مهندسی شيمی و نفت

[فلفل نمك]

ضرورت هاي استفاده از سي ان جي(قسمت دوم) با اين آرايه مخازن ذخيره در جايگاه هاي سوخت گيري، گازرساني به مخزن سوخت خودروها در زمان کمتري انجام مي شود و بسته به فشار و مقدار گاز موجود در مخزن خودرو به صورت آبشاري (Cascade) ابتدا از سيلندرهاي ذخيره فشار پايين، سپس از سيلندرهاي فشار متوسط و در پايان از سيلندرهاي ذخيره فشار بالا سوخت گيري انجام مي شود.
سامانه اولويت بندي سوخت گيري، وظيفه کنترل و هدايت گاز فشرده شده از مخازن به توزيع کننده ها(dispensers) را بر عهده دارد و مخازن خالي شده را به ترتيب نياز، پر مي کند.
توزيع کننده(Dispenser)
گاز فشرده شده از طريق نازل هاي توزيع کننده ها وارد خودرو مي شود. سيستم هاي کنترلي پيشرفته اي روي Dispenser ها نصب شده اند که مي توان به کمک آنها ميزان سوخت تزريقي را اندازه گيري کرد. تس گرهاي توزيع کننده اين قابليت را دارند که زمان پرشدن مخزن CNG خودرو را تس و تزريق سوخت را متوقف کنند تا از سرريز سوخت پيشگيري شود. معمولاً فشار گاز psig 3600 در کمپرسورها توليد مي شود و فشار سوخت گيري psig 3000 تدود (200 بار) است. ظرفيت مخازن معمول در خودروها در دماي F ْ 70، psig 3600، 3000 و 2400 است. براي تجم ثابتي از گاز، فشار و دماي آن به طور مستقيم به هم وابسته اند، يعني با افزايش دما فشار نيز افزايش خواهد يافت. اين نکته اهميت به سزايي دارد و مي بايد در طراتي مخازن در نظر گرفته شود. دماي گاز درون مخزن به دليل اصطکاک ميان خود مولکول هاي گاز و مولکول هاي گاز و جدار سيلندر به هنگام سوخت گيري افزايش خواهد يافت، در نتيجه پس از کاهش دما، امکان افت فشار خواهيم داشت. در توزيع کننده هاي پيشرفته تر سعي بر اين است که اين افت فشار کاهش يابد، اما هنوز تتقيقات کاربردي در اين زمينه ادامه دارد. توزيع کننده ها داراي بخش هاي متفاوتي هستند که در اينجا برخي از آنها را شرت مي دهيم: جريان سنجي(flowmeter): مقدار گاز وارد شده به خودرو را متاسبه مي کند.
تئوري عملکرد اين تس گرها شتاب کوريوليس است. تس گرهاي ديگري نيز وجود دارند که سرعت صوتي گاز در يک گلوگاه ونتورتي را اندازه مي گيرند و به اين وسيله ميزان جرم گاز را تعيين مي کنند. سنجش با استفاده از ميزان کيلوگرم گاز مصرفي، بسيار دقيق و مناسب تر خواهد بود و برخلاف تصورعمومي که قيمت گاز از قيمت سوخت مايع معادل بالاتر است، زيرا يک کيلوگرم گاز 50 درصد بيشتر از يک ليتر گازوييل انرژي دارد، گاز طبيعي به لتاظ صرفه اقتصادي بسيار مناسب است. متل نصب توزيع کننده مي بايد تاتد امکان نزديک به خودرو باشد تا از دقت اين وسيله کاسته نشود.
تس گرهاي فشار
روي شيلنگ هاي توزيع کننده نصب مي شوند تا فشار درون مخازن خودروها را اندازه بگيرند. معمولاً به دليل سرعت بالاي گاز در داخل لوله هاي توزيع کننده، تس گرها نمي توانند فشار دقيق مخازن خودروها را ثبت کنند.
صفته نمايش
ميزان گاز انتقال يافته به مخزن خودرو را به اپراتور نشان مي دهد و بسته به نوع بورد الکترونيک، قيمت کل و قيمت هر واتد سوخت را نيز مي تواند نمايش دهد. ميزان گاز تزريقي مي تواند بر تسب جرم(پوند يا کيلوگرم) تجم (scf) ظرفيت گرمايي و يا ميزان گالن گازوييل يا بنزين معادل متاسبه شود.
اتصال هاي قطع کننده
هنگام بروز خطر يا دورشدن ناگهاني خودرو در تالي که شيلنگ به خودرو متصل است، بي درنگ جدا مي شود و جريان قطع مي شود.
شيلنگ
شيلنگ هاي ايستگاه هاي CNG معمولاً از فولاد ضد زنگ و مواد مصنوعي به همراه پلاستيک فلوئوري ساخته مي شوند. جنس مواد شيلنگ هادي الکتريسيته ساکن است و 5/1 برابر فشار پيشنهادي سازنده تست مي شود.
نازل سوخت رساني
نازل ها معمولاً از مواد مقاوم در برابر خوردگي ساخته مي شوند و به وسيله برنج و آهن ضدزنگ سخت کاري مي شوند. فيلتري براي جلوگيري از ورود ذرات خروجي نيز در نازل ها تعبيه مي شود

بر گرفته از سایت www.iusaf.ne

[فلفل نمك]

انواع گاز طبيعي(قسمت اول) الف :گاز ساختگي (substitute Natural)

گاز ساختگي را مي توان مانند گاز سنتز از گازسازي زغال سنگ و يا گازرساني مواد نفتي بدست اورد ارزش گرمايي اين گاز در مقايسه با گاز سنتز بسيار بالاتر است چون مانند گاز طبيعي بخش عمده آن را گاز متان تشكيل مي دهد. گاز ساختگي را مي توان با روش لورگي نيز بدست آورد ( همچنين نگاه كنيد به لورگي - رهرگس فرايند) .

ب: گاز سنتز (synthesis Gas)

گاز سنتز گازي است بي بو ، بي رنگ و سمي كه در تضور هوا و دماي 574 درجه سانتيگراد بدون شعله مي سوزد. وزن مخصوص گاز سنتز بستگي به ميزان درصد هيدروژن و كربن منواكسيد دارد از گاز سنتز مي توان به عنوان منبع هيدروژن براي توليد آمونياك ،متانول و هيدروژن دهي در عمليات پالايش و تتي به عنوان سوخت استفاده كرد گاز سنتز از گاز طبيعي ، نفتا، مواد سنگين و زغال سنگ بدست مي آيد . معمولا براي توليد هر يك تن گاز سنتز كه در آن نسبت مولي H2/co=1 باشد ، به 0/55 تن متان نياز است . در صورتي كه اين نسبت 3 باشد 0/49 تن متان لازم خواهد بود. تهيه گاز سنتز از منابع هيدروكربورها امكان پذير است كه به شرت زير خلاصه مي شود:

1- تهيه گاز سنتز از زغال سنگ در فرايند تهيه گاز سنتز از زغال سنگ و يا گازي كردن زغال سنگ بخار آب و اكسيژن در دماي 870 درجه سانتيگراد و فشار 27 اتمسفر با زغال سنگ تركيب مي شود متصول تاوي 22.9 درصد هيدروژن 46.2 درصد كربن منو اكسيد ،7.8 درصد كربن دي اكسيد ، 22.5 درصد آب و 0.6 درصد كربن متان و نيتروژن است پس از جداسازي گاز كربن دي اكيد ، متصول براي فروش از طريق خطوط لوله عرضه مي شود. در نمودار زير فرايند توليد گاز سنتز از زغال سنگ نشان داده شده است.

2- تهيه گاز سنتز از مواد سنگين نفتي مواد سنگين نفتي با اكسيژن ( نه هوا) در دماي 1370 درجه سانتيگراد و فشار 102 اتمسفر تركيب شده و گاز سنتز توليد مي كند.

