به دلیل تنوع سنگ انواع مختلف سیستم حفاری نیز جهت حفر چاه یا چاه درسنگ توسعه داده شده است که انتخاب آنها به اندازه پروژه ، طبیعت و نوع سنگ ، عمق و قطر چاه ، مقدار استخراج و غیره ...... بستگی دارد . ابتدایی ترین شکل از سیستم حفاری ، پتک وپتک میله فلزی بوده است که جهت شکستن وکاهش ابعاد سنگ به کار گرفته شده است . ولی بتدریج با تکامل تکنولوژی و افزایش تقاضا جهت مواد معدنی و غیره این نوع سیستم های اولیه جای خود را به سیستم های پیشرفته تری داده اند. به نحوی که بعضی از سیستمهای حفاری (چرخشی یا دورانی ) قادرند در ازای هر شیفت st 2000 فوتی (حدود 600m ) حفاری کنند به طور کل بر اساس مکانیزم نفوذ درسنگ چهار گروه سیستم حفاری تاکنون توسعه داده شده اند که عبارتند از :

1- سیستم حفاری دستی

2- سیستم حفاری ضربه ای

3- سیستم حفاری چرخشی

4- سیستم حفاری ضربه ای – چرخشی

مته های حفاری که معمولا به پایین ترین بخش لوله حفاری یا در مورد چاههای عمیق بالاخص سیستمحفاری چرخشی به پایین ترین بخش لوله اضافی (drill collar ) متصل بوده و عامل انتقال انرژی دریافتی از لوله ی حفاری به سنگ می باشد و از این طریق موجب نفوذ در آنها می گردد. بدون شک مقدار انرژی باید به حدی باشد که بتواند مقاومت سنگ را در هم بشکند و جنس مته ها نیز باید از موادی تشکیل شده باشد که در مقابل سختی سنگ ها ، حرارت و فشار اعمال چاه یا چاهها مقاومت کنند . با توجه به عملکرد مته های حفاری ( شکستن و نفوذ در سنگها ) آنها را بر اساس سه اصل زیر طراحی می کنند:

1-مته هایی که باعث تراشیدگی (crushing-chipping attion ) و ریز ریز شدن سنگها می شوند. این گونه مته ها بیشتر برای سنگهای دارای مقاومت و سختی کم همچون رسهای چسبنده شیلهای رسی و سنگها یا کانی های دارای خاصیت ساییدگی مورد استفاده قرار می گیرد.

2- مته هایی که در اثر مماس و با عمل بررشی (shearing action ) موجب نفوذ در سنگها می شوند. این نوع مته ها برای سنگها ی نیمه سخت تا سخت و همچنین سنگهایی با خاصیت ساییدگی به کار برده می شوند.

3- مته هایی که با ایجاد بریدگی و خراش اندازی cutting-abrasiveaction موجب نفوذ در سنگ ها می شوند . این گونه مته ها برای سنگ های نیمه سخت تا سخت و سنگ هایی با خاصیت پلاستیکی مورد استفاده قرار می گیرند.

این امکان که همواره میزان دقیق فشاری را که هنگام حفاری یک چاه با آن مواجه خواهیم شد بدانیم وجود ندارد. به همین علت این یک مسئله غیر عادی نیست که ما با فشارهای کمتر از فشاری که گل حفاری اعمال می کند برخورد کنیم و در نتیجه سیال داخل مخزن به داخل چاه و سپس به سطح زمین جریان پیدا کند این پدیده blowout (فوران چاه ) نامیده می شود و یکی از خطرناکترین و گرانقیمت ترین اتفاقاتی است که در حین حفاری ممکن است اتفاق بیفتد.

