الرفع الاصطناعيهي عملية حيث عندما تكون الطاقة الطبيعية للتكوين غير كافية لدعم إنتاج التدفق الطبيعي، أو على الرغم من أن التدفق الطبيعي ممكن ولكن معدل الإنتاج غير كافٍ، يتم تثبيت معدات ميكانيكية في البئر للعمل على السائل، مما يسمح له بالتدفق إلى السطح.
تتضمن طرق الرفع المستخدمة بشكل شائع في تطوير حقول النفط والغاز حاليًا ما يلي:سمضخة قضيب يوكرإنتاج النفط وإنتاج النفط باستخدام المضخات الخالية من القضبان.مضخات قضيب الشفطوتنقسم كذلك إلى وحدات ضخ شعاعية ومضخات لولبية، في حين يشمل إنتاج زيت المضخة بدون قضيب رفع المضخة الغاطسة الكهربائية، وإنتاج زيت مضخة المكبس الهيدروليكي، وإنتاج زيت مضخة النفاثة الهيدروليكية.
فيما يلي مقارنة بين المزايا والعيوب والظروف المطبقة والتطبيقات الحالية لوحدات الضخ ومضخات البراغي والمضخات الغاطسة الكهربائية.
أولا: مقارنة مبادئ العمل:
1. وحدة الضخ:مضخة قضيب الشفطإنتاج النفط هو طريقة رفع تنقل الطاقة السطحية إلى السائل الموجود في قاع البئر من خلال قضيب الشفط والمضخة.
وحدة الضخ هي النوع الأكثر شيوعًامضخة قضيب الشفطإنتاج النفط. تنتقل الحركة الترددية لنقطة التعليق إلى مضخة المكبس الموجودة في قاع البئر عبر قضيب الشفط.
مبدأ العمل: ١. مضخة لولبية: تنقل وحدة الطاقة حركة دورانية عالية السرعة إلى العمود المرفقي عبر سير وعلبة تروس، مما يُسبب دوران الكرنك بسرعة منخفضة. يدفع الكرنك، عبر قضيب توصيل وعارضة عرضية، عارضة المشي للتأرجح لأعلى ولأسفل. ثم يُحرك حبل التعليق المتصل برأس المضخة سلسلة قضيب الشفط بحركة ترددية.
2. مضخة المسمار: مضخة المسمار التي تعمل على السطح هي طريقة لإنتاج النفط حيث يتم نقل الحركة الدورانية لرأس محرك رأس البئر إلى مضخة المسمار الموجودة في قاع البئر عبر قضيب الشفط.
مبدأ العمل: على طول مضخة اللولب، تتشكل حجرات محكمة الغلق متعددة بين السطح الخارجي للدوار والسطح الداخلي للجلبة المطاطية للعضو الثابت. أثناء دوران الدوار، تتشكل حجرات محكمة الغلق باستمرار بين الدوار والسطح الداخلي للجلبة المطاطية للعضو الثابت عند طرف الشفط، متجهةً نحو طرف التفريغ، ثم تختفي هناك. يُسحب الزيت تحت تأثير فرق الضغط عند طرف الشفط، ويُدفع من طرف الشفط إلى طرف التفريغ، مع تزايد الضغط باستمرار، ومعدل تدفق منتظم للغاية.
إن عملية عمل مضخة المسمار هي في الأساس عملية تشكيل وحركة واختفاء الغرف المغلقة بشكل مستمر.
٣. مضخة غاطسة كهربائية (الإدراك الحسي الإلكتروني): ينقل مصدر الطاقة السطحي لمضخة الإدراك الحسي الإلكتروني الطاقة الكهربائية إلى محرك المضخة الغاطسة في قاع البئر عبر محول ولوحة تحكم وكابل غاطس. يُشغّل هذا المحرك مضخة طرد مركزي متعددة المراحل، محولاً الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية لرفع سائل البئر إلى السطح.
تتكون وحدة إنتاج زيت الإدراك الحسي الإلكتروني بشكل أساسي من ثلاثة أجزاء: وحدة البئر (تشتمل على المحرك الغاطس، والواقي، والفاصل، ومضخة الطرد المركزي متعددة المراحل)؛ ونظام نقل الطاقة؛ ونظام التحكم السطحي (يشتمل على لوحة التحكم، والمحول، وصندوق الوصلات).
مبدأ العمل: عندما يدفع المحرك المكره على عمود المضخة ليدور بسرعة عالية، يتعرض كل جسيم سائل داخل المكره لقوة طرد مركزي، تُقذف من مركز المكره على طول قنوات التدفق بين الشفرات إلى محيط المكره. يزداد ضغط السائل وسرعته في آنٍ واحد. ثم يُوجَّه إلى المرحلة التالية من المكره عبر قنوات التوجيه. تستمر هذه العملية، مما يزيد تدريجيًا من طاقة السائل عبر جميع المكرهات، ليصل في النهاية إلى ضغط معين، ويرفع السائل إلى السطح.