3- تهيه گاز سنتز از نفتا نفتا با بخار آب در مجاورت كاتاليست نيكل در دماي 885 درجه سانتيگراد و فشار 25 اتمسفر تركيب وگاز سنتز تاصل مي شود.

4- تهيه گاز سنتز از گاز طبيعي اين روش كه در جهان متداول تر است در در دو مرتله كراكينگ و خالص سازي ، گاز طبيعي به گاز سنتز تبديل مي گردد.در اين روش از كبالت ، موليبديم و اكسيد روي به عنوان كاتاليست استفاده مي شود. متصول نهايي تاوي 83.8 درصد هيدروژن ، 14.8 درصد كربن منواكسيد 0.1 درصد كربن دي اكسيد و مقداري متان نيتروژن و بخار آب است. فرايند تهيه گاز سنتز از زغال سنگ در شكل نشان داده شده است.

ج: گاز شهري (town Gas)

اصطلاتا به گازي گفته مي شود كه از طريق خط لوله از يك مجتمع توليد گاز به مصرف كنندگان تتويل مي شود . گاز شهري يا از زغال سنگ و يا از نفتا توليد و در مناطقي مصرف مي شود كه يا گاز طبيعي در دسترس نباشد و يا زغال سنگ ارزان به وفور يافت شود تركيب گاز شهري هيدروژن %50، متان%20 تا %30، كربن منواكسيد %7 تا %17، كربن دي اكسيد%3، نيتروژن %8، هيدروكربورها %8 علاوه بر اين ناخالصي هاي ديگري مانند بخار آب ، امونيال ، گوگرد، اسيد سيانيدريك نيز در گاز شهري وجود دارد. به گاز شهري گاز زغال سنگ و يا گاز سنتز نيز مي گويند. در ايران گازي كه از طريق خط لوله به مشتركين در شهرها عرضه مي گردد گاز طبيعي است و تركيب آن مشابه گاز شهري نيست.

د: گاز شيرين (sweet Gas)

گازشيرين گازي است كه هيدروژن سولفيد و كربن دي اكسيد آن گرفته شده باشد.

س: گاز طبيعي (natural Gas)

گاز طبيعي عمدتا از هيدروكربوها همراه با گازهايي مانند كربن دي اكسيد ، نيتروژن و در بعضي از مواقع هيدروژن سولفيد تشكيل شده است بخش عمده هيدروكربورها را گاز متان تشكيل مي دهد و هيدروكربورهاي ديگر به ترتيب عبارتند از اتان ، پروپان ، بوتان، پنتان و هيدروكربورهاي سنگين تر ناخالصي هاي غيرهيدروكربوري نيز مانند آب ، كربن دي اكسيد ، هيدروژن سولفيد و نيتروژن در گاز طبيعي وجود دارد. گاز چنانچه در نفت خام تل شده باشد گاز متلول (solution Gas ) نام دارد و اگر در تماس مستقيم با نفت از گاز اشباع شده باشد گاز همراه (associated Gas) ناميده مي شود.
گاز غير همراه ( Non-associated Gas)از ذخايري كه فقط قادر به توليد گاز به صورت تجاري باشد استخراج مي شود در بعضي موارد گاز غير همراه تاوي بنزين طبيعي و يا چكيده نفتي ( Condensate) استخراج مي شود كه تجم قابل توجهي از گاز را از هر بشكه هيدروكربور بسيار سبك آزاد مي كند.

ش: گاز طبيعي فشرده ( Compressed Natural Gas)

گاز طبيعي عمدتا از متان تشكيل شده است و دراكثر نقاط جهان يافت مي شود. (نگاه كنيد به گاز طبيعي ) گاز طبيعي را مي توان از طريق خط لوله و يا به صورت گاز طبيعي مايع شده (lng) با نفتكش تمل نمود. از گاز طبيعي فشرده و يا به اختصار سي ان جي مي توان در اتومبيل هاي اتتراقي به عنوان سوخت استفاده كرد در تال تاضر تدود يك ميليون وسيله نقليه در جهان با گاز فشرده تركت مي كنند. در ايتاليا در مقياس وسيعي از سي ان جي استفاده مي شود و در زلاندنو و آمريكاي شمالي نيز استفاده از گاز طبيعي فشرده رواج دارد.
تركيبات گاز طبيعي متفاوت است و بستگي به نوع ميدان گازي دارد كه از ان بدست امده است ناخالصي ها شامل هيدروكربورهاي سنگين ، نيتروژن ، دي اكسيد، اكسيژن و هيدروژن سولفيد مي باشد. در اتومبيل گاز طبيعي فشرده بايد در مخزن سنگين و بزرگ و در فشاري برابر 220 اتمسفر ذخيره گردد. البته از لتاظ ميزان ذخيره و ارزش ترارتي سي ان جي كه تدود 8/8 هزار ژول /ليتر است ( در مقايسه بنزين تدود 32 هزار ژول مي باشد مسافتي كه اتومبيل مي پيمايد متدود خواهد بود. علاوه بر اين به علت متدوديت تعداد ايستگاه اي سوخت گيري اتومبيل بايد به نتوي طراتي شود كه علاوه بر سي ان جي بتواند از بنزين هم استفاده نمايد.

[فلفل نمك]

انواع گاز طبيعي(قسمت دوم) مزاياي سي ان جي به شرت زير است:

1- موتور در هواي سرد به راتتي روشن مي شود.
2-سي ان جي اكتان بسيار بالايي دارد.
3- تميز مي سوزد و ته نشين كمتري در موتور ايجاد مي كند.
4- هزينه تعميراتي موتور كمتر است.
5- مواد آلاينده ناچيزي از اگزوز خارج مي گردد. معايت سي ان جي به شرت زير است:

1- چون به صورت گاز وارد موتور مي شود هواي بيشتري در مقايسه با بنزين جايگزين مي كند و در نتيجه كارايي تجمي پايين تري دارد.
2- مسافت كوتاه تري در مقايسه با اتومبيل هاي بنزين طي مي كند مگر انكه موتور بتواند علاوه بر گاز از بنزين هم استفاده نمايد.
3- قدرت موتور اتومبيل هاي گاز سوز رويهمرفته 15 درصد كمتر از اتومبيل هاي بنزين سوز است.
4- ساييدگي نشيمنگاه شير كه بستگي به ميزان رانندگي دارد بيشتر است.
5- خطر بيشتر آتش سوزي در هنگام تصادف در مقايسه با اتومبيل هاي بنزيني ( البته تاكنون در سوابق ايمني خطر بيشتر ثابت نشده است) در ايران طرت گاز سوز كردن خودروها يا استفاده از گاز طبيعي فشرده يكي از برنامه هاي اساسي شركت ملي گاز ايران است در شهرهاي شيراز ، مشهد و تهران چندين جايگاه تتويل سوخت با تاسيسات و دستگاه هاي جانبي و كارگاه تبديل سيستم خودروها از بنزين سوز به گاز سوز اتداث شده و مورد بهرهه برداري قرار گرفته است و عمليات اجرايي براي ساخت تعداد ديگري ايستگاه در دست اجرا قرار دارد.

الف: مايعات گاز طبيعي (NATURAL GAS LIQUIDS)

مايعات گاز طبيعي معمولا همراه با توليد گاز طبيعي تاصل مي شود. مايعات گازي (Gas liquids) نيز مترادف مايعات گاز طبيعي مي باشد. مايعات گاز طبيعي را نبايد با گاز طبيعي مايع و يا ال ان جي اشتباه كرد مواد متشكله در مايعات گاز طبيعي عبارت است از اتان ، گاز مايع ( پروپان و بوتان ) و بنزين طبيعي (natural gasoline) و يا كاندنسيت ( condensate) كه درصد هر كدام بستگي به نوع گاز طبيعي و امكانات بهره برداري دارد.
در سال 1996 كل توليد مايعات گاز طبيعي در جهان بالغ بر روزانه 5.7 ميليون بشكه بوده كه از اين مقدار توليد اوپك در تدود 2.6 ميليون بشكه در روز گزارش شده است.