وظیفه اصلی Blow out preventer بستن aularspace یعنی فضای بین پوشش جداری (casiny ) و drillpipe می باشد preventer – ها به شکل های مختلفی طراحی شده اند اما ضرورتا همه آنها به شکل valve – هایی هستند که فضای بین casing و driupipe را می بندند-شکل زیر

اغلب blow out prerenter یا به صورت هیدرولیکی و یا با فشار هوا کنترل می شوند و آنها برای احتیاط با دست نیز قابل کنترل (باز و بسته کردن ) می باشند میزان فشاری که آنها می توانند تحمل کنند بستگی به میزان قطر وفشار منطقه و عمقی دارد که مورد حفاری قرار می گیرد .

انواع blowout preventer :

الف ). Aullar preventer :

این نوع preventers می تواند دور هر لوله ( فضای حلقوی ) به هر شکل و هر اندازه ای را در داخل چاه مسدود کند و آنها معمولا بسته می شوند زمانی که چاه توسط یک جریان ناخواسته kick تمدید شود شکل 25

ب) . piprams preventer

دو نوع از این گونه ابزار وجود دارد : vaviable, standard نوع استاندارد آن فقط برای یک اندازه مخصوص drillpipe ساخته شده است و از آن در طی عملیات حفاری برای بستن بدنه drillpipe استفاده می شود. نوع variable آن این توانایی را دارد که بدنه لوله ها با قطرهای مختلف را مسدود کند

ج) Blind and shear ram preventer :

Blind rams – ها برای بستن زمانی که casing, drillstring در چاه نیستند طراحی شده اند. Shearram یک نوع blindram است که قادر می باشد تا لوله ها pipes را ببندد و یک چاه open hole ( جداره گذاری نشده) را مسدود کند

2- پمپ هابی گل حفاری mud pumps

مهمترین عملکرد پمپ های گل حفاری به حرکت در آوردن گل حفاری تحت فشار حجم کافی می باشد پمپ هایی که در این مورد استفاده می شوند از نوع پیستونی است که ممکن است تعداد و پیستون آنها یک singletype ، دو duplex و یا سه عدد triple xtype باشد و عمل پمپاژ گل حفاری از یک جهت و یا هر دو سمت پیستون انجام گیرد. Double attion

متداولترین پمپ های گل حفاری در صنعت حفاری از نوع دو پیستونه است که معمولا پمپاژ گل نیز از دو سوی پیستون انجام می شود شکلهای 26 الف و ب یک نوع پمپ گل حفاری دو پیستونه و قسمتهای مختلف آن و همچنین عملکرد پیستون ( پمپاژ از دو سمت) و دریچه ها را نشان می دهد .

- مزیت های پمپ های نوع پیستونی برای خدمات حفاری به این قرار است:

1- توانایی به حرکت در آوردن مایعاتی که در صدی از ترکیب آنها را ذرات جامد تشکیل می دهد.

2- دریچه های ورودی و خروجی این نوع پمپ ها عبور ذرات درشتی همچون میکا ،خاک اره، پیرلیت، الیاف و غیره را که جهت جلوگیری ازبه هدر رفتن گل حفاری مورد استفاده قرار می گیرند را میسر می سازد.

3- آماده بودن تعمیر و تعویض قطعات آنها در محل عملیات حفاری با وسایل نسبتا ساده برای مثال پیستونها ، دریچه ها و بعضی از اجزاء مهم دیگر.

4- به دلیل تنوع در اندازه پیستون امکان به کارگیری حجم و فشار متفاوت وجود دارد قطر پیستونها معمولا 8 اینچ ( 32/20 سانتی متر ) و حداکثر فاصله ای stroke که پیستون به ازای هر سیکل پمپاژ طی می کند 18 اینچ (72/5 سانتی متر ) است .(L) حرکت پیستونها تابع چرخش میل لنگ crank است که به دور محور خود در دقیقه می چرخد . لذا در پمپ های دو پیستونه که از هر دو جهت پیستونها گل حفاری پمپاژ می گردد. به ازای هر بار چرخش میل لنگ پیستون چهار بار طول مشخص L را طی می کند تاگل را از دو سمت پمپاژ کند آسیب دیدگی این نوع پمپ ها در اثر این است که سیال خروجی از این نوع پمپ ها PULSATING هستند یعنی ضربان دارند که باعث وارد شدن نیرو به خطوط DISCHARGE می شود . این تاثیر منحنی را می توان مینیمم کرد با قرار دادن اتاقهای محتوی هوا در خطوط DISCHARGE که به این اتاقکهای هوا airfilted surge cham bers گویند.

