در روش‌های سنتی حفر چاه، ریختن دیوارهٔ این زیرساخت‌ها و اتلاف زحمات بسیار نیروهای متخصص یکی از بزرگ‌ترین دغدغه‌های این فرایند بوده است؛ همین مسئله سبب شده که از زمان‌های خیلی دور، متخصصان از موانعی استفاده کنند که در جایگاه حائلی میان مایع یا سیال داخل چاه و دیوارهٔ آن عمل کند و فرایند درهم ریختن این تأسیسات را به حداقل برساند. در این روزها، با پیشرفت فرایندهای فولادسازی، این فرایندها نیز پیشرفت کرده است؛ تا جایی که این روزها دسته‌ای به‌خصوص از لوله‌های فلزی با عنوان لوله جدار چاه تولید می‌شوند و برای همین کاربردها استفاده می‌شوند.
در ادامهٔ این مقاله قصد داریم پاسخی کامل برای پرسش “لوله جدار چاه چیست” به دست دهیم و توضیحاتی را بیان نماییم که در درک بهتر کاربردهای این لوله مفید هستند. علاوه بر این، در صفحه‌ای که پیش روی شما قرار دارد، قیمت لوله جدار چاه در انواع مدل‌ها نیز قرار گرفته تا در صورت نیاز، بتوانید محصول دلخواه خود را به‌سادگی سفارش بدهید.
لوله جدار چاه چیست؟
زمانی که از انواع لوله فولادی صحبت می‌کنیم، بسیاری از متخصصان آن دسته از اتصالات را به یاد می‌آورند که به شکل افقی در زیر خاک یا موقعیت‌های دیگر نصب می‌شوند و وظیفه دارند که سیالات گوناگونی را جابه‌جا کنند. جالب اینجاست که محصول موردبحث ما تا حدودی با این محصولات متفاوت است. برای آشنایی با اینکه لوله چیست و چه انواع و ویژگی‌هایی دارد، می‌توانید به مقاله اطلاعات جامع لوله مراجعه کنید.
لوله جدار چاه انتخابی ایمن برای حفاری زمین برای دسترسی به آب، گاز یا نفت و استخراج این ماده‌های گران‌بهاست. برای اینکه متخصصان بتوانند یک چاه ایمن حفر کنند که به‌سادگی فرونریزد و دیواره‌ای مستحکم داشته باشد، باید از یک حائل یا جداره با جنسی سخت استفاده کنند تا مقاومت سطح کلی چاه به شکل یکپارچه حفظ شود و احتمال فروریختن از بین برود. با این حساب، این دسته از لوله‌ها انتخابی مناسب هستند، چراکه علاوه بر مقاوم کردن دیوارهٔ چاه و کاهش ریسک تخریب، فرایند قراردادن آنها داخل این زیرساخت‌ها و انتقال سیالات به سطح زمین را ساده‌تر می‌کنند.
لازم به ذکر است که این دسته از محصولات با استفاده از چهار استاندارد یا در چهار نسل تولید می‌شوند که هرکدام دارای کاربرد و ویژگی‌های خاصی هستند؛ بنابراین، این مقاطع در چهار استاندارد زیر موجودند:
- نسل اول هوا برشی
- نسل دوم قوسی
- نسل سوم کرکره‌ای
- نسل چهارم اسکرین جانسون
ساختار کلی لوله جدار چاه
لوله‌های جدار چاه نقش حیاتی در انتقال مواد مختلف از اعماق زمین به سطح بستر زمین در صنایع گوناگون ایفا می‌کنند. این لوله‌ها به صورت استوانه‌هایی با ضخامت دیواره نازک و قطر خارجی مشخص تولید می‌شوند. یکی از ویژگی‌های اصلی این لوله‌ها نسبت قطر به ضخامت دیواره (D/t) بوده که معمولا بین 10 تا 50 قرار دارد. طول این لوله‌ها نیز نسبتا بلند است و از ترکیب چندین لوله به نسبت طول به قطر خارجی (l/D = 10) تشکیل می‌شود.
