و وزن كم حفاري شود.