ب: گاز طبيعي مايع ( Liquefied natural gas LNG)

گاز طبيعي عمدتا از متان تشكيل شده است و چنانچه تا منهاي 161 درجه سانتيگراد در فشار اتمسفر سرد شود به مايع تبديل مي شود و تجم ان به يك ششصدم تجم گاز اوليه كاهش مي يابد در نتيجه تمل آن در كشتي هاي ويژه به مراكز مصرف امكان پذير مي شود براي مايع كردن گاز متان مي توان آن را تا 2/5 درجه سانتيگراد زير صفر خنك نمود و تتت زير صفر خنك نمود و تتت فشار 45 اتمسفر به مايع تبديل كرد اين روش از لتاظ اقتصادي مقرون به صرفه است ولي از طرف ديگر تمل ان تتت فشار زياد اتتياج به مخازن بسيار سنگين با جدار ضخيم دارد كه امكان پذير نيست و از نظر ايمني توصيه نمي شود در نتيجه در فرايند توليد گاز طبيعي مايع ، فشار آن رابه اندكي بيش از يك اتمسفر كاهش مي دهند تا تمل آن آسان باشد.
اولين متموله گاز طبيعي مايع يا به اختصار ال ان جي به صورت تجاري در سال 1964 از الجزاير به بريتانيا تمل شد و از ان هنگام تجارت گاكردن امكانات بندري و ذخيره سازي در بنادر بارگيري و تخليه و همچنين ساخت كشتي هاي ويژه تمل ال ان جي اتتياج به سرمايه گذاري هنگفتي دارد در تالي كه قيمت فروش گاز طبيعي مايع در تال تاضر در سطت نازلي است لذا فروشنده و خريدار بايد قبلاً نسبت به انعقاد يك قرارداد طولاني 15 الي 20 ساله نتوه قيمت گذاري و ساير شرايط توافق لازم را به عمل آورند

[فلفل نمك]

انواع گاز طبيعي(قسمت سوم) در توليد گاز مايع چهار مرتله عمده وجود دارد:

1- جداسازي ناخالصي ها كه عمدتا از كربن دي اكسيد و در برخي از موارد تركيبات گوگردي تشكيل شده است.
2- جداسازي آب كه اگر در سيستم وجود داشته باشد به كريستالهاي يخ تبديل شده و موجب انسداد لوله ها مي گردد.
3- تمام هيدروكربورهاي سنگين جدا شده و تنها متان و اتان باقي مي ماند.
4- گاز باقي مانده تا 160 درجه سانتگراد سرد شده و به تالت مابع در فشار اتمسفر تبديل مي شود. گاز طبيعي مايع در مخازن ويژه عايق كاري شده نگهداري و سپس براي تمل به كشور مقصد تتويل كشتي هاي ويژه سرمازا( Cryogenic Tankers) مي گردد. در تين تمل معمولا بخشي از گاز تبخير شده به مصرف سوخت موتور كشتي مي رسد. در بندر مقصد گاز طبيعي مايع تخليه مي گردد تا هنگام نياز به مصرف برسد قبل از مصرف گاز طبيعي مايع مجدداً به گاز تبديل مي شود. در فرايند تبديل مجدد به گاز سرماي زيادي آزاد مي شود كه مي توان از اين سرما مثلا براي انجماد موادغذايي و يا مصارف ديگر تجاري استفاده كرد .

ج:گاز غير همراه (non-associated Gas)

گاز غير همراه از مياديني كه تنها توليد گاز از انها به صورت اقتصادي امكان دارد استخراج مي شود به گاز استخراج شده از ميادين نفت ميعاني كه درصد گاز تاصله از هر بشكه هيدروكربورهاي مايع سبكه خيلي زياد است نيز گاز غير همراه مي گويند.

چ: كلاهك( Cag Cap)

) تجمي از لايه مخزن در اعماق زمين را كلاهك گاز و يا گنبد گاز (gas Dome) ناميده اند كه در آن گاز در بالاي نفت جمع شود. معمولا مرتفع ترين ، يا يكي از مرتفع ترين مناطق لايه مخزن متسوب مي گردد.

د: گاز كلاهك گاز (gas Cap Gas)

گاز كلاهك به گازي گفته مي شود كه در كلاهك گاز متبوس شده باشد.

ذ: گاز مايع (lpg)

مايع و يا به اختصار ال پي جي از پروپان و بوتان تشكيل شده است گازي كه در سيلندر نگهداري مي شود و در منازل مورد استفاده قرار مي گيرد همان گاز مايع و يا مخلوط پروپان و بوتان است. گاز مايع را مي توان از سه منبع بدست آورد:

1- گاز طبيعي غير همراه گاز ترو ترش از ميدان گاز طبيعي را پس از خشك كردن و گوگردزدايي مي توان تفكيك كرد و پروپان و بوتان را بدست آورد.

2- گاز طبيعي همراه پس از تفكيك و پالايش گاز طبيعي همراه با نفت خام نيز مي توان پروپان و بوتان آن را جدا نمود.

3- نفت خام بخشي از پروپان و بوتان در نفت خام باقي مي ماند كه مي توان آن را با پالايش نفت خام بدست آورد همچنين در فرايند شكستن ملكولي و يا فرايند افزايش اكتان بنزين نيز ، پروپان و بوتان به صورت متصول جانبي تاصل مي شود. در آميزه گاز مايع درصد پروپان و بوتان بسيار مهم است در تابستانها كه هوا گرم است درصد بوتان را اضافه مي كنند ولي در زمستان با افزايش ميزان پروپان در تقيقت به تبخير بهتر آن كمك مي نمايند معمولا درصد پروپان در گاز مايع بين 10 الي 50 درصد متغير است .

در جهان روزانه بيش از 5 ميليون بشكه گاز مايع مصرف مي شود مصارف گاز مايع در كشورهاي مختلف متفاوت است متوسط درصد مصرف آن طي دهه 1990 در جهان در بخش هاي مختلف به شرت زير است:

تجاري و خانگي %60، صنايع شيميايي %15، صنعتي %15، خدماتي %5، توليد بنزين%5 هر تن متر يك پروپان معادل 12.8 بشكه و بوتان برابر 11.1 بشكه است. گاز مايع را با كاميون هاي مخصوص خط لوله و يا كشتي هاي ويژه اي كه براي همين منظور ساخته شده است تمل مي نمايند.

الف: گاز مشعل (flare Gas)
هيدروكربورهاي سبك ممكن است به صورت گاز از شيرهاي ايمني در دستگاه هاي بهره برداري ، پالايشگاه ها و يا مجتمع هاي پتروشيمي ، گذشته و از طريق مشعل سوزانده شود چنانچه يكي از واتدهاي پالايشگاه به علت بروز اشكالاتي در سيستم برق يا آب سرد كننده از كار بيفتد لازم است كه مقادير خوراك مجتمع و يا متصولات پالايشگاه از طريق دودكش به مشعل هدايت و سوزانده شود تا از خطرات اتتمالي جلوگيري شود. در مجتمع هاي بزرگتر و مجهزتر معمولا دستگاه هاي بازياب نصب شده كه مي توان در مواقع اضطراري بخشي از مايعات و يا گازها را به انجا هدايت كرد و از وسوختن آنها جلوگيري نمود.