به منظور جلوگیری از ورود ذرات جامد به داخل لوله‌ها و تسهیل جریان سیال، در انتهای لوله‌های جدار چاه، از لوله‌های استوانه‌ای به نام “Screen” استفاده می‌شود. این لوله‌ها دارای شبکه‌ها و یا شیارهایی در سطح خارجی خود هستند که برای عبور سیال از داخل به کار می‌روند. چاه‌هایی که برای این لوله‌ها حفر می‌شوند، معمولا به وسیله فرآیند حفاری تشکیل می‌شوند. پوشش اطراف این لوله‌ها از دانه‌های شنی کروی تشکیل شده است که قطر آنها حدود 3 تا 20 میلی‌متر دارد. این ذرات شنی در اطراف لوله جمع‌آوری می‌شوند و به دلیل مزایایی نظیر زهکشی بهتر آب در اطراف چاه و جلوگیری از ورود ذرات اضافی به داخل لوله به کار می‌روند. این پوشش می‌تواند باعث نگهداری و عدم حرکت جانبی غلاف شده و لوله در مقابل بارهای فشاری محوری مقاومت نماید.
در نهایت، ساختار محکم و بهینه این لوله‌ها از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است زیرا نقش کلیدی در عملکرد چاه‌ها و انتقال سیال از اعماق زمین به سطح بستر زمین دارند، و هر گونه خطا یا ضعف در ساختار آنها می‌تواند عواقب جدی داشته باشد.
انواع لوله جدار چاه چیست؟
عوامل گوناگونی باعث ایجاد دسته‌های متنوعی از این محصولات می‌شود؛ به‌عنوان‌مثال، جنس بدنهٔ این لوله‌ها و نوع سطح مقطع آنها مؤلفه‌هایی کلیدی در تعیین گروه‌های متعددی از این مقاطع هستند و در نهایت، موجب بروز ویژگی‌ها و کاربردهای نسبتاً متفاوتی برای این محصولات می‌شوند. هریک از این موارد، به طور جداگانه تاثیرگذاری بسیاری در قیمت لوله دارند.
در ادامهٔ این بخش، ابتدا به انواع این محصول بر اساس جنس بدنه می‌پردازیم و پس از آن، به سراغ بررسی این مقاطع باتوجه‌به سطح مقطع آنها خواهیم رفت و نکاتی را هم در این باره بیان می‌کنیم.
متریال
مواد اولیه‌ای که در ساخت این لوله‌ها استفاده می‌شوند، در دو دستهٔ کلی فلزی و غیرفلزی قرار می‌گیرند. هرکدام از این متریال‌ها، ویژگی‌های مخصوص به خود را دارند و در شرایط خاصی به کار گرفته می‌شوند. گفتنی است که انتخاب نوع متریال به‌کاررفته در مقاطع، تأثیر زیادی در قیمت روز لوله جدار چاه دارد.
- لوله‌های فلزی:
این گروه از محصولات معمولاً با استفاده از ورق‌های فولادی نورد گرم و سرد ساخته می‌شوند و پس از آن، درز موجود آنها جوشکاری می‌شود. این دسته از لوله‌ها مقاومت بالایی در برابر انواع ضربه و آسیب‌های فیزیکی دارند و گزینه‌هایی صنعتی‌تر به‌حساب می‌آیند؛ از طرف دیگر، به سبب جنس فلزی، مقاومت کمتری در مقابل واکنش‌های شیمیایی و زنگ‌زدگی دارند و همین مسئله، عیبی برجسته به‌حساب می‌آید.
- لوله‌های غیرفلزی:
لوله‌هایی که با جنس پی‌وی‌سی (PVC) و یوپی‌وی‌سی (UPVC) تولید شده‌اند، در این دسته قرار می‌گیرند. محصولات این دسته مزیت‌های زیادی دارند؛ به‌عنوان‌مثال، وزن کمتری در مقایسه با نمونه‌های فلزی دارند، ساده‌تر نصب می‌شوند و دچار زنگ‌زدگی نمی‌شوند؛ از طرف دیگر، این مقاطع مقاومت پایینی برای آن دسته از موقعیت‌ها دارند که بحث آسیب‌های فیزیکی مطرح می‌شود.