- انرژی مورد نیاز جهت پمپاژ گل حفاری از روابط زیر به دست می آید:

- W=F.X (1-4)

- F=P.A (2-4)

- W=P*ND2/4*L (3-4)

که در رابطه فوق

D = قطر پیستون بر حسب اینچ

L = حداکثر فاصله ای که توسط پیستون در یک سیکل طی می شود (اینچ)

P = فشار نسبی به هنگام خروج گل حفاری از دریچه خروجی PSIG

W= انرژی مورد نیاز برای پمپ های برای دو پیستون که عمل پمپاژ از هر دو سوی پیستون (سیلندر) به ازای هر چرخش میل لنگ انجام می گیرد برحسب پوند – اینچ

در این پمپ به ازای هر چرخش میل لنگ N پیستون 4L را طی می کند بنابراین :

W=P*Nd2/4 *N * 4L (4-4)

N = تعداد چرخش میل لنگ به دور خود به هزای هر دقیقه است.

با توجه به آنکه واحد انرژی در سیستم انگلیسی به پوند بر فوت در حفاری بیان می شود لذا :

W=P*Nd/4*4L/12*N (5-4)

و بدین ترتیب قدرت مورد نیاز برای پمپاژ گل توسط پیستون بر حسب اسب بخار برابر است با :

HP=P* (ND2/4*L/12*4N) /33000 (6-4)

و مقدار q حجم گل حفاری جریان یافته در هر دقیقه برابر است با :

q=Nd2/4 *4N *1/231*L gal/min (7-4)

به عبارت دیگر :

231q=nd2 /4*L*4N (8-4)

چنانچه دو سمت معادله را بر عدد 12 تقسیم کنیم خواهیم داشت :

q=n D 2 /4 *L/12 *4N (9-4)

چنانچه در فرمول 4-6 به جای nd2/4* L*4N /12 معادل آن برحسب q را قرار می دهیم فرمول برای قدرت برحسب بخار چنین خلاصه می شود :

HP=qp/1714

فرمول فوق برای وضعیتی است که بازدهی مکانیکی e صد در صد باشد در غیر این باید در مخرج رابطه فوق ضریب بازدهی ضریب بازدهی مکانیکی در نظر گرفته شود تا محاسبه قدرت از دقت بیشتری برخوردار باشد.

مهمترین بخش رشته لوله های حفاری میله یا لوله حفاری است که به منظور انتقال انرژی به مته و عبور دادن گل حفاری به ته چاه جهت خنک نمودن سر مته و انتقال قطعات خرد شده سنگ از فضای بین دیواره خارجی لوله حفاری و دیواره چاه به سطح زمین طراحی گردیده است.