الفرق الرئيسي بينمضخة قضيب الشفطإن إنتاج الزيت وإنتاج زيت المضخة بدون قضبان يكمن في طريقة نقل الطاقة.مضخة قضيب الشفطيستخدم استخراج النفط قضيب شفط يُدخل في البئر من باطن الأرض لنقل الطاقة إلى مضخة قاع البئر، التي تضخ بدورها النفط الخام إلى السطح. أما استخراج النفط بالمضخة بدون قضيب، فيستخدم كابلات أو سائلًا عالي الضغط لنقل الطاقة من باطن الأرض إلى البئر، مما يدفع وحدة قاع البئر لضخ النفط الخام إلى السطح.
الثاني. مقارنة المزايا والعيوب الرئيسية:
1. وحدة الضخ:
المزايا الرئيسية:
(1) معدات بسيطة، وخطوات تركيب وتفكيك أقل مقارنة بمضخات اللولب والمضخات الغاطسة الكهربائية؛
(2) هيكل قوي؛
(3) أداء موثوق به وعمر خدمة طويل؛
(4) خبرة إدارية راسخة نسبيًا.
العيوب الرئيسية:
(1) المعدات الضخمة، والتي يصعب تفكيكها وتجميعها ونقلها في إنتاج حقول النفط؛
(2) مناسب فقط للآبار الضحلة والمتوسطة العمق؛
(3) مساحة كبيرة، مما يصعب على الآبار المنحرفة وآبار النفط البحرية؛
(4) ضعف القدرة على التكيف مع الرمل والشمع والملح والماء والزيت الثقيل.
2. مضخة المسمار:
المزايا الرئيسية:
(١) تكلفة أولية أقل. مقارنةً بالمضخات الغاطسة الكهربائية ووحدات الضخ الشعاعية، تتميز المضخات اللولبية ببنية أبسط وأقل تكلفة أولية.
(2) كفاءة عالية للمضخة، وإزاحة كبيرة، وتوفير للطاقة، وتكاليف صيانة منخفضة. تعمل مضخات اللولب تحت حمل مستقر مع أدنى حد من الخسائر الميكانيكية، مما يحقق كفاءة مضخة تصل إلى 90% وكفاءة نظام تزيد عن 50%. تتميز هذه المعدات بهيكل بسيط، وحجم صغير، وسهولة في الصيانة.
(3) مناسبة لاستخراج النفط الثقيل. عادةً، تُعدّ المضخات اللولبية مناسبة لاستخراج النفط الخام ذي اللزوجة الأقل من 8000 مللي باسكال/ثانية، وبالتالي يُمكن استخدامها في معظم آبار النفط الثقيل.
(4) مُلائمة للآبار ذات المحتوى الرملي العالي. نظريًا، تستطيع المضخات اللولبية نقل طين يحتوي على نسبة رمل تصل إلى 80%، ويمكنها أيضًا الإنتاج بشكل طبيعي حتى عندما يصل محتوى الرمل في النفط الخام إلى 40%؛
(5) ملائمة للآبار ذات المحتوى الغازي العالي. لا تعاني مضخات البرغي من انسداد الغاز، لذا فهي أكثر ملاءمة لنقل النفط والغاز المختلطين؛
(6) حجم صغير وسهولة التركيب. مناسب للآبار العنقودية والآبار الأفقية في حقول النفط البحرية؛
(7) يسمح بضغط خلفي مرتفع عند رأس البئر، والذي يمكن التحكم فيه ضمن 1.5 ميجا باسكال أو أعلى، وهو أمر مفيد للتجميع والنقل في الآبار النائية؛
(8) عند توقف المحرك أو الموتور، تتراكم الرمال على الجزء العلوي من المضخة، مما يزيد من احتمالية استئناف تشغيلها.
العيوب الرئيسية:
(1) الجزء الثابت مصنوع من المطاط ويتعرض للتلف بسهولة، لذا يجب فحص المضخة بشكل متكرر؛
(2) تحتاج المضخة إلى تزييت السوائل؛
(3) المطاط الموجود في الجزء الثابت غير مقاوم لدرجات الحرارة العالية وغير مناسب للاستخدام في آبار حقن البخار؛
(4) قد يؤدي التشغيل غير السليم إلى تلف المضخة؛
(5) الرأس الإجمالي صغير، وعزم الدوران كبير، ومعدل كسر القضيب مرتفع، وحمل العمل في البئر كبير؛
(6) يمكن أن يؤدي التآكل والاصطدام بين قضيب الشفط والأنابيب بسهولة إلى إتلاف قضيب الشفط والمكونات ذات الصلة.
3. مضخة غاطسة كهربائية
المزايا الرئيسية:
(1) النزوح الكبير؛
(2) التشغيل البسيط والإدارة المريحة؛
(3) يمكن تطبيقها بشكل جيد على الآبار المنحرفة والآبار الأفقية وكذلك إنتاج النفط البحري؛
(4) له تأثير معين في منع ترسب الشمع.