سطح مقطع
در زمان‌های گذشته، لوله‌های فلزی با سطح مقطع یکدست و بدون هیچ برش خوردگی تولید می‌شوند؛ این مسئله باعث می‌شد که مقاومت بدنه افزایش پیدا کند و ناخالصی مایعات داخل چاه به حداقل برسد اما در این وضعیت، یک مشکل هم به وجود می‌آمد. در چاه‌هایی که این دسته از لوله‌ها کار شده بودند، آب کمتری توسط پمپ‌های برقی یا دستی استخراج می‌شد و همین مسئله بیانگر ورودی کم آب از ته چاه بود.
بعدازاین، متخصصان به دنبال راه‌حل‌های گوناگونی برای این مشکل گشتند و در نهایت، مقاطعی را طراحی کردند که شیارهایی در سطح مقطع خود داشتند؛ این شیارها حجم آب ورودی را به‌مراتب افزایش می‌دادند اما فیلتراسیون ضعیفی داشتند و همین نکته، باعث ورود نخاله‌های زیادی در مخزن می‌شود. در ادامهٔ این فرایند، لوله‌های دیگری طراحی شد که سطحی مشبک داشتند و در کنار ورودی بالای مایعات و سیالات، فیلتر قوی‌تری هم داشتند. با این حساب، سه مدل لوله در بازار وجود دارد که متناسب با نیاز متخصصان به کار می‌رود:
- شیاردار
- بدون شیار
- مشبک
ابعاد و سایز لوله جدار چاه
سایز و ضخامت یکی از برجسته‌ترین عوامل در تعیین وزن و قیمت لوله جدار چاه فلزی است؛ همین مسئله باعث می‌شود که متخصصان به این عوامل توجه خاصی داشته باشند و از جهات گوناگونی آنها را بررسی کنند. در ادامهٔ این بخش، ابعاد، ضخامت و وزن این محصولات را به شکل کلی بررسی می‌کنیم؛ این مقاطع معمولا با ابعاد زیر در بازار موجود هستند:
- 6 تا 14 اینچ سایز؛
- 6 تا 8 میلی‌متر ضخامت؛
- 150 تا بیش از 400 کیلوگرم وزن.
گفتنی است که طول این مقاطع نیز کاملا به نیاز مشتریان وابسته است؛ البته در برخی موارد، متخصصان با جوشکاری دو لوله به یکدیگر و ساخت یک مقطع یکدست، نیاز خود را برطرف می‌کنند. برای مثال، متخصصان می‌توانند از یک لوله جداره چاه عمیق 12 اینچ 6 میل استفاده کنند یا دو لولهٔ 6 اینچی را به یکدیگر جوش بدهند؛ این مسئله مطمئنا در قیمت روز لوله جدار چاه و نرخ پایانی پروژه موثر است.
وزن لوله جدار چاه
وزن لوله جدار چاهی از جمله مواردی است که در فرآیند تعیین قیمت و انتخاب این لوله‌ها از اهمیت بالا برخوردار می‌باشد. در حقیقت، وزن لوله جدار چاه توسط عددی کیلویی نمایانگر می‌شود و معمولا به عنوان یکی از پارامترهای اساسی در تعیین قیمت این لوله‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. وزن لوله تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار می‌گیرد که شامل ابعاد لوله، طول، ضخامت دیواره و نوع مواد مورد استفاده در فرآیند تولید است. بنابراین، وزن لوله جدار چاه به‌عنوان یک معیار مهم برای تفکیک و انتخاب مناسب‌ترین لوله برای چاه‌های عمیق مورد استفاده قرار می‌گیرد. جداول وزنی که توسط تولیدکنندگان ارائه می‌شوند، اطلاعات دقیقی را در اختیار مهندسان و اشخاص متخصص قرار می‌دهند تا بتوانند تصمیمات بهتری برای انتخاب و استفاده از لوله‌های جدار چاهی مناسب بگیرند. این اطلاعات شامل ابعاد لوله، وزن در واحد طول و سایر مشخصات که برای درجه‌ها و اندازه‌های مختلف تعریف شده است، و به عنوان راهنمایی معتبر و ضروری در صنعت چاه‌کنی و اکتشاف منابع زیرزمینی عمل می‌کنند.