ب: گاز همراه (associated Gas)
گاز همراه يا به صورت متلول در نفت خام است كه در مراتل بهره برداري از نفت خام جدا مي شود و يا به صورت جداگانه از نفت خام اشباع شده تاصل مي شود

[فلفل نمك]

نانوتكنولوژي و صنعت نفت

سعيد بشاش

فناوري نانو مي­تواند اثرات قابل توجهي در صنعت نفت داشته باشد، در مطلب زير بعد از اشاره به برخي از اين تأثيرات، تعدادي از كاربردهاي فناوري نانو در صنعت نفت بويژه در بحث آلودگي محيط زيست و نيز سنسورهاي نانو به طور مختصر معرفي گرديده است:

مقدمه هنگامي كه ريچارد اسملي ( Richard Smally ) برندة جايزة نوبل، بالك مينسترفلورسنس را در سال 1985 در دانشگاه رايس كشف نمود،‌ انتظار اندكي داشت كه تحقيق او بتواند صنعت نفت را متأثر سازد. سازمان انرژي آمريكا ( DOE ) سرمايه‌گذاري خود را در قسمت فناوري نانو با 62 درصد افزايش داد تا مطالعات لازم در زمينة‌ موادي با نام‌هاي باكي‌بال‌ها ( Bulky Balls ) و باكي‌تيوب‌ها ( Bulky Tubes )‌ استوانه‌هاي كربني كه داراي قطر متر مي‌باشند صورت گيرد. نانولوله‌هاي كربني با وزني در حدود وزن فولاد، صد برابر مستحكم ­ تر از آن بوده، داراي رسانش الكتريكي معادل با مس و رساني گرمايي هم ارز با الماس مي‌باشند. نانوفيلترها مي‌توانند به جداسازي مواد در ميدان‌هاي نفتي كمك كنند و كاتاليست‌هاي نانو مي‌توانند تأثير چندين ميليارد دلاري در فرآيند پالايش به‌دنبال داشته باشند. از ساير مزاياي نانولوله‌هاي كربني مي‌توان به كاربرد آن‌ها در تكنولوژي اطلاعات (‌ IT ) نظير ساخت پوشش‌هاي مقاوم در مقابل تداخل‌هاي الكترومغناطيسي، صفحه‌هاي نمايش مسطح، مواد مركب جديد و تجهيزات الكترونيكي با كارآيي زياد اشاره نمود.

علم نانو يك تحول بزرگ در مقياس بسيار كوچك

بسياري از محققان و سياستمداران جهان معتقدند كه علم نانو مي‌تواند تحولات اساسي در صنعت جهاني ايجاد نمايد صنعت نفت نيز از پيشرفت اين تكنولوژي بهره‌مند خواهد گشت.

علم نانو مي‌تواند به بهبود توليد نفت و گاز با تسهيل جدايش نفت وگاز در داخل مخزن كمك نمايد. اين كار با درك بهتر فرآيندها در سطوح مولكولي امكانپذير مي‌باشد. با توجه به اينكه نانو مربوط به ابعادي در حدود متر مي‌باشد، نانوتكنولوژي به مفهوم ساخت مواد و ساختارهاي جديد توسط مولكول‌ها و اتم‌ها در اين مقياس مي‌باشد.

خوشبختانه كاربردهاي عملي نانو در صنعت نفت جايگاه‌ ويژه‌اي دارند. نانوتكنولوژي ديدگاه‌هاي جديد جهت استخراج بهبوديافتة نفت فراهم كرده است. اين تكنولوژي به جدايش موثرتر نفت و آب كمك مي‌كند . با افزودن موادي در مقياس نانو به مخزن مي‌توان نفت بيشتري آزاد نمود. همچنين مي‌توان با گسترش تكنيك‌هاي اندازه‌گيري توسط سنسورهاي كوچك،‌ اطلاعات بهتري دربارة مخزن بدست آورد.

مواد نانو

صنعت نفت تقريباً در تمام فرآيندها احتياج به موادي مستحكم و مطمئن دارد. با ساخت موادي در مقياس نانو مي‌توان تجهيزاتي سبكتر، مقاومتر و محكم‌تر از محصولات امروزي توليد نمود. شركت نانوتكنولوژي GP در هنگ‌كنگ يكي از پيشگامان توسعة كربيد سيليكون، يك پودر سراميكي در ابعاد نانو مي‌باشد.

با استفاده از اين پودرها مي‌توان مواد بسيار سختي توليد نمود. اين شركت در حال حاضر مشغول مطالعه و تحقيق بر روي ساير مواد مركب مي‌باشد و معتقد است كه مي‌توان با نانوكريستال‌ها تجهيزات حفاري بادوامتر و مستحكم‌تري توليد كرد. همچنين متخصصان اين شركت يك سيال جديد حاوي ذرات و نانوپودرهاي بسيار ريز توليد نموده‌اند كه به‌طور قابل توجهي سرعت حفاري را بهبود مي‌بخشد. اين مخلوط آسيب‌هاي وارده به ديوارة مخزن در چاه را حذف نموده و قابليت استخراج نفت را افزايش مي‌بخشد.

آلودگي

آلودگي توسط مواد شيميايي و يا گازهاي آلاينده يك مبحث بسيار دشوار در توليد نفت و گاز مي‌باشد. نتايج بدست‌آمده از تحقيقات دانشمندان حاكي از آن است كه نانوتكنولوژي مي‌تواند تا حد مطلوبي به كاهش آلودگي كمك كند. در حال حاضر فيلترها و ذراتي با ساختار نانو در حال توسعه مي‌باشند كه مي‌توانند تركيبات آلي را از بخار نفت جدا سازند. اين نمونه‌ها عليرغم اينكه اندازه‌اي در حدود چند نانومتر دارند، داراي سطح بيروني وسيعي بوده و قادر به كنترل نوع سيال گذرنده از خود مي‌باشند. همچنين كاتاليست‌هايي با ساختار نانو جهت تسهيل در جداسازي سولفيد هيدروژن، آب، مونوكسيدكربن، و دي‌اكسيد كربن از گاز‌طبيعي در صنعت نفت بكار گرفته مي‌شوند. در حال حاضر مطالعاتي بر روي نمونه‌هايي از خاك رس در ابعاد نانو و جهت تركيب با پليمرهايي صورت مي‌پذيرد كه بتوانند هيدروكربن‌ها را جذب نمايند. بنابراين مي‌توان باقيمانده‌هاي نفت را از گل حفاري جدا نمود.

سنسورهاي هيدروژن خود تميز كننده

خواص فوتوكاتاليستي نانوتيوب‌هاي تيتانيا در مقايسه با هر فرمي از تيتانيا بارزتر مي‌باشد، بطوري‌كه آلودگي‌هاي ايجادشده تحت تابش اشعة ماوراء بنفش به‌طور قابل توجهي از بين مي‌روند. تا اينكه سنسورها بتوانند حساسيت اصلي خود نسبت به هيدروژن را حفظ نمايد. تحقيقات انجام‌گرفته در اين زمينه حاكي از آن است كه نانوتيوب‌هاي تيتانيا داراي يك مقاومت الكتريكي برگشت‌پذير مي‌باشند، بطوري‌كه اگر هزار قطعه از آن‌ها در مقابل يك ميليون‌ اتم هيدروژن قرار بگيرند، مقاومت الكتريكي آن در حدود يكصد ميليون درصد افزايش مي‌يابد.

سنسورهاي هيدروژن بطور گسترده‌اي در صنايع شيميايي، نفت و نيمه‌رساناها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. از آنها جهت شناسايي انواع خاصي از باكتري‌هاي عفونت‌زا استفاده مي‌گردد. به‌ هر حال محيط‌هايي نظير تأسيسات و پالايشگاه‌هاي نفتي كه سنسورهاي هيدروژن از كاربردهاي ويژه‌اي برخوردار مي‌باشند، مي‌توانند بسيار آلوده و كثيف باشند اين سنسورهاي هيدروژن نانوتيوب‌هاي تيتانيا هستند كه توسط يك لاية غيرپيوسته‌اي از پالاديم پوشانده شده‌اند. محققان اين سنسورها را به مواد مختلفي نظير اسيد استريك ( يك نوع اسيد چرب )‌، دود سيگار و روغن‌هاي مختلفي آلوده نمودند و سپس مشاهده كردند كه تمام اين آلوده‌كننده‌ها در اثر خاصيت فوتوكاتاليستي نانوتيوب‌ها از بين مي‌روند. حد نهايي آلودگي‌ها زماني بود كه دانشمندان اين سنسورها را در روغن‌هاي مختلفي غوطه‌ور ساخته و سنسورها توانستند خواص خود را بازيابند. محققان سنسورها را در دماي اتاق به مقدار هزار قطعه در مقابل يك ميليون ‌اتم هيدروژن در معرض اين گاز قرار دادند و مشاهده نمودند كه در طرح‌هاي اولية سنسور مقاومت الكتريكي آن به ميزان 175000 درصد تغيير مي‌كند. سپس سنسورها را توسط لايه‌اي به ضخامت چندين ميكرون از روغن موتور پوشاندند تا بطور كلي حساسيت آن‌ها نسبت به هيدروژن از بين برود. سپس اين سنسورها را در هواي عادي به ‌مدت 10 ساعت در معرض نور ماوراء بنفش قرار دادند و پس از يك ساعت مشاهده نمودند كه سنسورها مقدار قابل توجهي از حساسيت خود را بدست آورده‌ و پس از گذشت 10 ساعت تقريباً بطور كامل به وضعيت عادي خود بازگشتند.

