شیر سرچاهی

شیر یا ولو وسیله‌ای است که برای قطع و وصل، تنظیم میزان جریان یا منحرف‌کردن مسیر جریان سیال‌ها (گازها، مایعات و حتی خمیر و…) به وسیله بستن، بازکردن، نیمه‌بازکردن یا منحرف‌کردن یک مسیر به‌کار می‌رود. هر زمینه کاری ابزارآلات مخصوص به خود را دارد که استفاده از این ابزارها برای انجام کار، گاهی اوقات جهت راحتی و گاهی هم الزامی است، شیرآلات صنعتی از جمله ابزارهای ضروری در صنعت هستند، بطور خلاصه در تعریف می توان گفت شیر صنعتی وسیله مکانیکی که طی یک فرآیند فشار و جریان سیال را کنترل می کند و همواره در خط لوله ها و شبکه‌ های لوله‌ کشی و محیط‌ های صنعتی به کار می‌رود، که خود دارای انواع گوناگون برای کاربردهای مختلف است. یکی از انواع شیرآلات که کاربرد زیادی در صنعت نفت و گاز دارد, شیر سرچاهی است که در این مقاله از پیکاتک می خواهیم به بررسی مشخصات این شیر بپردازیم.

شیر سرچاهی چیست؟

پس از حفاری و تکمیل چاه به منظور کنترل آن و همچنین در جهت بهره برداری از چاه نسبت به موقعیت و احتیاجات پیش بینی شده آن ، وسایلی بر روی چاه تعبیه می گردند . قسمتی از این وسایل مستقیما بر روی خود چاه و بخشی از آن در مجاورت چاه و در اتصال با قسمت اول کار گذاشته می شوند .شیر سرچاهی ابزاری در سطح یک چاه نفت یا گاز است که رابط ساختاری و فشار را برای تجهیزات حفاری و تولید فراهم می کند. هدف اصلی شیر سرچاهی فراهم کردن محل تعلیق و مهر و موم های فشار برای رشته های پوششی است که از پایین قسمت های چاه به سمت تجهیزات کنترل فشار سطح حرکت می کنند. هنگام حفر چاه نفت یا گاز ، کنترل فشار سطح توسط ابزاری به اسم محافظت از انفجار (BOP) فراهم می شود. اگر کنترل فشار در حین انجام عملیات حفاری توسط ستون مایع حفاری ، روده ، چاهک ، و BOP وجود نداشته باشد ، ممکن است در یک چاه نفتی و گازی انفجار رخ دهد.هنگامی که چاه حفر شده است ، تهیه یک رابط با سنگ مخزن و یک لوله برای مایعات چاه فراهم شده است. کنترل فشار سطح توسط یک شیر به اسم شیر سرچاهی که در بالای چاه نصب شده است و دارای شیرآلات ایزوله و تجهیزات خفه کننده برای کنترل جریان مایعات چاه در طول تولید است, انجام می شود.

استاندارد شیر سرچاهی

• این نوع شیر آلات کلیه الزامات استاندارد API 6A را پوشش داده است
• از نظر سایز، کلاس فشار، نوع مواد و سطوح کیفی، گستره وسیعی را در بر می گیرند.

اجزای تشکیل دهنده شیر سرچاهی

شیر سرچاهی داری سه شیر اصلی است که عبارتند از:

1. SSSV: شیر ایمنی که در عمق تقریبا 50متری قرار دارد و در حالت عادی دسترسی به آن غیر ممکن است ;و در صورت بسته شدن نیاز به تجهیزات خاص(مانند Pump Truck) جهت تعمیر دارد.
2. Master
3. Wing در خروجی این شیر Stone Trap قرار دارد که خروجی آن به سیستم HIPPS متصل است.

در قسمت میانی شیر سرچاهی سه شیر قرار دارد که هر کدام به یکی از پوسته های تجهیزات سرچاهی متصل است و به هر یک از این شیرهای یک فشار سنج جهت نمایش فشار پوسته متصل است. در قسمت فوقانی یا سمت راست شیر سرچاهی نیز یک نمایشگر جهت نمایش فشار سرچاه قرار گرفته. هر دو شیر Master و Wing در سطح قرار دارند. برای بستن چاه باید به ترتیب شیرهای Wing، Master و سپس SSSV بسته شوند(در چاه تزریق گاز ترتیب باز و بسته شدن چاه برعکس نفت است). یعنی شیرها از بالا بسته می شوند و جهت باز کردن باید برعکس عمل شود.

