تحدث أعطال متكررة في آبار الضخ أثناء الإنتاج. يجب على عمال إنتاج النفط اكتشاف الأعطال وتحليلها وتحديد أسبابها على الفور، واتخاذ الإجراءات المناسبة لمعالجتها، ورصد آثارها، وتلخيص خبراتهم خلال عمليات التفتيش لضمان إنتاج طبيعي لآبار النفط.
أولا: الأسباب الرئيسية لفشل مضخة قضيب الشفط:
العوامل التي تؤثر عادة على التشغيل الطبيعي لـمضخات قضيب الشفطتحت الأرض هي التآكل، المطرقة السائلة، الغاز، الرمل، ترسب الشمع والترسبات، وهي الأسباب الرئيسيةمضخة قضيب الشفطالفشل.
1. التآكل:
يتواجد التآكل بدرجات متفاوتة في آبار النفط، وهو ضارٌّ جدًا بجميع المعدات الموجودة تحت الأرض. ومن أهم العوامل المسببة للتآكل في آبار النفط: كبريتيد الهيدروجين، وثاني أكسيد الكربون، والأكسجين، والمحلول الملحي، والتآكل الناتج عن البكتيريا المختزلة لحمض الكبريتيك.
(1) الأشكال الشائعة للتآكلمضخات قضيب الشفطتشمل التآكل الهش، والتآكل الحمضي، وتآكل الكسر، والتآكل الكهروكيميائي، والتآكل النقطي، والتآكل الاحتكاكي.
(2) التدابير الرئيسية لمنع وتقليل تآكلسمضخات قضيب أوكرتصميم وتصنيع مواد مقاومة للتآكلمضخات قضيب الشفطالأجزاء الرئيسية لهذه المضخة، مثل أسطوانة المضخة، والمكبس، وكرة الصمام، وقاعدة الصمام، مصنوعة جميعها من مواد عالية المقاومة للتآكل والاهتراء، أو مطلية كهربائيًا ومُعالجة حراريًا. يجب على بئر النفط اختيار المادة المناسبة لمضخة قضيب الشفط وفقًا لبيئة التآكل في البئر.
2. مطرقة السائل: أثناء الصعود إلى أسفل البئرمضخة قضيب الشفطعندما لا تمتلئ حجرة المضخة بالسائل تمامًا، يظهر غطاء غاز منخفض الضغط أعلى حجرة المضخة. بعد ذلك، أثناء الدوران للأسفل، يبقى صمام الطفو مغلقًا حتى يرتفع الضغط الهيدروليكي فجأةً لحظة ملامسة السائل، فيُفتح الصمام. تُسمى هذه الحالة التشغيلية "مطرقة سائلة". تُلحق هذه المطرقة ضررًا بالغًا بنظام الضخ بأكمله.
(1) أسباب المطرقة السائلة دددددد:
① بسبب الغمر غير الكافي، لا يتم ملء سائل البئر في المضخة بشكل جيد، وظروف الضخ ليست مثالية، وسوف تحدث ظاهرة "hempty"، مما يؤدي إلى حدوث مطرقة السائل دي دي اتش.
② بسبب الانسداد الجزئي لفتحة مدخل زيت المضخة، يرتفع مستوى السائل الديناميكي، وتنخفض إزاحة المضخة. في هذه الحالة، يحدث صوت "مطرقة سائلة".
(2) المخاطر الناجمة عن مطرقة السائل "liquid مطرقة:
① "المطرقة السائلة" ستزيد من إجهاد التروس والمحامل والمكونات الأخرى أو الأساسات لعلبة تروس وحدة الضخ.
② "المطرقة السائلة دي دي اتش ستزيد من إجهاد الشد لقضيب الشفط والضرر الذي يلحق بمجموعة الصمام العائممضخة قضيب الشفطكما أنه سيؤدي أيضًا إلى تسريع تلف ساق الصمام وتمزق أسطوانة المضخة وفشل الصمام الثابت.
③ "المطرقة السائلة" ستؤدي أيضًا إلى تآكل خيط أنبوب الزيت أو تسربه أو حتى كسره.
(3) التدابير الرامية إلى الحد من مطرقة السائل:
① إنشاء نظام تشغيل معقول لوحدة الضخ وتحسين معايير الضخ. اجعل إزاحة المضخة متوافقة مع سعة إمداد سائل طبقة الزيت، بحيث...مضخة قضيب الشفطتكون الكفاءة دائمًا عند حد الكفاءة العالي (في أفضل حالة، يصل تأثير المضخة إلى أكثر من 80٪).
② يمكن تعديل سرعة المحرك أو بكرة المحرك لجعل إزاحة المضخة متوافقة مع سعة إمداد السوائل في طبقة الزيت.
③ استخدم وحدة التحكم في الضخ لبدء وإيقاف المحرك بانتظام لتقليل حدوث مطرقة السائل ديدههلي.
④ إتقان وقت استعادة مستوى السائل ووقت السقوط، وفتح وإغلاق بئر الزيت تلقائيًا لتقليل مطرقة السائل.