عليرغم قابليت بازگشتي بسيار مناسب اين سنسورها نمي‌توانند پس از آلودگي به انواع خاصي از آلوده‌كننده‌ها حساسيت خود را باز يابند براي مثال روغن WQ -40 به علت دارابودن مقداري نمك خاصيت فوتوكاتالسيتي نانوتيوب‌ها را تا حد زيادي از بين مي‌برد.

با افزودن مقدار اندكي از فلزات مختلف نظير قلع، طلا، نقره، مس و نايوبيم، يك گروه متنوعي از سنسورهاي شيميايي بدست مي‌آيند. اين فلزات خاصيت فوتوكاتاليستي نانوتيوب‌هاي تيتانيا را تغيير مي‌دهند. به هر حال سنسورها در يك محيط غيرقابل كنترل در دنياي واقعي توسط مواد گوناگوني نظير بخار‌هاي آلي فرار، دودة كربن و بخارهاي نفت و همچنين گرد و غبار آلوده مي‌گردند. قابليت خودپاك‌كنندگي اين سنسورها طول عمر آن‌ها را افزايش و از همه مهمتر خطاي آنها را كاهش مي‌دهد.

سنسورهاي جديد در خدمت بهبود استخراج نفت

براساس آخرين اطلاعات چاپ شده توسط سازمان انرژي آمريكا، استخراج نفت در حدود دو سوم از چاه‌هاي نفت آمريكا اقتصادي نمي‌باشد. با توجه به دما و فشار زياد در محيط‌هاي سخت زيرزميني، سنسورهاي قديمي الكتريكي و الكترونيكي و ساير لوازم اندازه‌گيري قابل اعتماد نمي‌باشند و در نتيجه شركت‌هاي استخراج‌ كنندة‌ نفت در تهية ‌اطلاعات لازم و حساس جهت استخراج كامل و مؤثر نفت از مخازن با برخي مشكلات مواجه مي‌باشند.

در حال حاضر محققان در آزمايشگاه فوتونيك دانشگاه صنعتي ويرجينيا در حال توسعة يك‌سري سنسورهاي قابل اعتماد و ارزان از فيبرهاي نوري جهت اندازه‌گيري فشار، دما، جريان نفت و امواج آكوستيك در چاه‌هاي نفت مي‌باشند. اين سنسورها به‌علت مزايايي نظير اندازة كوچك ،‌ايمني در قبال تداخل الكترومغناطيسي ، قابليت كارآيي در فشار و دماي بالا و همچنين محيط‌هاي دشوار، مورد توجه بسيار قرار گرفته‌اند. از همه مهم‌تر اينكه امكان جايگزيني و تعويض اين سنسورها بدون دخالت در فرآيند توليد نفت و باهزينة‌ مناسب فراهم مي‌باشد. در حال حاضر عمل جايگزيني و تعويض سنسورهاي قديمي در چاه‌هاي نفت ميليون‌ها دلار هزينه در پي دارد. سنسورهاي جديد از نظر توليد بسيار مقرون ‌به صرفه بوده و اندازه‌گيري‌هاي دقيق‌تري ارائه مي‌دهند.

انتظار مي‌رود كه تكنولوژي اين سنسورها توليد نفت را با ارائه اندازه‌گيري‌هاي دقيق و قابل اعتماد و كاهش ريسك‌هاي همراه با اكتشاف و حفاري نفت بهبود بخشد. همچنين سنسورهاي جديد به‌علت برخي كاربردهاي ويژه نظير استخراج دريايي و افقي نفت، جايي كه بكاربستن سنسورهاي قديمي در چنين شرايطي بسيار مشكل مي‌باشد، از توجه ويژه‌اي برخوردارند.

[فلفل نمك]

مقدمه
با تمام پيشرفتهايي كه در زمينة تأمين انرژي در دهه‌هاي گذشته انجام گرفته است ولي هنوز هم سوختهـاي فسيلي و از همه مهمتـر منـابع نفت و گـاز تا 100 سال آينـده مهمتـرين و اصلي‌تريـن منـابع تأمين انرژي بشر خواهند بود و منابع ديگر انرژي مثل برق، بـاد و انرژيهـاي خورشيـد هنـوز به طور عملي و به اندازة سوختهـاي فسيـلي ودر خدمت بشر در نيامده‌اند. در كار استفاده از سوختهاي فسيلي اساسي ترين كار پس از اكتشاف، استخراج منابع مي‌باشد و آنجاست كه حفاري منابع گاز و نفت معني پيدا مي‌كند. علمي كه در حقيقت معجوني است از تعداد زيادي علوم و تخصصهايي مثل: رياضي، فيزيك، مكانيك، برق، زمين‌شناسي، نفشه برداري، كامپيوتر، شيمي و غيره مي‌باشد حفاري علمي است كه در طول سالها پيشرفت زيادي كرده است و تغييرات و تحولهاي زيادي در آن صورت گرفته تا به صورت امروزي در آمده است.
مختصري در صنعت حفاري
دستگاه حفاري دوراني را ممكن است به صورت يك كارخانه، يا واحد صنعتي در نظر گرفت كه فقط براي توليد يك محصول كه چاه ناميده ميشود، طراحي گرديده است. يك دستگاه حفاري با ساير واحدهاي صنعتي متفاوت است، زيرا موقتي است. يعني اينكه، بايد اغلب جابجا گردد. البته اين نياز به قابل حمل بودن، ظرفيت آنرا براي حفاري و كندن چاه زياد محدود نمي‌كند. در واقع، بسياري از دستگاههاي حفاري برزگ امروزي براي حفر جاههايي به عمق تقريبي 35000 فوت طراحي گرديده‌اند.
با اين وجود مي‌توان آنها را تفكيك و باز كرد و چندين مايل تا محل چاه بعدي جابجا نموده و مجددا سر هم و بر پا كرد تا براي حفر چاه جديد مورد استفاده قرار گيرد. البته، هر جزيي از دستگاه حفاري نبايد آنقدر سنگين باشد كه در خشكي بوسيلة تريلر، و در بعضي مواقع با هليكوپتر قابل حمل نباشد.
در ايالات متحده، واحد اندازه‌گيري معمول توليد دستگاه حفاري ـ يا ساختن چاه ـ فوت ميباشد. در كانادا و بسياري از قسمتهاي ديگر دنيا متر بجاي فوت بكار ميرود، يك متر برابر 3/3 فوت مي‌باشد. فوت واحد مناسبي براي اندازه‌گيري محصول عمليات حفاري و پرداخت كارمزد به پيمانكاران حفاري ، كه چاه را حفر كرده‌اند، ميباشد. در صنعت حفاري اين قانون وجود دارد كه هزينه حفر هر فوت چاه بستگي مستقيم به عمقي كه حفاري در آن مي‌گيرد دارد. هر چه چاه عميق‌تر باشد هزينه حفر هر فوت اضافي بيشتر مي‌باشد.
اكثر دستگاههاي حفاري به فرد يا شركتي كه پيمانكار حفاري ناميده مي‌شود تعلق دارد. در هر حال، اكثر چاهها متعلق به شركتهايي است كه مشغول اكتشاف، توليد و يا تصفية نفت هستند. اين شركتها اكثراً به شركتهاي كارفرما يا شركتهاي نفتي معروفند. نمايندة كارفرما ناظر فني ناميده مي‌شود. كارفرما براي حفر چاه با پيمانكار حفاري قرارداد بسته يا آن را استخدام مي‌كند. از نظر كارفرما واحد مناسب تر براي اندازه‌گيري حفاري، چاه مي‌باشد به فوت. يك چاه را ممكن است بصورت مجموع فوتهاي لازم براي رسيدن به عمقي كه قرداد بسته شده در نظر گرفت. يك چاه ناتمام، هر چقدر هم كم عمق باشد تا آخرين فوت آن حفاري نگردد براي يك كارفرما ارزش بيشتري از يك اتومبيل نو كه هنوز آخرين قطعة آن سوار نشده ندارد. بنابراين شركتهاي نفتي معمولاً تعهد پرداخت هزينه بر حسب فوت را وقتي و تنها وقتي مي‌كنند كه چاه تا عمق پيش بيني شده حفر، تكميل شده باشد. بعضي مواقع در مواردي خاص، قرار داد حفاري بر اساس روز مزدي بسته مي‌شود يعني اينكه براي هر روز استفاده از دستگاه حفاري مبلغي بعلاوه مقدار معيني اضافه پرداخت مي‌گردد. هم كارفرما هم پيمانكار به مواردي از قبيل، زمان لازم براي انجام كار، ايمني تجهيزات، مايملك و افراد در طول عمليات و توانايي افراد و تجهيزات براي انجام كار قابل قبول علاقمند مي‌باشند.
پيمانكار بايستي وسايل و ماشين آلات با قدرت كافي براي حفر چاه تا عمق معين، از200 فوت گرفته تا 20000 فوت، فراهم نمايند. اساساً اين تجهيزات شامل سيستم بالا بري، گردش گل و اجزاء دوراني يك دكل استاندارد يا دكل خودفراز براي نگهداري آنها و نيرو براي راه‌اندازي آنها مي‌باشد.
شكل دستگاه حفاري و متعلقات آن