اجزای موجود بر روی تاج چاه از سطح زمین به بالا

• شيرتوليد Production Valve
• سرلوله (فلنج) زيرين Base Flange
• شيرهاي جانبي بر روي جدارهاي مختلف چاه Side Valves
• شيراصلي زيرين Bottom Main Valve
•  شيراصلي فوقانی Top Main Valve
•  شيرايمني سرچاه Surface Safety Valve
• شيرفوقاني سر چاه Dip Valve
• قسمت فوقاني سرجداری

شيرتوليد Production Valve

لوله نفتي چاه به سطح جانبي تله سنگ اتصال دارد و درست مجاور محل اتصال, شيري موجود است كه با نام شير توليد معروف است . معمولا از نوع شيرهاي دروازه اي است ولي نمونه هاي ديگر شيرها نيز استفاده می شوند. اين شير ابتداي لوله توليد چاه قرار دارد و معمولا مورد استفاده آن براي برگرداندن توليد چاه به گودآتش و يا به بهره برداري مي باشد . اندازه رایج آن 6 سانتی متر است.

سرلوله (فلنج) زيرين Base Flange

اين سرلوله بر روی بزرگترين جداره فلزي چاه كه از زمين بيرون آمده است نصب مي باشد و بقيه وسايل موجود در تاج چاه با اتكاء بر اين سرلوله نصب مي گردند . اين سرلوله خود در بعضي موارد مبداء‌ اندازه گيري عمق چاه مي باشد .

شيرهاي جانبي بر روي جدارهاي مختلف چاه Side Valves

بررسي وضع بين ، جدارهاي چاه از نظر فشار و نوع سيال موجود در آنها ( اگر وجود دارد) از طريق اين شيرها انجام مي گيرد . بدون استثناء بر روي هر جداره شير وجود دارد و معمولاً به ا ندازه 5 سانتی متر مي باشند . اگر طوري رو بروي چاه بايستيم كه قسمت منحني دار تاج چاه (Swept Bend) در مقابل رو باشد ، محل قرار گرفتن شيرهاي مذكور در سمت راست ما بر روي تاج چاه مي باشد .

شيراصلي زيرين Bottom Main Valve

اين شير معمولا از نوع دروازه اي (Gate Valve) و بندرت از نمونه توپي (Ball Valve) بوده و در اندازه تقریبی 15 سانتی متر مي باشد . مهمترين نقطه دسترسي به چاه همين شير است و در صورت خراب شدن لازم است كه با حضور دكل حفاري (در صورتيكه نتوان چاه را به طور موقت مسدود كرد) بايستي تعمير و يا تعويض گردد. بازوبسته كردن اين شير ممنوع است و عموماًدر حالت باز مي باشد مگر اينكه اجازه عمليات با آن قبلا صادر شده باشد.(علت اين امر اينست كه معمولا بازوبسته كردن مداوم شيرها آنها را در معرض اشكالاتي قرار مي دهد و چون اين شير از موقعيت بخصوصي برخوردار است از اين نظر از زياد كار كردن با آن جلوگیری می شود) . محل قرار گرفتن آن درست در بالاي شيرهاي جانبي ذكر شده در بالا مي باشد.

شیراصلی فوقانی Top Main Valve

مشخصات اين شيرچيزي شبيه شيراصلي زيرين است و محل قرار گرفتن آن در بالاي شيراصلي زيرين مي باشد . عموما باز و بسته كردن چاه توسط اين شيرانجام میگيرد

شیرایمنی سرچاه Surface Safety Valve

اين شير بر روي شيراصلي بالائي قرار مي گيرد و اندازه آن معمولا 15 سانتی متر مي باشد . این شیر وضعيت بخصوصي دارد كه جهت بازوبسته شدن قابل تنظيم است و اين تنظيم در جهت كنترل فشارچاه صورت مي گيرد . بر روي نوع معمولي آن پيلوتهاي مخصوصي نصب مي گردند . يكي از اين پيلوتها روي حداقل و ديگري روي حداكثر فشار موردنظر بسته به موقعيت چاه تنظيم مي گردد .

شيرفوقاني سر چاه Dip Valve

روي قسمت بالائي سه راهه متصل مي شود و معمولاً در اندازه 7.5 سانتی متر يا 10 سانتی متر است . در حقيقت مجراي ورود ابزار مختلف به چاه نيز مي باشد و زماني كه قرار است عملي در داخل چاه صورت گيرد (مثلا تهيه نمودار با اندازه گيري فشار داخلي چاه) با باز و بسته كردن اين شير عمليات كنترل مي گردد علاوه بر آن هنگامي كه اندازه گيري فشار سرچاه منظور باشد, مورد استفاده است .

قسمت فوقاني سرجداری

معمولا بر بالاي شيرفوقاني سرچاه محلي تعبيه مي شود كه از آن براي انجام اتصالات مختلف (براي كارهاي متفاوتي كه در داخل چاه مي باشد صورت گيرد ) استفاده مي گردد . در حقيقت شايد بتوان گفت كه محل سر بطري مي باشد و به همان صورت نيز به كمك درپوش مخصوصي بسته مي شود . مجراي ورود ابزار مختلف به داخل چاه نيز همين جا است . در حال حاضر دو مدل از آن مورد استفاده است يكي آنكه جهت اتصال با وسايل مختلف فقط با چفت شدن در آنها محكم می شود .  

لینک های مرتبط :

شیر گیوتینی چیست؟