اصطلاحا وقتی از واژه لوله PIPE استفاده می شود در ذهن امکان عبور سیال از درون آن تداعی می شود که این اصطلاح در مورد لوله های حفاری ماشین صادق است . در مورد ماشینهای ضربه ای بعضا به جای لوله از واژه میله استفاده می شود ROD در لوله های ماشینی ضربه ای علی رغم عبور سیال از درون آن به دلیل قطر کم فضای درونی از واژه میله و حتی سوزن نیز استفاده می شود که منظور همان لوله حفاری است. اندازه لوله حفاری به اندازه چاه قدرت ماشین حفاری و مقدار انرژی منتقله به مته بستگی دارد و طول آن با توجه به طول چاه از چند سانتی متر متغییر است . برای حفر چاه های عمیق چند و یا چندین لوله حفاری را به یکدیگر متصل می کنند COUPLING جهت جلوگیری از انحراف و نوسانبیش از اندازه توصیه می شود که حداقل فضای بین دیواره خارجی لوله حفاری و دیواره داخل چاه وجود داشته باشد و در بیشتر موارد یک تا دو اینچ فاصله توصیه می شود. همچنین در صورت امکان ( توانایی ماشین حفاری و اندازه چاه ) لوله های حفاری اندازه و سنگینی قابل ملاحظه ای برخوردار بوده و فاقد درز و شکاف باشند به منظور کاهش شکستگی لوله های حفاری علاوه بر جنس از نظر شکل نیز تفاوت هایی دارند چند نمونه از این لوله ها عبارتند از شکل 32 الف . لوله هایی که دیواره انتهایی دو طرف به سمت داخل ضخیم شده اند (ivteal upset drillpipe ) ( قطر داخلی کاهش می یابد) . ب)و ج). لوله هایی که دیواره انتهایی دو طرف به سمت خارج ضخیم شده اند (exterval upset drill pipe ) ( قطر خارجی افزایش می یابد ) د.) لوله هایی که انتهای دو طرف آنها هم از داخل و هم از خارج ضخیم ساخته شده اند و شیارهایی (بندهایی ) از سمت راست به چپ در انتهای این لوله جهت اتصال ایجاد می شود (inteal – exteal upset drill pipe )

ه) لوله های حفاری آلومینیومی

قطر خارجی لوله یا میله حفاری حدودا یک اینچ کمتر از قطر مته یا چاه انتخاب می شود این اختلاف باعث می شود تا فضای کافی بین دیواره داخلی چاه و دیواره خارجی لوله جهت خرده ریزهای حفاری به وجود آید که یه فضای آنولوس (aularspale ) . قطر این فضا در ماشین های ضربه ای کمتر از ماشینهای چرخشی است. در ماشین های ضربه ای بین 6 تا 12 میلی متر بوده در حالی که قطر فضای آنولوس در ماشین های چرخشی بین 12 تا 25 میلی متر متغییر است. این اختلاف برای آن است که خرده ریزهای حفاری در ماشینهای ضربه ای ریزتر از ماشینهای چرخشی به استثنای ماشینهای حفاری چرخشی الماسی می باشند . خردهای حفاری در ماشینهای چرخشی الماسی ریزتر از سایر ماشینهای حفاری است .

وزن لوله و یا میله حفاری به جنس و ابعاد آن بستگی دارد . در برخی از ماشینهای حفاری ضربه ای سبک اما در بعضی از ماشینهای حفاری سنگین اند و حمل آنها از طریق یک اپراتور امکان پذیر نیست برای مثال لوله ها و با طول 6متر قطر خارجی 2/1 3 اینچ حدود 118 کیلو گرم وزن دارند . شکل زیر چند نمونه از روشهای اتصال لوله یا میله های حفاری را نشان می دهد . اتصال لوله یا میله ها از طریق نرو مادگی ، سوزن (pincoection ) یا سوزن با پوشش (pin-box coection ) انجام می شود.

پایین ترین بخش لوله های حفاری در روش حفاری چرخشی را لوله اضافی ( وزنه اضافی ) تشکیل می دهد که در واقع رابطه مته با لوله حفاری است لوله اضافی را قبلا طوق کوتاه ( pin- box coection ) می نامیدند.اما به دلیل کاربردهای دیگر و تغییر در اندازه آن عنوان لوله یا وزن اضافی در صنعت حفاری متداول شده است . در سالهای اخیر طول لوله اضافی جدید تا 30 فوت (9متر) برای حفر چاههای عمیق طراحی می شود و برای حفر چاههایی نیمه عمیق گاهی طول مجموع وزنه اضافی به 900 فوت (274) نیز می رسد . هدف از قرار دادن لوله اضافی روی مته ایجاد سنگینی در بخش پایینی رشته لوله های حفاری به منظور جلوگیری از نوسانمته و انحراف چاه افزایش بازدهی حفاری است . سطح خارجی وزنه اضافی به طور معمول صاف و متحدالشکل است و قطر سطح داخلی آن نیز یکسان است . قطر داخلی آن معمولا 4/1 تا 8/7 2 اینچ ( 57تا 73 میلی متر ) و قطر خارجی نیز به قطر چال بستگی دارد. شکی نیست هر چه قطر خارجی وزنه اضافی زیادتر باشد سنگینی آن بیشتر عملکرد مته و انحراف کمتری دارد قبلا برای چال هایی به قطر 8/7 7 تا 4/3 9 اینچ ( 200متر تا 210 میلی متر ) وزنه اضافی با قطر 6 تا 4/1/ 6 اینچ ( 152 متر تا 159 میلی متر ) معمول بود . اما اخیرا وزنه اضافی با قطر 7 اینچ نیز طراحی و استفاده می شود . معمولا اتصال وزنه هایی اضافی در قسمت پایین از طریق سوزن و در قسمتی بالا سوزن با پوشش است.

