في قاع حقول النفط، وخاصةً في التكوينات الضحلة إلى المتوسطة، لطالما كان ضخ القضبان من أكثر طرق الإنتاج شيوعًا وموثوقيةً لدى فريقنا الهندسي. هذا لا يعني أن التقنيات الأخرى أقل كفاءةً، فالمضخات الكهربائية الغاطسة ومضخات التجويف التدريجي لها استخداماتها، ولكن من حيث الفعالية من حيث التكلفة وسهولة الصيانة وتعدد الاستخدامات، تُعدّ أنظمة ضخ القضبان الخيار الأمثل.
لماذا نستمر في استخدام مضخات القضيب؟
السبب بسيط: ليست كل الآبار ذاتية التدفق، وليست كل الآبار تستدعي تركيب مضخات كهربائية. خاصةً عندما يتناقص ضغط التكوين تدريجيًا، أو عند إنتاج النفط الثقيل، أو الآبار منخفضة الإنتاجية، أو آبار حقن البخار الدوري، نحتاج إلى حل استخلاص ميكانيكي مستقر وسهل الصيانة. في هذه الحالات، يُعدّ الضخ بالقضيب الخيار الأمثل.
حاليًا، هناك طريقتان رئيسيتان لاستخلاص النفط ميكانيكيًا: الرفع بالغاز (يُستخدم غالبًا في آبار المياه الهامشية وآبار النفط الخفيف) وضخ الآبار العميقة. يُعد نظام الضخ بالقضيب لدينا أكثر أنظمة ضخ الآبار العميقة نضجًا وانتشارًا.
يتكون نظام مضخة قضيب الشفط الكامل من ثلاثة مكونات رئيسية:
وحدة السطح (وحدة المضخة):الجميع على دراية بمضخة "kowtow،دي دي اتش مصدر الطاقة، الذي يتكون من قضيب توصيل وعلبة تروس تخفيض.
نظام القضبان:يقوم بربط السطح بالبئر، وينقل الطاقة إلى المكبس.
مضخة قاع البئر (مضخة قضيب الشفط):المحرك الفعلي، يمتص السائل ويضخه في الأنابيب.
يسألنا العديد من الوافدين الجدد: ما الفرق بين مضخة القضيب ومضخة الأنبوب؟ عند تركيب المضخات في الموقع، يكون اهتمامنا الرئيسي هو: هل البئر عميق؟ هل حجم الإنتاج مرتفع؟ هل استبدال المضخة صعب؟
مضخة أنبوبية: أسطوانة المضخة مثبتة في الأنبوب، والمكبس متحرك. تتميز بهيكل بسيط ومعدل تدفق عالٍ، ولكن يجب سحب خط الأنابيب للفحص، مما يجعلها مناسبة للآبار الضحلة وعالية الإنتاجية.
مضخة قضيب:تُنزل المضخة والقضيب بالكامل في البئر معًا، مع تثبيت المضخة في الأنبوب. يُتيح هذا سهولة الصيانة دون الحاجة إلى سحب الأنبوب، إلا أن الإزاحة صغيرة نسبيًا والهيكل أكثر تعقيدًا بعض الشيء.
نحن نفضل حاليامضخات قضيبية لمشاريع الاسترداد الحراري للنفط الثقيل أو حقن البخار، وخاصةً تلك التي تستخدم مضخات "disposable". صُممت المضخة بالكامل للاستخدام حتى اكتمال دورة حقن البخار، مما يوفر الوقت ويُبقي التكاليف في متناول اليد.
عندما نقوم بفحص كفاءة المضخة في الموقع، فإننا نبحث عادةً عن الآتي:
فقدان الشوط: عند تعرض القضيب لقوى في أسفل البئر، يتمدد، وعند ضغط الأنبوب، يقصر. ونتيجةً لذلك، يتحرك المكبس لأعلى ولأسفل أقل من القضيب المكشوف. ويزداد هذا التأثير وضوحًا في الآبار العميقة.