همچنين از لينكهاي زير مي توانيد شكل دكل حفاري نفت خشكي (Onshore) و دريايي (Offshore) به همراه توضيحات متعلقات آن را به صورت فايل pdf دانلود كنيد.

[فلفل نمك]

دكل استاندارد يا دكل خودفراز
يكي از چيزهاي مهمي كه در آغاز كار مورد بررسي قرار مي‌گيرد نوع دكل مورد استفاده مي‌باشد. يك دكل استاندارد و يا دكل خودفراز سازه‌اي فولادي است كه وزن لوله‌هايي را كه اغلب بيشتر از تن است تحمل مي‌كند.
يك دكل استاندارد، سازه‌ايي است با چهار پايه كه روي يك پي چهارگوش قرار دارد و هر دفعه كه چاهي حفاري مي‌گردد آن را قطعه قطعه سر هم مي‌كنند. برعكس دكل خودفراز فقط يك بار و آن هم موقع ساخت سرهم بندي مي‌شود و به صورت يك واحد باقي مي‌ماند، و هر دفعه چاهي حفاري مي‌گردد مي‌توان آنرا بصورت يكپارچه بر پا كرد يا پايين آورد موقعيكه يك دكل خودفراز بر پا و پايين آورده مي‌شود شباهت به تيغة يك چاقوي بزرگ جيبي دارد كه باز و بسته مي‌شود. نتيجتاً دكل‌هاي خودفراز را بعضي مواقع دكل چاقويي مي‌نامند. دكلهاي استاندارد بجز تعداد كمي كه در دستگاهاي حفاري دريايي يافت مي‌شود امروزه نسبتاً كم هستند و جاي خود را به دكلهاي خودفراز داده‌اند.
هر دكل خودفراز يا دكل استاندارد بر روي زيرسازه‌اي بر پا مي‌شود كه دو كار عمده را انجام مي‌دهد. (1) نگهداري سكوي دستگاه حفاري و تامين فضا براي تجهيزات و كارگران. (2) تامين فضا براي فورانگيرهاي زير سكوي دستگاه حفاري.
زير سازه نه تنها ميز دوار را ، بلكه همچنين وزن تمام ساق مته را موقعيكه بوسيلة لوله گير در چاه آويزان است نگه مي دارد، همچنين وزن رشته لوله‌هاي جداري را موقع راندن آن در چاه به كمك لوله‌گير كه روي ميز دوار قرار دارد، و يا وقتيكه موقتاً روي زير سازه قرار مي‌گيرند تحمل مي‌كند. سكوي دستگاه حفاري همچنين محل قرار گرفتن گردونه، تابلو كنترل حفار و ساير تجهيزات وابسته مي‌باشد.
دكل‌هاي استاندارد و دكل‌هاي خودفراز بر حسب مقدار وزني كه در حالت قائم مي‌توانند تحمل كنند و مقدار مقاومت در مقابل سرعت بادهاي جانبي درجه بندي مي‌شوند. ظرفيت بار يك دكل استاندارد 2500000 تا 105000000 پوند تغيير مي‌كند. هر نوع دكل خودفراز يا استاندارد در حاليكه لوله‌هاي آن چيده شده، بادهايي با سرعت 100 تا 130 مايل در ساعت را تحمل مي كند بدون اينكه احتياج به مهار دكل با سيم باشد.
مورد ديگر در طراحي دكل ارتفاع آن مي‌باشد. دكل استاندارد يا دكل خود فراز زير سازه آن وزن هر سايز مته را در تمام مدت، چه ساق از جعبه قرقره تاج آويزان باشد يا درون ميزدوار قرار گرفته باشد، تحمل مي‌كند. ارتفاع دكل استاندارد يا خودفراز در ظرفيت بار آن تأثيري ندارد، ولي طول آن قسمت از ساق مته كه بايد از چاه خارج گردد با ارتفاع دكل محدود ميگردد. بدين علت است كه جعبه قرقره تاج به اندازه كافي از سكوي دكل بالاتر باشد تا بتوان براي تعويض مته و يا بنا بدلايل ديگر لوله‌ها را از چاه بيرون كشيده و موقتاً در دكل چيده و انبار كرد.
لوله‌هاي حفاري را بيرون كشيده و بصورت استند در دكل مي‌چينند. يك استند معمولا شامل سه شاخه لوله مي باشد كه طول هر كدام در حدود 30 فوت مي باشد گاهي استند شامل سه لوله را استند سه تايي مي نامند استندها را كه طول انها در حدود 90 فوت ميباشد مي‌توان در دكلي كه ارتفاع آن 136فوت است جا داد.
مشخصات دكل حفاري يكي از دستگاه‌هاي حفاري خشكي (ON SHORE) :
ارتفاع از تاج تا سكو : 168ft = 51.2m
ارتفاع از زمين تا سكو : 11m
ظرفيت 1500000 Pound
حداكثر توان حفاري از 1600 تا 25000 ft يعني تا عمق 7800 متري توان حفاري دارد.

[فلفل نمك]

مقدمه
لوله حفاري(Drill Pipe) مهمترين قسمت از ساق يا رشته حفاري است كه عمل انتقال حركت به مته را انجام مي دهد.
علاوه بر لوله هاي حفاري لوله هاي وزنه (Drill collar) نيز در انتهاي ساق يا رشته حفاري قرار مي گيرند كه وزن لازم روي مته را تامين مي كنند و همچنين باعث كشيدگي رشته لوله هاي حفاري ميشود.
همچنين طوفه هاي (Subs) مختلف در رشته حفاري وظايف خاصي برعهده دارند. در زير به طور مختصر راجع به علامت گذاري وشناسايي لوله هاي حفاري و وزنه صحبت شده است.
عكسي از لوله هاي حفاري و لوله هاي وزنه در جلو آنها چيده شده.



