توسط 
به منظور افزایش پایداری و بهینه نمودن عملکرد در رشته حفاری از تثبیت کننده ها یا پایدارکننده ها استفاده می شود که اهداف ذیل را دنبال می کند:
١- هم مرکز کردن رشته حفاری به منظور افزایش بازده مکانیکی و تثبیت دوران لوله های وزنی حول محور قائم
٢- کاهش زاویه چاه (Drop Angle) یا افزایش زاویه (Build Angle)، بسته به محل نصب آنها در رشته حفاری جهت حفر چاه های انحرافی ربات ها
٣- کاهش ضربه های وارد بر رشته حفاری و جلوگیری از حرکت های جانبی (تقریبا هم قطر چاه است.)
۴- کنترل راستای چاه در حفاری چاه های عمودی
۵- کنترل حرکت مته با تأمین قسمتی از بار روی مته
۶- کاهش تماس لوله های وزنی با دیواره چاه
استفاده از پایدارکننده ها در چاه های جهت دار، موتورهای درون چاهی و حفاری با مته سه کاجه و چکشهای کوبشی درون چاهی از اهمیت بالایی برخوردار است.
ترتیب قرار گرفتن پایدارکننده ها در رشته حفاری با توجه به هدف مورد نیاز متفاوت می باشد.
در نوع پاندولی (Pendulum Hook Up) یک پایدارکننده در فاصله ۲۰-۱۰ متری بالای مته قرار می گیرد تا مانع از انحراف حفره عمودی چاه شود و از وزن لوله های وزنی به عنوان عمل کننده روی پایداری محور در جهت دادن به مته استفاده می شود. در حالی که در ترتیب انباشته درون چاهی، عمل عکس آن با قرار دادن تعداد معینی پایدارکننده در فواصل مشخص از هم صورت می گیرد.
در مدل Fulerum Hook Up با قرار دادن یک پایدار کننده بعد از مته (Near Bit Stabilizer)، باعث انحراف چاه به سمت بالای حفره و افزایش زاویه چاه می شوند. با افزایش بار روی مته می توان نرخ افزایش زاویه چاه (Building Rate) را زیاد کرد. در مدل دیگری که به Stiff Hook Up معروف است از تعداد بیشتری پایدارکننده در قسمت پایین BHA استفاده می کنند تا چاه با یک زاویه ثابت (حفاری قسمت افقی در چاه جهت دار) یا بدون هیچ گونه انحرافی (جهت حفر چاه قائم) حفر گردد.
شکل زیر ترتیب قرار گرفتن پایدارکننده ها در رشته حفاری را نشان می دهد.
Stablizer Location In BHA
در نوع پاندولی، هنگام انحراف حفره از حالت عمودی، نیروی جاذبه قسمتی از رشته که در زیر پایدارکننده قرار دارد زاویه را به حالت قائم برگردانده و مانع از انحراف چاه می شود. هنگامی که لازم می شود زاویه انحراف کاسته شود، از اثر پاندولی استفاده می گردد. علت کاستن زاویه انحراف می تواند برای نگهداشتن مسیر چاه در استوانه فرضی و با ضرورت برگشت مسیر چاه به خط قائم باشد. برای کاربرد اثر پاندولی در ساق ته چاهی, تراشنده بالای مته برداشته شده ولی تراشنده (Reamer) با پایدارکننده بالایی در جای خود باقی می ماند.
Pendulum Force
در صورت انتخاب درست محل قرار گرفتن تراشنده یا پایدارکننده, لوله وزنی زیر آن، خود را از کناره پایین چاه دور می کند، نیروی ثقلی روی لوله وزنه و مته زیر تراشنده و پایدارکننده اثر کرده و باعث می شود که هنگام حفر چاه آنها را به سمت مرکز چاه گرایش دهد. مته تحت نیروی وزن لوله وزنی بالای خود به دیواره پایین چاه فشرده شده و از آنجا که مته مجبور است هم در امتداد خود و هم کناره پایین، چاه را حفاری کند. با پیشرفت کار، مته زاویه انحراف، کاهش می یابد. به بیان دیگر آخرین لوله وزنی و مته درست مثل آونگ همیشه در جستجوی وضعیت قائم می باشند.
فاصله محل قرار گرفتن پایدارکننده از مته به مقاومت لوله های وزنی بستگی دارد. لوله های وزنی با قطر کوچکتر، انحناپذیری بیشتری نسبت به لوله های وزنی با قطر بزرگ تر دارند, لذاء آسان تر خمیده می شوند. اگر از لوله های وزنه کوچک استفاده می شود. باید جای آن را به مته نزدیک تر کرد تا از کمائه کردن لوله وزنی بین مته و پایدارکننده جلوگیری شود. تکیه لوله وزنی کمانه کرده به دیواره پایین چاه، اثر پاندولی را خنثی می کند. اما، سرعت نفوذ مته, به علت محدودیت داشتن در اعمال وزن بیشتر روی مته در مقایسه با لوله های وزنه بزرگ و سنگین و الطمه خواهد دید. بنابراین، برای کاهش زاویه انحراف و حفظ سرعت حفاری توصیه می شود قطر لوله وزنه پایین بزرگ باشد
اعمال وزن روی مته نیز در اثر پاندولی مؤثر است. اعمال وزن بیش از حد بر مته منجر به خمیده شدن و تکیه لوله وزنی به دیواره پایین چاه شده و اثر پاندولی را خنثی می کند. حتی ممکن است زاویه انحراف چاه را افزایش دهد؛ بنابراین، همیشه باید بین سرعت کندن مته و زاویه افت مورد نظر سازگاری و موازنه برقرار نمود.
