مقدمه
لوله های حفاری یکی از اصلی‌ترین اجزای عملیات حفاری و تکمیل چاه‌های نفت و گاز محسوب می‌شوند. این لوله‌ها نه تنها نقش انتقال سیالات، گشتاور و وزن را بر عهده دارند، بلکه از نظر ایمنی، پایداری دیواره چاه و بهره‌برداری طولانی‌مدت نیز اهمیت ویژه‌ای دارند. شناخت انواع لوله‌های حفاری و تکمیل، رزوه‌ها و استانداردهای مربوط به آن‌ها و همچنین جنس بدنه این تجهیزات، برای مهندسان و فعالان حوزه نفت و گاز ضروری است. در ادامه به بررسی جزئیات هر یک از لوله‌های مورد استفاده در حفاری می‌پردازیم.
لوله حفاری (Drill Pipe)
کاربرد: لوله حفاری برای انتقال گشتاور و گل حفاری از دکل به مته استفاده می‌شود و یکی از اجزای اصلی رشته حفاری است.
رزوه: رزوه‌های این لوله معمولاً بر اساس استاندارد API Spec 7G طراحی می‌شوند و انواع API Regular, NC (Numbered Connection), IF (Internal Flush) و FH (Full Hole) از رایج‌ترین آن‌ها هستند. این رزوه‌ها به گونه‌ای ساخته می‌شوند که در برابر گشتاورهای بالا و فشارهای جانبی مقاومت کنند.
جنس بدنه: لوله‌های حفاری معمولاً از فولادهای آلیاژی با مقاومت بالا مانند AISI 4137 و ۴۱۴۵ ساخته می‌شوند و برخی مدل‌ها با پوشش‌های مقاوم در برابر سایش و خوردگی عرضه می‌شوند.
لوله سنگین حفاری (Heavy Weight Drill Pipe – HWDP)
کاربرد: این لوله بین drill pipe و drill collar قرار می‌گیرد و نقش انتقال تدریجی وزن و کاهش تنش در رشته حفاری را ایفا می‌کند.
رزوه: مشابه لوله حفاری، رزوه‌های آن بر اساس استاندارد API Spec 7 طراحی می‌شوند و اغلب NC و IF استفاده می‌شوند. این رزوه‌ها به گونه‌ای انتخاب می‌شوند که اتصال ایمن و مقاوم بین لوله‌های سنگین‌تر برقرار شود.
جنس بدنه: HWDP معمولاً از فولاد مقاوم با استحکام کششی بالا تولید می‌شود و در برخی مدل‌ها بدنه ضخیم‌تر و بدنه داخلی سخت‌کاری‌شده دارد.
کالر حفاری (Drill Collar)
کاربرد: Drill Collar در بالای مته قرار می‌گیرد و وظیفه اصلی آن اعمال وزن روی مته (Weight on Bit – WOB) است.
رزوه: رزوه‌های Drill Collar عموماً از نوع API NC و IF هستند. برخی مدل‌ها دارای رزوه‌های Spiral Grooved هستند تا جریان گل حفاری بهتر هدایت شود.
جنس بدنه: بدنه این لوله‌ها از فولادهای پرکربن و مقاوم ساخته می‌شود. برخی مدل‌ها نیز از آلیاژهای ضد مغناطیس (Non-Magnetic) ساخته می‌شوند تا در عملیات Logging و MWD اختلال ایجاد نشود.
کلی یا تاپ درایو (Kelly / Top Drive String)
کاربرد: در گذشته Kelly برای انتقال گشتاور از دکل به رشته حفاری استفاده می‌شد، اما امروزه بیشتر از سیستم Top Drive استفاده می‌شود.
رزوه: اتصالات آن می‌تواند Square/Pentagonal Threads یا API Connections باشد. رزوه‌ها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که تحمل گشتاور بالا را داشته باشند.
جنس بدنه: جنس Kelly و Top Drive String معمولاً فولاد آلیاژی با مقاومت بالا در برابر خستگی و پیچش است.
لوله جداری (Casing)
کاربرد: Casing وظیفه نگهداری دیواره چاه، جلوگیری از ریزش و همچنین ممانعت از ورود آب یا گازهای ناخواسته را بر عهده دارد.
رزوه: انواع رزوه‌های Casing شامل API STC (Short Threaded Coupling), LTC (Long Threaded Coupling), BTC (Buttress) و Premium Connections (مثل VAM و Hydril) هستند. رزوه‌های Premium به دلیل آب‌بندی قوی‌تر در چاه‌های HPHT استفاده می‌شوند.
جنس بدنه: casing معمولاً از فولادهای کربنی با درجه‌های مختلف (H40, J55, N80, L80, P110) ساخته می‌شود. برای محیط‌های ترش (H₂S/CO₂) از فولادهای ضد خوردگی و یا CRA (Corrosion Resistant Alloys) استفاده می‌شود.
لاینر (Liner)
کاربرد: Liner نوعی casing است که به جای پوشاندن کل چاه، فقط بخشی از آن را می‌پوشاند و به casing قبلی متصل می‌شود. این کار هزینه و زمان را کاهش می‌دهد.
رزوه: رزوه‌های Liner مشابه casing هستند و اغلب از نوع LTC, BTC و Premium می‌باشند.
جنس بدنه: جنس Liner نیز مشابه casing از فولادهای کربنی و آلیاژی انتخاب می‌شود. در برخی موارد برای جلوگیری از سایش داخلی، از آلیاژهای سخت‌تر یا پوشش‌دهی استفاده می‌شود.
لاینر مشبک (Slotted Liner)
کاربرد: Slotted Liner در مخازن ماسه‌ای استفاده می‌شود تا سیال بتواند عبور کند ولی ذرات جامد وارد لوله نشوند.
رزوه: رزوه‌های مورد استفاده همانند casing و liner هستند. بسته به طراحی، رزوه‌ها می‌توانند API یا Premium باشند.
جنس بدنه: بدنه لاینر مشبک معمولاً از فولاد کربنی با برش‌های لیزری یا مکانیکی ساخته می‌شود. برای چاه‌های ترش از فولاد ضدزنگ یا آلیاژهای مقاوم به خوردگی استفاده می‌شود.
لوله مغزی تولید (Tubing)
کاربرد: Tubing مسیر اصلی انتقال نفت و گاز از چاه به سطح است و داخل casing نصب می‌شود.
رزوه: رزوه‌های Tubing معمولاً بر اساس استاندارد API 5CT از نوع EUE (External Upset End) و NUE (Non-Upset End) هستند. همچنین رزوه‌های Premium مانند VAM، TenarisHydril و Hunting نیز به کار می‌روند که آب‌بندی بسیار بهتری دارند.
جنس بدنه: Tubing معمولاً از فولاد کربنی و آلیاژی ساخته می‌شود و در شرایط سخت از آلیاژهای مقاوم در برابر H₂S و CO₂ یا حتی آلیاژهای نیکل استفاده می‌شود.
نتیجه‌گیری
لوله های حفاری و تکمیل چاه بخش جدایی‌ناپذیر صنعت نفت و گاز هستند. انتخاب صحیح نوع لوله، رزوه و جنس بدنه می‌تواند عمر مفید چاه را افزایش دهد و هزینه‌های تعمیرات را به شدت کاهش دهد.