روش تولید لوله جدار چاه
لوله‌های جدار چاهی، ابزاری بسیار حیاتی برای محافظت از چاه‌های عمیق و انتقال مایعات از اعماق زمین به سطح خارجی هستند. این لوله‌ها معمولا طول‌های متنوعی دارند که از 6 تا 12 متر می‌رسند و در ضخامت‌های مختلف 5.4 و 6 میلی‌متر تولید می‌شوند. تولید این لوله‌ها از طریق فرآیند اکسترود انجام می‌شود و جالب است بدانید که در لوله‌های جدار چاهی هیچ شکاف یا محل جوشی مشاهده نمی‌شود، و این از اهمیت ویژگی‌های ضد نشتی و ساختار محکم آنها در این برنامه‌ها خبر می‌دهد. این لوله‌ها با اندازه‌ها و استانداردهای مختلفی تولید می‌شوند و بسته به نیاز و شرایط محیطی، متناسب با هر مورد مورد استفاده قرار می‌گیرند. در فرآیند تولید لوله جدار چاه، دو روش اصلی وجود دارد: روش درز مستقیم و روش مارپیچ (اسپیرال).
هر دو روش مهم و مناسب هستند و بسته به نیاز و مشخصات مورد نظر در پروژه‌ها انتخاب می‌شوند. تولید لوله جدار چاهی از جنبه‌های مختلف اقتصادی و فنی اهمیت دارد و با توجه به نیاز به حفاظت از چاه‌ها و انتقال بهتر مایعات، انتخاب مناسب‌ترین روش تولید و مشخصات لوله‌ها بسیار مهم است.
در پایان، ایجاد شیارهای عمودی بر سطح لوله جدار چاهی از ضروریت‌های مهم در فرآیند تولید این نوع لوله‌هاست. این شیارها باعث افزایش مقاومت و مفید‌تر شدن این لوله‌ها در مقابل فشار و نیروهای مخرب می‌شوند. همچنین، این شیارها به ورود آب اطراف لوله به داخل چاه کمک می‌کنند و از ریزش چاه جلوگیری می‌کنند. از آنجا که محافظت از چاه و افزایش طول عمر لوله از اهمیت بسزایی برخوردار است، ایجاد شیارهای عمودی به روش استاندارد و ماشینی انجام می‌شود تا بهترین نتیجه و کیفیت ممکن به‌دست آید و ریسک ریزش چاه و خرابی لوله کاهش یابد.
کاربردهای لوله جدار چاه
علاوه بر دو موردی که در بخش قبلی بیان کردیم، این محصولات کاربردهای دیگری را هم به عهده دارند. زمانی که چاهی را به شکل سنتی حفر می‌کنیم و از پوشش‌های مدرن برای مستحکم‌سازی آن استفاده نمی‌کنیم، علاوه بر احتمال تخریب، مایعاتی که از منابع زیرزمینی خارج می‌شوند نیز ناخالصی‌های زیادی دارند، چرا که معمولا با شن، ماسه، سنگ و سایر نخاله‌هایی که در بدنهٔ چاه بوده آمیخته می‌شوند و در نهایت، خروجی یکدستی به ما نمی‌دهند.
پس این لوله‌ها در یکدست‌سازی خروجی‌ها نیز کاربرد فراوانی دارند؛ علاوه بر این، وظیفهٔ دیگر این محصولات محافظت از سیم‌کشی و سایر اتصالاتی است که برای انتقال انرژی به پمپ یا تاسیسات زیرزمینی استفاده شده است؛ در صورت استفاده‌نکردن از این گزینه‌ها، احتمال آسیب این بخش از تاسیسات نیز افزایش پیدا می‌کند.