انتقال الغاز: إذا كان هناك غاز حر زائد في البئر وكانت نسبة الغاز إلى السائل عند مدخل المضخة عالية، فقد يحدث بسهولة قفل الغاز أو توقفه، مما يتسبب في فشل الصمام في الفتح أو بطئه.
إمداد غير كافي بالسوائل: إذا كان الخزان نفسه ضعيفًا وكان مستوى السائل منخفضًا للغاية، فستقوم المضخة بضخ الهواء للخارج.
الإغلاق: التآكل علىمضخة قضيبيمكن أن يؤدي انسداد المكبس أو الجلبة أو قرص الصمام، بالإضافة إلى انسداد الرمل أو الشمع، إلى تسرب السوائل.
كيف يُمكننا تحسين كفاءة مضخة القضيب في الموقع؟ إليك بعض التجارب العملية:
من حيث معايير التصميم، فإننا نميل إلى تفضيل الأشواط الكبيرة، ومعدلات الأشواط المنخفضة، وأقطار المضخة الصغيرة لتقليل تأثير الغاز وأحمال الصدمات.
بالنسبة لآبار النفط الثقيل، نستخدم مزيجًا من أقطار المضخات الكبيرة، والأشواط الطويلة، ومعدلات الأشواط المنخفضة. اللزوجة العالية تُحسّنمضخة قضيبقدرة تبادل السوائل في الغرفة، في حين تعمل معدلات الشوط المنخفضة على تقليل إجهاد النظام.
يضمن زيادة غمر مضخة القضيب (العمق تحت سطح السائل) بشكل مناسب شفطًا أكثر استقرارًا.
يؤدي استخدام مثبتات الهواء أو الفواصل بانتظام إلى منع الغاز من الدخول مباشرة إلى المضخة.
بالنسبة للآبار ذات الخسارة الكبيرة في الشوط، نستخدم مثبتات الأنابيب لتأمين الأنابيب ومنعها من التنفس.
للتحكم في الرمال والشمع، نضيف عادةً مكشطة شمع أو شاشات رملية إلى الآبار القديمة. وتستخدم الآبار الجديدة بشكل متزايد سبائك مقاومة للتآكل لإطالة عمر المضخات.
وهذا لا يتعارض مع أنظمة المضخات الخالية من القضبان، بل إنه مكمل لها.
هذا لا يعني أننا متخصصون فقط في مضخات قضبان الدفع. على سبيل المثال، تُعدّ المضخات بدون قضبان أكثر ملاءمةً للحالات التالية:
المضخات الغاطسة الكهربائية (ESPs): تُستخدم في الآبار العميقة عالية الإنتاجية وآبار حقن المياه عالية الضغط. تتميز هذه المضخات بطاقة وإنتاجية عاليتين، لكنها مكلفة وصيانتها صعبة.
مضخات المكبس الهيدروليكية: مناسبة لآبار النفط الثقيل والإنتاج البارد، مع أنظمة الاسترداد والضغط العالي.
مضخات نفاثة هيدروليكية: خالية تمامًا من الأجزاء المتحركة، ومقاومة للرمل ومقاومة للتآكل، ومناسبة للآبار ذات المحتوى الرملي المرتفع للغاية.
مضخات تجويف تقدمية تعمل على السطح: مثل المروحة، فهي مناسبة لمشاريع غمر النفط الثقيل للغاية أو البوليمر.
يعتمد عملنا اليومي في تشخيص الآبار واختيار المضخات وصيانة المعدات بشكل كبير على فهم وتحسينمضخة قضيبرغم أنها ليست متطورة، تُعد مضخات القضبان الحل الأكثر موثوقية وفعالية من حيث التكلفة وسهولة التنفيذ في العديد من ظروف التشغيل.
إذا كنتم تعملون أيضًا في مجال الرفع الاصطناعي أو الصيانة الميدانية، فنحن نرحب بالنقاشات حول تطبيق هذه التقنيات في سيناريوهات محددة. نؤمن إيمانًا راسخًا بأن التكنولوجيا تُبرهن بالممارسة، وليس فقط بالنظرية.