لوله گذاری چاهها بالاخص چاههای نفت ،گاز،آب و اکتشافاتی قسمتی از عملیات حفاری می باشد که به هنگام پیشرفت عملیات حفاری یا پس از حفر چاه ها لازم است. عمل قرار دادن لوله های فولادی سنگینی در داخل چاهها را که به منظور حفاظت آنها انجام می گیرد لوله گذاری چاهها می نامند که مجموعه طول لوله ها که به صورت یک تیوب پیوسته و برای یک منظور خاص در عمق معینی از چاه گذاشته می شود رشته لوله های محافظ (casing string ) چاه گفته می شود . هر رشته لوله محافظ از یک یا چند لوله متصل به هم تشکیل شده است . لوله های هر رشته معمولا قطر خارجی و قطر داخلی یکسان دارند. با توجه به عملکرد این رشته لوله ها و وضعیت چاه ها چهار نوع رشته لوله های محافظ casing چاه را می توان برای چاه ها به کار برد البته ضرورتی ندارد که در همه چاهها هر چهار رشته لوله های محافظ مورد استفاده قرار گیرند حداقل دو و حداکثر چهار رشته در چاهها به کار برده می شوند برنامه ریزی برای لوله گذاری چاهها معمولا قبل از انتخاب ماشین حفاری صورت می گیرد . در هر چاه که نیاز به لوله گذاری دارد از نظر قطر مته ها و لوله های مختلف به کار برده می شوند.

لوله های محافظ چاه (casing ) بر حسب پنج خاصیت تقسیم بندی می شوند که عبارتند از :

1- قطر خارجی

2- ضخامت دیواره

3- نوع موادی که در ساخت لوله ها محافظ (پوشش جداری ) به کار رفته است

4- چگونگی (نوع) اتصال

5- طول لوله محافظ چاه

قطر خارجی و ضخامت دیواره لوله های محافظ چاه بر وزن و سنگینی لوله ها نیز تاثیر می گذارند/

وقتی که لوله های محافظ به داخل چاه قرار داده می شوند تحت تاثیر سه فشار قرار دارند که باید بتوانند آنها را تحمل کنند این سه فشار عبارتند از :

1- فشار خارجی 2- فشار داخلی 3- فشار طولی یا محوری

فشار خارجی موجب فروریختگی یا شکست casing می گردد، فشار درونی باعث ترکاندن casing شده و فشار طولی یا محوری موجب کاهش مقاومت casing در مقابل فشار خارجی می شود و روند فروریختگی را سرعت می بخشد . با توجه به عوامل مذکور انتخاب لوله های محافظ چاه از نظر کیفی ،طولی و وزن اهمیت ویژه ای دارد که در ذیل به تقسیم بندی لوله ها محافظ casing بر این اساس اشاره می شود

1) کیفیت لوله ها

کیفیت لوله ها بر اساس مقاومت تسلیم آنها (yieldstrength) آنها تقسیم بندی می شوند این تقسیم بندی توسط API (American ptroeum Instiue ) صورت گرفته است در جدول زیر آمده است .

