رأس البئر (wellhead) هو مجموعة البكرات والبكرات الحاملة المثبتة فوق سطح الأرض: casing head يعلّق casing الإنتاج ويغلق الحلقة B، وtubing head يعلّق tubing ويغلق الحلقة A. فوقه تُركَّب شجرة الإنتاج (Christmas tree)، وهي مجموعة صمامات تتحكم في تدفق البئر وتعزله.
رُسم الشكل بمقطع أمامي بنسب معدات API 6A فئة 5,000 psi (أبعاد الصمامات والشفاه من جداول المصنّعين)، مع ربع مقطع في رؤوس البئر لترى hangers وseals والحلقات. الأرقام والأزمنة توضيحية ومضغوطة للتعلّم.
كيف تستخدم المحاكي
- Valve: المس صمامًا في الشكل أو في قائمة الصمامات لفتحه أو إغلاقه؛ يدور handwheel وتتحرك البوابة تدريجيًا.
- Choke: الشريط يغيّر فتحة choke بوحدات 1/64 in؛ يتغيّر المعدل وTHP وFLP وفق علاقة Gilbert (1954) التوضيحية.
- Mode: تشغيل حر، أو تسلسل موجَّه: بدء التشغيل (LMV ثم SSV ثم wing ثم choke تدريجيًا)، أو الإغلاق بالعكس، أو الدخول بـ wireline عبر swab بعد تركيب lubricator واختباره.
- Fault: اصنع عطلًا: SCP في الحلقة A أو B، أو swab valve مسرِّب، ثم استخدم التنفيس لتشخيصه.
- ESD: يغلق SSV الهيدروليكي فورًا؛ ولإعادة التشغيل أعد ضبط ESD وافتح SSV والـ choke مغلق.
- التكبير: استخدم + و− أو إصبعين للتكبير، والمس أي جزء لقراءة وظيفته وفئة ضغطه وأعطاله وفحصه.
ملاحظة سلامة: الصمامات على بئر حي تحت ضغط عالٍ. لا تفتح swab دون lubricator مختبَر، ولا تغلق صمامات master على بئر متدفق إلا في الطوارئ، ولا تنفّس حلقة إلا وفق الإجراء المعتمد مع مراقبة الغاز. اتبع دائمًا إجراءات شركتك وتصريح العمل.
كيف يعمل كل جزء
- Casing head (A-section)أدنى بكرة في رأس البئر، تُلحم أو تُربط على casing السطحي، ويجلس فيها casing hanger مع packoff، ولها مخرج جانبي للحلقة B.
- Tubing head (B-section)تعلّق tubing hanger وتحمل صمامات الحلقة A، وتغلق ما بين tubing وcasing الإنتاج.
- Tubing head adapterيصل tubing head بأسفل الشجرة ويمرّر control line الخاص بـ SCSSV عند وجوده.
- Lower master valve (LMV)صمام بوابة يدوي للعزل الكامل؛ يُفتح أولًا ويُغلق أخيرًا، ولا يُستعمل للإغلاق على بئر متدفق.
- Upper master valve / SSVصمام أمان سطحي بمشغّل هيدروليكي (API 6A وAPI 14H)، يغلق عند فقد ضغط التحكم أو عند ESD.
- Flow crossقطعة رباعية المخارج توزّع التدفق إلى wing الإنتاج وwing القتل والـ swab.
- Production / kill wing valvesصمام wing الإنتاج يوجّه البئر إلى choke والـ flowline؛ وصمام wing القتل مدخل لضخ سائل القتل.
- Adjustable chokeيتحكم في المعدل بفتحة bean تُقرأ بـ 1/64 in؛ هو الذي يخنق التدفق، وليست صمامات البوابة.
- Swab valve + tree capأعلى صمام في الشجرة، يُفتح فقط للدخول العمودي (wireline أو coiled tubing) بعد تركيب lubricator واختباره.
- A / B annulus valvesصمامات ومقاييس الحلقات؛ يُسجَّل ضغطها يوميًا، وعودة الارتفاع بعد التنفيس علامة على SCP.
نموذج تعليمي مبسّط: الأبعاد مأخوذة من معدات API 6A فئة 5K، لكن الضغوط والمعدلات والأزمنة توضيحية فقط (SITP يساوي 3,000 psi، وخط التدفق 250 psi). ليس أداة تصميم ولا إجراءً تشغيليًا.
المصادر
- API Specification 6A / ISO 10423: Wellhead and Tree Equipment https://www.api.org/products-and-services/standards
- API Specification 14H / API RP 14B: Surface safety valves and safety systems https://www.api.org/products-and-services/standards
- API RP 90-1 / RP 90-2: Annular Casing Pressure Management (offshore / onshore wells) https://www.api.org/products-and-services/standards
- NORSOK D-010: Well integrity in drilling and well operations
- SLB Energy Glossary: “Christmas tree”, “wellhead”, “master valve”, “swab valve”, “choke” https://glossary.slb.com/
- Wikipedia: Christmas tree (oil well) https://en.wikipedia.org/wiki/Christmas_tree_(oil_well)
- Bonney Forge and Mento API 6A gate valve dimension catalogues; API 6B flange dimension tables (MSM)
- Gilbert, W. E. (1954). Flowing and gas-lift well performance. API Drilling and Production Practice
- NACE MR0175 / ISO 15156: Materials for use in H2S-containing environments