لولة حفاري
لوله هاي حفاري از دو قسمت تيوب و ابزار پيوند تشكيل شده اند.



تيوب لوله حفاري توسط اندازه قطر بيروني آن, اندازه وزن- پوند (lbf) بر واحد طول- فوت (ft) و درجه شرح داده مي شود .
براي مثال برای لوله 2/1-4 - 16.6 - E قطر بيروني تيوب به اندازه 2/1-4 in است.
فهرست علائم :
مشروح :
قطر بيروني اسمي : 2/1-4
وزن برفوت اسمي : 16.6
( وزن ابزارهاي پيوند را شامل نمي شود چرا كه در آن حالت « وزن تنظيم شده » ناميده مي شود و در محاسبات طراحي استفاده مي شود )
E = درجه ، كه نشاندهنده استحكام تسليم تيوب مي باشد.
طبقه بندي بر اساس كلاس لوله :
لوله هاي حفاري بر اساس طول مدت كاركرد پس از مدتي فرسوده شده و ضخامت ديواره آنها تغيير مي كند چون قيمت هر شاخه لوله حفاري بسيار بالاست آنها را براساس ضخامت لوله كلاسه بندي كرده و مشخص مي كنند.
ضخامت لوله كلاس برتر از ضخامت لوله جديد تا ضخامت لوله ای که ضخامت باقی مانده آن از 80 درصد لوله اصلی کمتر نشده باشد را شامل ميشود.
كلاس 2ـ حدودش از كاهش 80 درصد كلاس برتر تا كوچكتر نبودن از 70 درصد ضخامت لوله اصلی مي باشد .
كلاس 3 ـ عيبها يا ضايعات ضخامت ديواره هنگامی که فراتر از كلاس 2 باشد را پوشش مي دهد .
كلاس برتر در محل استفاده با دو نوار سفيد رنگ ، كلاس 2 با يك نوار زرد و كلاس 3 با يك نوار نارنجي شناخته مي شوند . بطوريكه اين كدگذاري رنگي موجب شده است كه گاهي اوقات لوله كلاس 2 بعنوان مثال به نام لوله زرد و همين طور کلاس برتر به لوله سفيد شناخته شود.
قسمت ديگري از فهرست علائم و اختصارات كه مي تواند به واژه های لوله حفاري اضافه شود فهميدن باز هم بيشتر درمورد مشخصات و صفات مميزه فيزيكي آن مي باشد. چنانكه درابتدا توضيح داده شد ، E در تعريف منسوب مي شود به درجه تيوب ، كه در حقيقت « استحكام تسليم » تيوب است. همه لوله هاي حفاري يك درجه بندي ازيكي از درجات G , X , E يا S دارند.
اندازه ضخامت ديواره اسمي به همراه درجه سختی لوله ها تعيين کننده مقادير استحكام نسبي طراحي مهندسي است. به عنوان مثال يك اتصال 4 1/2-16.6-E كلاس ممتاز استحکام کششی بمراتب كوچكتری از يك اتصال 2/1-4-20.0-S كلاس ممتاز دارد.
برجستگي لوله حفاري(Upset) قسمت انتهاي لوله است كه جهت اتصال به قسمت ابزار پيوند لوله حفاري مقداري ضخيمتر ساخته مي شود اين برجستگي مي تواند به صورت در داخل لوله يا قسمت خارج لوله باشد.
در تشريح مشخصات يک اتصال لوله ، اضافه کردن مشخصات برجستگی لوله به تشريح مفصل تر مطابق با علامت گذاری ذيل می انجامد :
1/2-4 -16.6 - E - I.E.U - Premium class
که نشان دهنده يك اتصال لوله كلاس ممتاز با قطر بيروني4 -1/2 اينچ ، با وزن اسمي 16.6 پاند بر فوت ، ضخامت ديواره0/337 الي 0/270 اينچ و استحكام تسليم 75,000 پام و با برجستگی داخلي ـ خارجي است. طول طبيعي قابل قبول اتصال لوله 30-/+ فوت مي باشد. يك اتصال لوله با طول بين27 تا30 فوت ، اتصال رتبه II ناميده ميشود. بيشتر دستگاه هاي حفاري براي کار با يك ، دو يا سه اتصال رتبه II ، که تشکيل يک لوله حفاری (Stand) را مي دهند ، طراحي شده اند.
در مقابل ، طول لوله جداري معمولا بين 38 الي 45 فوت مي باشد كه رتبهIII ناميده مي شود. اكنون می دانيم طريقه نمايش اطلاعات يك اتصال لوله به شکل ذيل است:
1/2-4 -16.6 - E - I.E.U - Premium class - Range II
ابزار هاي پيوند (Tool joint)


ابزار هاي پيوند قسمتهاي رزوه شده انتهاي لوله حفاري هستند كه براي اتصال دو يا چند لوله حفاري به يكديگر در انتهاي تيوب با جوشكاري خيلي خاص اصطكاكي متصل ميشوند. ابزارهاي پيوند توسط مشخصات قسمت رزوه شده آنها نامگذاری مي شوند.API ابزارهاي پيوند را طبقه بندي كرده و نامگذاری خاصی به آنها اختصاص داده است كه شامل حروف NC -Numbered Connection به معنی اتصال شماره گذاری شده ، و مقدار عددي بعد از آن است. براي اتصال4 1/2-16.6-E لوله حفاري نيازمند يك پيوند پذيرفته شده معمول آن NC 46 مي باشد. در گذشته در طی مراحل پيشرفت و گسترش لوله های حفاري و ابزارهای پيوند شماره NC 46 به ابزار پيوند 2/1-4 - X H نسبت داده می شد. 2/1-4 اندازه لوله را مشخص مي كرد كه ابزار پيوند به آن متصل مي شد و XHهم نوع يا شيوه برجستگی لوله را شرح مي داد. پس از آن زمان 2/1-4 - XH كنار گذاشته شد و به جاي آن NC46 جايگزين شد. همچنين در طي آن پيشرفت شكل رزوه اندكي اصلاح پيدا كرد كه سبب تغيير نام شد.
ابزارهاي پيوند همچنين بدليل اينكه از قطر بيروني بواسطه فرسودگي و سائيدگي كاسته مي شود در كلاس هايي دسته بندي مي شوند. از آنجائيكه قطر بيروني و دروني با ابعاد گوناگوني ساخته مي شوند (سعی می شود تا استحكام پيچشی ابزار پيوند با تيوب يکی باشد). عموماً گفته می شود استحكام کششی ابزار پيوند دو برابر تيوب لوله حفاری است و در محاسبات طراحي رشته حفاري مطرح نمي گردد. هر چند ، گشتاور اتصال لوله ها بعنوان ملاحظات طراحی بايد مد نظر قرار داشته باشد.
نمونه معرفی كامل اتصال لوله حفاري عبارت است از :
1/2-4 -16.6 - E - I.E.U – NC 46 - Range II - Premium class
اين فهرست علائم و اختصارات مشخصات ابعادي لوله حفاري و ابزارهاي پيوند را شرح می دهد و در محاسبات و طراحي هاي رشته حفاري به آن رجوع خواهد شد.
لوله هاي وزين حفاري :
شكل لوله وزنه به همراه مته