طبقه بندی لوله ها بر اساس مقاومت تسلیم

2). طول لوله محافظ

لوله های محافظ چاه بر اساس طول نیز به سه طبقه تقسیم می شوند تقسیم بندی API این تقسیم بندی در جدول زیر نشان داده شده است . بر اساس این تقسیم بندی طول لوله ها 16 تا 42 فوت متغییر است.

تقسیم بندی لولهای محافظ ( casing ) بر اساس طول (فوت)

3). تقسیم بندی لوله های محافظ براساس قطر و ضخامت دیواره لوله ها محافظ چاه بر اساس قطر خارجی و ضخامت دیواره یا وزن احمی شان نیز تقسیم می شوند تقسیم بندی API در این تقسیم بندی 74 نوع لوله محافظ با قطر بین 4/1 4 اینچ و ضخامت دیواره لوله بین 205/0 تا 595/0 اینچ و وزن بین 5/9 تا 94 پوند به ازای هر فوت فهرست شده است ( جدول زیر )

-تاثیر فشار خارجی بر روی لوله های محافظ و نحوه محاسبه آن

وقتی لوله های محافظ ( پوشش جداری ) در داخل چاه قرار می گیرند فشار پشت لوله های محافظ ممکن است از فشار داخل لوله های محافظ زیادتر شود . این حالت به دلایل زیر اتفاق می افتد :

1- به خاطر فشار سیال داخل طبقات پشت لوله های محافظ

2- به دلیل وجود آببین دیواره خارجی لوله محافظ و دیواره چاه در هر دو صورت چنانچه اندازه این فشار زیادتر از فشار داخل لوله محافظ گردید فروریختگی یا شکست اتفاق خواهد افتاد . چنانچه فرو ریختگی یا شکست ، دائمی باشد بدان شکست پلاستیکی (PLASTIC FAILURE ) در غیر این صورت آن را شکستگی الاستیکی (ELASTIC FAILURE ) می نامند. توانایی لوله های محافظ در مقابل فشار خارجی بدون آنکه شکست پلاستیکی یا الاستیکی به وجود آید را مقاومت فرو ریختگی می نامند. (COLLAPSE RESISTANCE )

در مورد مقاومت فروریختگی مطالعات وسیعی چه از نظر تئوری و چه از نظر عملی انجام گرفته است. نتیجه این مطالعات دال بر این است که این مقاومت به سه عامل بستگی دارد که عبارتند از :

1). نسبت بین قطر لوله به ضخامت آن DE/T

2). نوع و کیفیت مواد به کار گرفته شده در لوله

3). فشار یا کشش محوری وارده به لوله

کلایندنیست (CLINEDINST ) نشان داده است برای حالتی که فشار خارجی بر روی قطر خارجی لوله های محافظ تاثیر می گذارد (که در همه موارد چنین است ) از معادله ذیل برای شکست الاستیکی می توان استفاده کرد.

Pc=2E/ 1-r2*1/(de/t)[(de/t)-1]2 (1-6)

که:

E=مودلوس الاستیسیته (PSI ) ، R= نسبت پوئسونز

De= قطر خارجی لوله (اینچ) ، T= ضخامت لوله (اینچ)

Pc= حداقل فشار فرو ریختگی یا شکست PSI

چنانچه در رابطه 6-1 به جای E مقدار 30*10 6PSI (مودولوس الاستیسیته فولاد ) و به جای R مقدار 0.3 قرار داده شوند . حداقل فشار فرو ریختگی یا شکست برای شکست الاستیکی از رابطه ذیل به دست می آید:

Pc= 65.73*10^6 /(DE/T) [(DE/T)-1]2 (2-6)

تجربه نشان داده که متوسط فشار فرو ریختگی تقریبا 95 درصد مقدار محاسبه شده با رابطه 6-1 است . و بر اساس شکست پلاستیکی لوله های محافظ به دو گروه تقسیم شده اند:

الف – آنهایی که نسبت DE/T کوچکتر از 14 است که از رابطه ذیل می توان حداقل فشار فرو ریختگی یا شکست را محاسبه کرد.