العيوب الرئيسية:
(1) يتم تحديد عمق الضخ بواسطة قوة المحرك وقطر الغلاف ودرجة حرارة البئر؛
(2) أنها مكلفة نسبيًا، مع استثمار أولي مرتفع؛
(3) تكاليف التشغيل مرتفعة ووقت التوقف طويل للغاية؛
(4) المحركات والكابلات معرضة للفشل؛
(5) متطلبات الصيانة اليومية عالية.
ثالثًا: مقارنة الشروط المطبقة وحالة الطلب الحالية:
1. تطبيق وحدة الضخ: يعد استخراج النفط بوحدة الضخ حاليًا الطريقة الأكثر استخدامًا لاستخراج النفط في بلدي، حيث يستخدم حوالي 60% أو أكثر من آبار النفط طريقة الرفع هذه.
مع الزيادة المستمرة في عمق الضخ وحجم التصريف، تتكرر حالات مثل النفط الثقيل، واللزوجة العالية، ومحتوى الرمل العالي، وتدفق المياه، والتآكل الشديد. لذلك، تتطلب تقنية استخلاص النفط وحدات ضخ ذات أشواط طويلة، ومعدلات أشواط منخفضة، وأعماق ضخ كبيرة. طُوّرت أنواع عديدة من وحدات الضخ عديمة العوارض محليًا ودوليًا. تشمل وحدات الضخ عديمة العوارض المستخدمة حاليًا في الصين بشكل رئيسي وحدات الضخ بالسلسلة، ووحدات الضخ ذات الشوط الممتد، ووحدات الضخ واسعة النطاق. 2. تطبيقات المضخات اللولبية:
نطاق التطبيق:
(1) التوجه حتى 1800 متر؛
(2) تفريغ يصل إلى 240 متر مكعب / يوم، عمق المضخة 800 متر؛
(3) خصائص النفط: النفط الثقيل، الرملي، ذو القطع المائي العالي، آبار الفيضانات البوليمرية، وما إلى ذلك؛
(4) درجة حرارة البئر تصل إلى 120 درجة مئوية؛
(5) الآبار العمودية أو الآبار المائلة بزاوية لا تزيد عن 30 درجة.
تتمتع مضخات اللولب بآفاق استخدام واسعة، ويمكن تشغيلها بشكل طبيعي في معظم حقول النفط الثقيل والآبار ذات ظروف العمل المعقدة حول العالم. وبصفتها جهازًا ميكانيكيًا لاستخراج النفط، تتمتع مضخات اللولب بمزايا لا يمكن لمعدات الضخ الأخرى تعويضها. وقد أُحرز تقدم كبير في التصنيع والتطبيق في الصين، وأصبحت مضخات الآبار تُشكل سلسلة متكاملة.
حاليًا، تستخدم حقول جيلين، ولياوخه، وجيدونغ، وشمال الصين مضخات لولبية لاستخراج النفط الثقيل على البارد. بعد سنوات من الممارسة الميدانية، تحققت نتائج جيدة، مما جعل مضخات اللولب الوسيلة الرئيسية لاستخراج النفط الثقيل من الآبار. 3. استخدام المضخات الغاطسة الكهربائية (برامج معالجة الإشارات الإلكترونية): تُستخدم المضخات الغاطسة الكهربائية (ESPs) بشكل شائع في آبار النفط عالية الإنتاجية، وخلال فترات انقطاع المياه المتوسطة إلى العالية، كطريقة رفع اصطناعي لزيادة إنتاج السوائل والحفاظ على إنتاج النفط الخام.
في السنوات الأخيرة، دخلت حقول النفط الكبرى وكتل الصدع مراحل قطع المياه العالية، مما أدى إلى زيادة مستمرة في عدد آبار الإدراك الحسي الإلكتروني.
إن التحديد الدقيق لعمق المضخة واختيار مضخة الضخ الكهروستاتيكية المناسبة بناءً على إنتاجية البئر لتحقيق الكفاءة المثلى، بالإضافة إلى الفهم الشامل لظروف تشغيل وحدة قاع البئر أثناء إنتاج بئر مضخة الضخ الكهروستاتيكية وتحليل أسباب الأعطال، يُعدّان أمرًا بالغ الأهمية لإطلاق العنان لإمكانات البئر، وضمان التشغيل الفعال للمعدات، وإطالة دورات صيانة المضخة. تُعد هذه مسائل مهمة في تحسين تكنولوجيا إدارة إنتاج آبار مضخة الضخ الكهروستاتيكية في إنتاج حقول النفط.
حاليًا، لدى المشترين متطلبات أعلى فيما يتعلق بجودة معدات الآبار وعمرها الافتراضي وكفاءة نظامها بشكل عام. تركز شركتنا على البحث والتطوير وإنتاجمضخة قضيب الشفطوالمكونات ذات الصلة. اجتازت منتجاتنا اختبارات جودة متعددة، ونقدم اقتراحات تكوين موثوقة وإنتاجًا مستقرًا.
إذا كنت تبحث عن موثوق بهامضخة قضيب الشفطنحن الموردون، مستعدون لتقديم الدعم الفني، ونصائح الاختيار، وخدمات التوصيل السريع. تواصلوا معنا لإيجاد حلول رفع أكثر فعالية لتعزيز إنتاج آبار النفط لديكم.