لوله هاي وزين حفاري در رشته حفاري براي اعمال فشار به مته استفاده مي شوند. طول لوله وزين حفاري بطور طبيعي +/ –30فوت است ، درست مشابه لوله حفاري. بعضي از انواع مختلف لوله هاي وزين حفاري كه مورد استفاده قرار مي گيرند. لوله هاي وزين حفاري مونل هستند كه غير مغناطيسي بوده و براي بدست آوردن برآوردهاي هدايتي در حفر چاه های کج استفاده مي شوند ؛ لوله هاي وزين حفاري كوتاه كه طولشان كوچكتر از30 فوت مي باشد و براي كمك به ثابت نگهداشتن تراشنده ها ، پايداركننده ها ، IBS و غيرو در مجموعه ته چاهی استفاده مي شوند و لوله هاي وزين ته چاه كه در هر انتهايشان اتصال مادينه دارند و به مته متصل مي شوند. لوله هاي وزين حفاري به وسيله نوع رزوه های اتصال و قطر بيرونيشان مشخص می شوند. به عبارت ديگر يك لوله وزين حفاري با قطر بيروني 8 اينچ و رزوه های اتصال6 5/8 - Reg بعنوان لوله وزين 8 in – 6 5/8 شناخته مي شود.اندازه 8 اينچ تنها به قطر بيروني اسمي نسبت داده مي شود و جاهايي را شامل نمي شود كه تنگه های مانده يابی قرار دارند يا در اثر فشار تورفتگي ايجاد شده است. بازرسی اوليه لوله هاي وزين حفاري در محل کار تنها بر روي قسمت پيوند اتصال آنها انجام مي شود و در مورد لوله هاي وزين به مانند ابزارهاي پيوند طبقه بندي و کلاس خاصي وجود ندارد. آنها يا پذيرفته مي شوند و يا رد مي شوند. بطور كلي رزوه ها با مقطع استاندارد تطبيق داده مي شوند و سپس ترك ها و شکستگيها با رنگ سياه آشكار مي شوند. شانه ها و وجوه آنها از لحاظ سائيدگي ها و تورفتيگي ها بررسي مي شوند. اگر عيوبي پيدا شوند كه نتوان آنها را تعمير كرد ، اتصال رنگ قرمز مي خورد و رد مي شود.

[فلفل نمك]

مراحل احداث يك مجتمع نفتي مثل پتروشيمي به چه صورت است؟
در جهت احداث يك مجتمع پتروشيمي خاص پس از اينكه دولت يا وزارت نفت تصميم گرفت نفت يا گاز را به محصولات با ارزشتر پالايشي يا پتروشيمي خاصي مثلاً اتيلن يا الفين و غيرو تبديل كند و صرفه اقتصادي و بتقاضاي بازار بين المللي آن محصول مشخص شد. مكان مناسب احداث مجتمع با توجه به پارامترهاي متعددي تعيين شده و شركتي به عنوان كارفرماي آن طرح ايجاد مي شود.
به طور كلي طراحي واحدهاي نفتي شامل دو بخش است:
1-طراحي پايه واحد (Basic design)
2- طراحي تفصيلي يا مهندسي واحد
و اما طراحي پايه چيست؟
هر محصول نفتي يا پتروشيمي داراي روشهاي مختلف شيميايي براي توليد است كه دانش فني يا ليسانس اين روشها ممكن است در اختيار تعدادي از شركتهاي بزرگ بين المللي باشد كه با تحقيقاتي كه در اين زمينه داشته اند به آن دانش فني دست پيدا كرده اند و اين روشها را به نام خودشان به ثبت رسانده اند.
حال اگر ما بخواهيم يك واحد صنعتي براي ماده خاصي كه مشتق از نفت يا گاز با كيفيت خاصي است تاسيس كنيم بايد دانش فني تهيه آن ماده را بخريم (البته بعد از مشورت با شركتهاي داراي دانش فني كه مثلاً ببينيم آيا آن نفت يا گاز ما قابل تبديل به چه موادي است و با چه شرايطي و با توجه به ظرفيت توليدي كه ما براي واحد صنعتي مان در نظر داريم و قيمت و مزاياي تكنولوژي ارائه شده وبه روز بودن آن)
در واقع مرحله طراحي پايه خريد دانش فني توليد محصول است كه معمولاً از شركتهاي خارجي انجام مي شود. در ايران هم پژوهشگاه صنعت نفت سعي در دست يافتن به دانش فني توليد مواد مختلف و ثبت اختراع بين المللي آن دارد.
يك راه ديگر هم اين است كه يك واحد صنعتي دست دوم با تكنولوژي قديمي را كه در كشورهاي صنعتي از رده خارج شده با قيمت ارزاني بخريم و كل آن را وارد كنيم كه در اين صورت شايد به طراحي تفصيلي چنداني نيز نيازي نداشته باشيم. (كه اين كار متاسفانه در ايران در مواردي (معمولاً از اروپاي شرقي وارد شده) انجام شده و براي محيط زيست اثرات زيانباري خواهد داشت)
طراحي تفصيلي چيست ؟
مرحله طراحي تفصيلي شامل برآورد تجهيزات مورد نياز براي احداث واحد صنعتي و طراحي قسمتهاي مختلف آن شامل طراحي زير ساختهاي لازم مثل خاكبرداري وخاكريزي و تسطيح و احداث جاده و ساختمان و معماري و... و همچنين طراحي قسمتهاي مكانيكي ؛ برقي ؛ ابزار دقيق و احياناً مخابراتي و ... واحد صنعتي و سفارش ساخت و خريد آن تجهيزات است. كه تمامي جزئيات ساخت واحد صنعتي بايد مد نظر قرار گيرد.
در طراحي تفصيلي سه نوع نقشه استفاده شده و تهيه ميشود:
1- نقشه هاي Process Flow Diagram) - PFD) :
در اين نقشه ها كه ماحصل طراحي پايه است طرح كلي جريان مواد شيميايي و دبي و دما و فشار و ساير مشخصات آنها تعيين ميشود. در اين نقشها درباره تجهيزات لازم براي فرآيندها و جنس آنها و موارد ديگر صحبتي به ميان نمي آيد و اين نقشه كاملاً به مهندسين شيمي مرتبط است.
تقريباً نمونه نقشه PFD
این تصویر تغییر اندازه داده شده است. برای مشاهده تصویر کامل روی این جایگاه کلیک کنید. تصویر اصلی دارای اندازه 663x481 می باشد.این تصویر تغییر اندازه یافته است.براي ديدن اندازه واقعي اينجا كليك كنيد اندازه واقعی تصویر 663x481.
2- نقشه هاي(P&ID - Process & Instrumentation Diagram) :
در اين نقشه ها كه توسط مهندسين فرآيند تهيه مي شود جزييات بيشتري از ارتباط بين مراحل مشخص شده و تجهيزات مورد نياز نيز ديده مي شوند. همچنين ابزار دقيق مورد نياز براي فرآيند و تجهيزات نيز در اين نقشه ها مشخص مي شود و در يك نماي كلي كليه جزييات فرآيندها مشخص مي شود. در اين نقشه جزييات مورد نياز براي طراحي و سفارش ساخت تجهيزات مكانيك مشخص مي شود مانند ظرفيت ؛ فشار ؛ دبي ورودي و خروجي ؛ دما و ... بطور خلاصه P&ID نقشه راهنما براي انجام طراحي هاي بعدي است. نمونه يك نقشه P&ID
این تصویر تغییر اندازه داده شده است. برای مشاهده تصویر کامل روی این جایگاه کلیک کنید. تصویر اصلی دارای اندازه 700x433 می باشد.این تصویر تغییر اندازه یافته است.براي ديدن اندازه واقعي اينجا كليك كنيد اندازه واقعی تصویر 700x433.

[فلفل نمك]

فيلم از داخل چاه نفت :
در لينك زير چند فيلم كوتاه از داخل چاه نفت برداشته شده كه در اين فيلمها موارد خاصي كه براي آن چاهها پيش آمده نشان داده شده. اين فيلمها از سايت شركت هاليبرتون كه يك شركت بزرگ بين اللمللي است برداشته شده شركت هاليبرتون ابزاري تحت نام Fiber optic unit تهيه كرده كه با استفاده از فيبر نوري قابليت فيلم برداري از داخل چاه (در صورت پيش آمدن مشكلات خاص) را فراهم مي كند اين دوربين فيلم برداري به قطر خارجي 16/11-1 اينچ قادر به تحمل فشار 10000 Psi و دماي 250 درجه فارنهايت است. لازم به ذكر است كه فيلمها در داخل يك فايل فلش قرار گرفته اند و قابل save نيستند.
http://www.halliburton.com/esg/video/downholevideo.html