PC=2YP[(DE/T)-1 /(DE/T)2] (3-6)

که :

YP = متوسط مقاومت تسلیم موادی که در ساخت لوله های محافظ به کار برده شده است

ب)آنهایی که نسبت DE/DT آنها بزرگتر از 14 است که در این شرایط فشار فرو ریختگی یا شکست از رابطه زیر محاسبه می شود:

PB=YP[2.503/(DE/T) -0.046] (4-6)

- تاثیر فشار داخلی بر روی لوله های محافظ و نحوه محاسبه آن

به هنگام ورود سیالات طبقات به داخل لوله های محافظ چاه لوله های محافظ تحت فشار درونی قرار می گیرند . معمولا در قسمت تحتانی تحت تاثیر فشار بیرونی بزرگتر از فشار درونی است. اما در قسمت های فوقانی رشته لوله محافظ چاه فشار بیرونی تقریبا اغماض و در نزدیکی های سطح نه فشار طبقات وجود دارد نه فشار بیرونی ، در این وضعیت هر گونه فشار درونی اعم از فشار ناشی از سیال درون رشته لوله محافظ چاه یا فشار پمپ در سطح موجب بزرگتر شدن فشار درونی نسبت به فشار بیرونی می شود . این زیادی فشار باعث ایجاد ترک طولی در لوله محافظ چاه می شود . فشار درونی که موجب این شکست در لوله محافظ می شود فشار ترکیدگی (BURSTING PRESSURE ) می گویند. به طور متداول فشار ترکیدگی لوله ها فولادی از فرمول بارلو (BARLOWS EQUATION ) محاسبه می شود:

PB=2S.T/DE (5-6)

که:

S= مقاومت کششی فولاد T,(PSI)=ضخامت لوله (اینچ)

DE =قطر خارجی لوله محافظ ،PB=فشار ترکیدگی لوله PSI یا فشاری که نیاز است تا موجب گسیختگی در لوله شود.

شکست واقعی در اجسام وقتی اتفاق می افتد که تنش وارده از مقاومت تسلیم (YIELD STRENGTH) جسم زیادتر باشد و در این حالت است که تغییر شکل دائم در جسم پدید می آید . در حالی که در لوله های محافظ چاه ترک و شکست در فشاری کمتر از تنش که موجب شکست واقعی می شود پدید خواهد آمد و بدین منظور در فرمول بارلو با انتساب حداقل فشار تسلیم درونی به جای فشار ترکیدگی از حداقل مقاومت به جای مقاومت کششی استفاده می شود و از این دو اصطلاح در فرمول استفاده شده است. نکته دیگر در استفاده از فرمول بارلو آن است که به طور تجربی ثابت شده که ضخامت دیواره لوله های محافظ 5/12 درصد از ضخامت خود کمتر است . به عبارت دیگر فشار ترکیدگی یا فشار تسلیم درونی لوله ها محافظ در عمل ممکناست 5/12 درصد کمتراز مقداری باشد که از طریق فرمول بارلو پیش بینی شده است با توجه به توضیحات بالا و اصلاح فرمول بارلو فشار تسلیم درونی برای لوله های محافظ از رابطه ذیل محاسبه می شود .

PI=2Ymt(1-0.125) / de =1.75Ym t/de (6-6)

که :

Pi = مینیمم فشار تسلیم درونی Ym, (psi)=مینیمم مقاومت تسلیم psi

t/de= نسبت ضخامت دیواره لوله محافظ به قطر خارجی لوله محافظ است .

- تاثیر بار محوری

بار محوری دو تاثیر نا مطلوب در لوله های محافظ چاه دارد:

1- در جهت طولی موجب تغییر شکل دایم می شود.

2- مقاومت لوله های محافظ (casing ) را در مقاومت فشار بیرونی یا فرو ریختگی می کاهد.