آویز لوله مغزی یا Tubing Hanger

تالیف: اصغر ناصری


یک آویز لوله مغزی یا Tubing Hanger، قطعه‌ای است که در عملیات تکمیلی چاه‌های تولید نفت و گاز بکار می‌رود. این قطعه به بالاترین اتصال لوله‌ای در سرچاه نصب می‌شود تا رشته لوله هایی که به درون چاه میرود را نگهداری کند. آویز لوله مغزی نوعا در سر یک رشته لوله قرار داده می‌شود و هر دو قطعه یعنی آویز و لوله‌ای که به آن متصل شده است، یک سیستم آب بندی را تشکیل می‌دهند که عایق‌بندی هیدرولیکی مجرای لوله‌ها و حلقه‌های سرچاهی را تضمین می‌نماید.

آویز لوله مغزی معمولا در چهار پیکربندی مختلف ساخته می‌شود:

1. Wrap-around که متداول‌ترین نوع ممکن است و در شکل بالا نمونه‌ای از کاربرد آن دیده می‌شود. این نوع آویز لوله مغزی داریا خاصیت خود-آب‌بندی است. این نوع آب بند می‌تواند به عنوان یک پیشگیری کننده از انفجار (BOP) نیز بکار می رود.

2. Polished-joint hangers که در بالای رشته لوله نصب شده و دارای یک آب بند داخلی قابل تنظیم است.

3. Boll-Weevil Hangers که نوعی آویز مندرل مانند است که به بالای لوله مغزی وصل شده و در قسمت سر لوله نگه داشته می‌شود. برای آب بندی از او-رینگ یا آب بند هیدرولیکی بین سر لوله مغزی و آویز استفاده می‌شود.

4. Stripper Rubber که یک آب بند عمل کننده بوسیله فشار اعمالی است که برای کنترل فشار حلقه چاه در هنگاو ورود لوله مغزی به داخل یک چاه کم فشار استفاده می‌شود.

استاندارد مرجع آویز لوله مغزی در صنایع نفت و گاز، API 6A است که دربردارنده الزامات عملکردی، شرایط لازم برای قابلیت تعویض‌پذیری از نظر ابعادی و کارکردی، طراحی، مواد، آزمون، بازرسی، جوشکاری، علامت گذاری، حمل و نقل، ذخیره، خرید، تعمیر و ساخت و تولید تجهیزات سرچاهی و درخت کریسمس مورد استفاده در صنایع نفت و گاز می‌باشد. این استاندارد معادل ISO 10423 است.

آویز لوله مغزی در شرایط محیطی بسیار بحرانی مانند دما و فشار بالا و نیز تماس مداوم با موارد خورنده عمل می‌کند. بدین لحاظ در ساخت آن از آلیاژهای خاصی با قابلیت‌های زیر استفاده می‌شود:

·         مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی

·         استحکام تنشی بالا

·         مقاومت بالا در برابر خمانش و خزش

·         مقاومت بالا در برابر خستگی حرارتی

بدین منظور از موادی تحت عنوان سوپر آلیاژ یا آلیاژهای با عملکرد بالا استفاده می‌شود که می‌توانند حتی در دماهای بالا خواص مکانیکی عالی خود را حفظ کنند. این ابرآلیاژها معمولا دارای ساختار بلوری ماتریسی آستنیتی از نوع FCC بوده و عناصر افزودنی آنها عبارتند از نیکل و کبالت. برخی از مواد بکار رفته در تولید آویزه لوله مغزی عبارتند از:

·         فولاد SAE 4130

·         Inconel 625 روکش دار

·         Inconel 716 صلب

در این میان آلیاژ اینکونل به علت خواص مکانیکی عالی بیشترین کاربرد را در صنعت نفت یافته است. لیکن این مزایای عالی، مشکلات فراوانی را در ساخت و تولید قطعات با استفاده از این آلیاژها فراهم می‌سازد که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

·         نیاز به ابزار ویژه با سختی بالا برای ماشینکاری اینکونل

·         نیاز به ابزارگیرهای صلب و مستحکم

·         ارتعاش زیاد تولید شده در هنگام ماشینکاری

·         کاهش عمر تیغچه برش