میزان کاهش زاویه انحراف نباید از ۳ درجه در صد فوت تجاوز کند. حتی اگر انحنای حفره در نزدیکی عمق نهایی باشد. احتمال وقوع حفره های جاکلیدی یا آسیب به رشته حفاری می رود. بعضی حفارها سرعت کاهش زاویه انحراف را به ۲/۵ درجه در صد فوت محدود می کنند. اگر زاویه افت کمتر از مقدار پیش بینی شده باشد، احتمال استفاده از ابزار خمش برای برگرداندن زاویه انحراف به خط قائم می رود.
پایدارکننده ها را به سه دسته تیغه چرخشی، تیغه غیر چرخشی و همراه تراشنده (Reamer) تقسیم می کنند و نوع تیغه چرخشی به دو نوع تیغه مارپیچی و تیغه مستقیم تقسیم می شود که هر کدام دو نوع تیغه کوتاه و تیغه بلند می باشد. پایدارکننده های تیغه مارپیچی کاربرد بیشتری از پایدارکننده های تیغه مستقیم دارند چون هنگام گیر، با چرخش رشته حفاری به راحتی آزاد می شوند و از طرفی با پوشش دادن پیرامون چاه به طور کامل (محیط ۳۶۰ درجه) به آسانی در چاه رانده می شوند.
Stablizer Types
بدنه و تیغه ها را از آلیاژ فولاد H ۴۱۴۵ AISI با سختی در حدود ۳۴۵- ۲۸۵ برینل می سازند و تیغه های مارپیچی راست گرد را بعد از پیش گرم کردن به بدنه جوش می دهند. تمام تیغه ها با تنگستن کاربیدهای از قبیل Tecnowire سخت کاری سطحی شده اند. بعضی از پایدارکننده ها، تیغه ثابت Integral Blade Stabilizers) IBS ) و بعضی تیغه تعویض پذیر (RBS ( Replaceable Blade Stabilizers هستند.
پایدارساز با تیغه ی سرخود (یکپارچه)
این پایدارساز، ابزار یکپارچه ای (unitized) با یک بدنه و تیغه ی پایدارساز می باشد. نوع طراحی تیغه، مستقیم یا خیاره دار (fluted) است. شکل زیر، پایدارساز نوع تیغهی سرخود (integral blade stabilizer) را نشان میدهد.
پایدارکننده با تیغه ی جوش خورده
این پایدارساز، شبیه پایدارساز با تیغه ی سرخود است، با این استثنا که تیغه ها در امتداد بدنه جوش داده شده اند. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، تیغه ها میتوانند مستقیم یا از نوع مارپیچی باشند.
welded blade stabilizer
پایدارساز سنبه ی غلافدار (Mandrel Sleeve Stabilizer)
غلاف (sleeve) این پایدارساز، باید به سنبه متصل شده باشد و هنگام ساییده شدن، قابل تعویض است.
Mandrel Sleeve Stabilizer
پایدارساز با غلاف غیر دوار
غلاف این پایدارساز، حول سنبه ی بدنه دوران میکند و در مرکز قرار دادن رشته حفاری را باعث می شود. غلاف میتواند در کف دکل حفاری تعویض شود . همچنین، بعضی از طراحی ها، شامل قفل ایمنی می باشند که، در حال عبور از نقاط تنگ یا لبه های برآمده (ledges)، از دوران غلاف ، جلوگیری می کنند.
پایدارکننده قابل تغییر
این پایدارساز، دارای سنجه های قابل تنظیم، تیغه های قابل انبساط یا سنجه های متغیر میباشد که در نوع هیدرولیک قابل کنترل از سصح بوده و در نوع مکانیکی با تعویض قطعات امکان تغییر OD پایدار ساز امکان پذیر است.
hydraulic-adjustable-stabilizer
interchangeable-blades-stabilizer
سرمته های گشادکننده
سرمته های گشادکننده (Bicenter Bit) مانند پایدارسازها با برنده های غلتکی به جای تیغه ها، معمولا به عنوان اولین نقطه ی پایدارسازی در رشته لوله ی استخراج، مورد استفاده قرار میگیرند و نمیتوانند جایگزین پایدارسازها شوند. هرگاه که با سازند ساینده ای مواجه میگردد، گشادکننده، چاه را با اندازه ی مورد نظر حفظ میکند. در نزدیکی سرمته یا در رشته لوله ی استخراج، میتواند قرار گیرد، اگرچه معمولا در نزدیکی سرمته قرار داده میشود، در نتیجه، چاه با اندازه ی درست (gaged hole) در پشت سرمته حفظ میشود. برنده های غلتکی، ثابت یا قابل تنظیم هستند، برای سازندهای نرم تا سخت موجود میباشند و میتوانند در محل دکل حفاری تعویض شوند. توضیحات بیشتر در خصوص این سر مته ها را از اینجا مطاله فرمایید.
نظرات