⑤ إذا تم التأكد من انسداد مدخل مضخة بئر النفط، فيجب تشغيل المضخة وتنظيفها في الوقت المناسب.
3. الغاز:
(1) مصدر الغاز:
① يدخل الغاز الحر من البئر إلى المضخة.
② الغاز الناتج عن فصل الزيت والغاز عند مدخل المضخة أثناء الشوط الصاعد.
(2) طرق تقليل تأثير الغاز علىمضخة قضيب المصاصةص:
① قم بزيادة عمق الغرق لزيادة ضغط مدخل المضخة.
② قم بتثبيتمضخة قضيب الشفطتثبيت مرساة الهواء في البئر وضبط نظام عمل بئر النفط لجعل إزاحة المضخة تتكيف مع إمداد طبقة النفط.
(3) قفل الغاز:
عندمامضخة قضيب الشفطيمتلئ التجويف بالغاز، ويتمدد الغاز وينضغط في تجويف المضخة أثناء شوطي الصعود والنزول، فيفقد الصمامان العائم والثابت وظيفتهما، ولا يتمكن بئر النفط من ضخ السائل. تُسمى هذه الحالة بـ "قفل الغاز".
تقليل مسافة مكافحة السكتة الدماغيةمضخة قضيب الشفطبقدر الإمكان لتقليل احتمالية انغلاق الغاز.
4. الرمل:
الرمال هي أحد العوامل السلبية التي تؤثر على تشغيل وعمرمضخة قضيب الشفطقم بتركيب أدلة الرمل، ومثبتات الرمل، وأنابيب فلتر الرمل، وما إلى ذلك. في حالة إنتاج الرمل الخطير بشكل خاص، يمكن النظر في اتخاذ تدابير مضادة للرمل لتقليل تأثير الرمل على تشغيل مضخة قضيب الشفط.
5. إزالة الشعر بالشمع:
عندما تكون المضخة نفسها عرضة للشمع، يجب استخدام مضخة مكبس ممتدة أو مضخة قضيب متحركة مع أدوات مضادة للشمع المقابلة، وهو ما يكون أكثر ملاءمة لتشغيلمضخة قضيب الشفط.
6. التوسع:
تحتوي العديد من آبار النفط على أملاح متنوعة في السائل. مع تغير الظروف الفيزيائية والكيميائية، يحدث تكلّس في منطقة معينة من بئر النفط. حاليًا، تُستخدم طرق المعالجة الكيميائية بشكل رئيسي للحد من حدوث التكلّس.
(1) سيؤدي التكسير إلى انسداد غلاف البئر أو فتحة مدخل الزيت لمرساة الغاز، مما يتسبب في إنتاج بئر النفط لظاهرة مطرقة السائل.
(2) سيؤدي التدرج إلى حدوثمضخة قضيب الشفطالأجزاء أو الثقوب المسدودة، مما يجعل المضخة غير قادرة على العمل بشكل طبيعي.
(3) استخدم مضخة مكبس ممتدة للتأكد من أن قسم المكبس يندفع خارج الطرف العلوي لأسطوانة المضخة في كل ضربة، وبالتالي تجنب حدوث انحشار المكبس بسبب التكلس.
الثاني. طرق تشخيص أعطال وحدات الضخ:
1. طريقة رسم مخطط الدينامومتر:
يُعدّ مخطط الدينامومتر حاليًا وسيلةً فعّالةً للتحقق من حالة تشغيل مضخات الآبار العميقة. يُمكّن تحليل مخطط الدينامومتر من تحديد آثار الرمل والشمع والغاز على مضخات الآبار العميقة. كما يُمكنه تحديد الأعطال مثل تسرب المضخة، وتسرب الأنابيب، وكسر قضيب الشفط، وتوافق المكبس مع عمود الدوران، والتصاق المكبس. يجب دمج مخطط الدينامومتر مع البيانات المُجمّعة أثناء إدارة الآبار الروتينية (مثل إنتاج البئر، ومستوى السوائل الديناميكي، ومستوى الرمل، ومحتواه، وتغيرات التيار أثناء تشغيل وحدة الضخ، وعمر خدمة معدات قاع البئر) لإجراء تحليل شامل.
2. طريقة اختبار المضخة:
تتضمن هذه الطريقة ضخ السائل في الأنابيب وتشخيصهمضخة قضيب الشفطالأعطال الناتجة عن تغيرات ضغط المضخة. هناك طريقتان لاختبار المضخة: الأولى هي وضع المكبس في عمود المضخة الاختباري. إذا انخفض ضغط المضخة أو انعدم، فهذا يدل على وجود تسرب في قسمي السحب والتفريغ. أما الطريقة الثانية فتتضمن إزالة المكبس من عمود المضخة وضخ السائل لمضخة الاختبار. إذا لم يكن هناك ضغط أو لم يرتفع، فهذا يدل على وجود تسرب حاد في قسم السحب.