نحوه نصب لوله جدار چاه
مطالعات و نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که طراحی و اجرای ساختمان چاه با در نظر گرفتن عوامل اساسی می‌تواند به بهبود کارایی چاه‌ها و کاهش هزینه‌ها کمک کند. از جمله موارد اساسی در این خصوص می‌توان به تعیین عمق چاه بر اساس ویژگی‌های منطقه و سفره لایه‌ها، نحوه حفاری مناسب با توجه به کیفیت رسوبات، انجام عملیات الکترولاگینگ جهت تعیین کیفیت سفره و مکان اسکرین‌ها، استفاده از لوله‌های اسکرین کارخانه‌ای به جای لوله‌های مشبک، استفاده از سیستم تزریق یک‌طرفه برای امکان تغییرات آینده، افزایش تعداد اسکرین‌ها در لوله جدار، نصب دقیق و تراز لوله جدار جهت جلوگیری از انحراف طولی چاه، و توسعه چاه با استفاده از پمپاژ دیزل و تزریق متناسب با نیازها اشاره کرد. این عوامل می‌توانند به بهبود کارایی چاه‌ها و کاهش هزینه‌ها کمک نمایند.
مزایای لوله جدار چاه
زمانی که قصد داریم دربارهٔ مزیت‌های این دسته از محصولات صحبت کنیم، باید ابتدا به این مسئله بیندیشیم که جنس بدنهٔ محصول مورد بحث ما چیست. معمولا از متریال فلزی و غیرفلزی در ساخت این دسته از لوله‌ها استفاده می‌شود و نکته اینجاست که هر دو دستهٔ این متریال‌ها، ویژگی‌های مخصوص به خود را دارند؛ همچنین قیمت لوله جدار چاه با استفاده از متریال‌های گوناگون، متفاوت خواهد بود.
در ادامهٔ این بخش، برخی از ویژگی‌های کلی لوله‌های جدار چاه را بدون درنظرگرفتن جنس آنها بیان می‌کنیم
- استحکام مطلوب در برابر اکسید آهن و عوامل خورنده مانند آب و رطوبت
- وزن مناسب در مقایسه با ابعاد کلی که فرایندهای حمل‌ونقل این محصولات را ساده می‌کند
- ماندگاری بالا در صورت نصب صحیح
- جلوگیری از به‌وجودآمدن آلودگی‌های احتمالی در منابع آب زیرزمینی.
چه مواردی در تعیین قیمت لوله جدار چاه اثر گذار هستند؟
قیمت لوله‌های جدار چاه تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار می‌گیرند و بر اساس این عوامل متغیر است. از جمله موارد اثرگذار می‌توان به جنس لوله اشاره کرد. نوع مواد مورد استفاده در تولید لوله، تاثیر زیادی بر قیمت آن دارد. به عنوان مثال، لوله‌های فولادی معمولا ارزان‌تر هستند، در حالی که لوله‌های PVC و UPVC هزینه‌های بیشتری دارند. همچنین، ویژگی‌های خاصی نظیر خاصیت ضد زنگ بودن یا مقاومت بیشتر در برابر فشار و دما نیز می‌تواند به افزایش قیمت لوله فولادی منجر شود. عوامل دیگری مانند قطر و ضخامت دیواره لوله، محدوده تامین و تقاضا، هزینه تولید و نگهداری، هزینه‌های حمل و نقل، و مطابقت با استانداردهای صنعتی نیز در تعیین قیمت لوله‌های جدار چاه تاثیر دارند. در نهایت، شرایط بازار و عوامل اقتصادی نیز می‌توانند قیمت را تحت تاثیر قرار دهند.
جمع‌بندی
لوله جدار چاه نوعی از مقاطع صنعتی است که در پوشش‌دهی چاه‌ها و زیرساخت‌های زیرزمینی کاربرد فراوانی دارد؛ این دسته از محصولات باعث ایجاد پوششی مناسب برای چاه می‌شود و احتمال بروز مشکلاتی مانند ریزش چاه یا ورود ناخالصی‌ها به مایعات و سیالات را به حداقل می‌رساند. گفتنی است که این دسته از محصولات با دو متریال کلی فلزی و غیرفلزی ساخته می‌شود و از جهت سطح مقطع، به دو شکل شیاردار و بدون شیار تقسیم می‌شود. همهٔ این موارد در کنار یکدیگر، پاسخ جامع برای پرسش “لوله جدار چاه چیست” به دست می‌دهند.