3. طريقة مراقبة تنفس رأس البئر:
تتمثل هذه الطريقة في إغلاق بوابة الضغط الخلفي لرأس البئر وبوابة التوصيل، وفتح بوابة التهوية، وسد مخرجها باليد. يمكنك أيضًا تغطية فتحة التهوية بورقة رقيقة. بهذه الطريقة، يمكنك تحديد عطل المضخة من خلال لمسها باليد أو ملاحظة حركة الورقة، أي مراقبة حركة مضخة قضيب الشفط لأعلى ولأسفل. بشكل عام، يمكن تحديد الأعطال التالية:
(1) لا يُنتج بئر النفط الزيت، ويُطلق الهواء عند صعوده ويستنشقه عند هبوطه. هذا يُشير إلى وجود تسريب خطير في الصمام الثابت أو انسداد مدخل الزيت.
(2) لا ينتج بئر النفط النفط، وعند ارتفاعه، يُخرج هواءً خفيفًا، ثم يستنشقه مرة أخرى. هذا يشير إلى وجود تسريب في صمام التعويم الرئيسي.
(3) يوجد الكثير من الهواء عند الصعود والهبوط. تشير هذه الظاهرة إلى أن مضخة قضيب الشفط تعمل بشكل طبيعي، ولكن مستوى السائل في أنبوب النفط منخفض، ولم يتم ضخ النفط إلى رأس البئر.
4. طريقة الحفاظ على ضغط رأس البئر:
طريقة تثبيت الضغط هي تحليل وتقييم حالة عمل مضخة قضيب الشفط وتسرب أنبوب الزيت وما إلى ذلك من خلال حالتي الضخ والتوقف. تُستخدم هذه الطريقة حاليًا على نطاق واسع في حقول النفط. طريقة التشغيل المحددة هي: إغلاق بوابة الضغط الخلفي وبوابة التوصيل أثناء تشغيل وحدة الضخ، ثم ملاحظة التغيرات في ضغط أنبوب الزيت عند رأس البئر (الضغط الأقصى هو 2.5 ميجا باسكال). يمكن استخدام ارتفاع الضغط لتحليل وتقييم خطأ قاع البئر، والذي يسمى الضخ والتوقف (تجدر الإشارة إلى أنه عندما يتجاوز الضغط 2.5 ميجا باسكال، يجب فتح بوابة الضغط الخلفي على الفور)؛ عندما يصل ضغط الضخ إلى 2.5 ميجا باسكال، توقف عن الضخ، ثم استمر لمدة 10-15 دقيقة، ولاحظ انخفاض الضغط، والذي يسمى التوقف والتوقف. إذا ظل الضغط دون تغيير أو انخفض قليلاً، فهذا يعني أنه لا يوجد تسرب؛ إذا انخفض الضغط بشكل أسرع، يكون التسرب أكثر خطورة.
(1) يرتفع الضغط بشكل أسرع أثناء الشوط الصاعد ويبقى دون تغيير أو يرتفع قليلاً أثناء الشوط الهابط، مما يشير إلى أن المضخة في حالة عمل جيدة.
(2) يرتفع الضغط بشكل أسرع أثناء الصعود وينخفض أثناء الهبوط. بعد الضخ لعدة دقائق، يظل نطاق تغير الضغط دون تغيير. يشير هذا الوضع إلى أن صمام الطفو مغلق دائمًا ولا يمكن فتحه، مما يشير إلى عدم دخول الزيت إلى المضخة. الأسباب هي كما يلي: ① صمام ثابت به تسرب خطير أو فشل كامل؛ ② مدخل زيت المضخة مسدود؛ ③ للغاز تأثير كبير، مما يتسبب في قفل الغاز؛ ④ مستوى السائل منخفض جدًا والمضخة لا تزود الزيت. يجب تحليل السبب المحدد بشكل شامل والحكم عليه بالاقتران مع بيانات أخرى، مثل بيانات مستوى السائل الديناميكي، وحجم غاز الغلاف، والإنتاج، وإنتاج الرمل وسطح الرمل، وبيانات ترسب الشمع.
(3) يرتفع الضغط ببطء أو لا يرتفع أثناء الشوط الصاعد، ويبقى الضغط دون تغيير أثناء الشوط الهابط، مما يشير إلى أن جزء التفريغ يتسرب (قد يكون تسربًا في الصمام العائم أو أنبوب الزيت أو الفجوة بين المكبس والجلبة).
(4) يرتفع الضغط بسرعة أثناء الصعود وينخفض ببطء أثناء الهبوط، مما يشير إلى وجود تسريب في الصمام الثابت، ولكن ليس خطيرًا. كلما انخفض الضغط بسرعة أكبر أثناء الهبوط، زادت خطورة تسريب الصمام الثابت.
(5) يرتفع الضغط بسرعة أثناء الصعود، وينخفض في بداية الصعود، ثم يصبح مستقرًا بشكل أساسي، مما يشير إلى عدم كفاية إمداد السوائل.
(6) لا يرتفع الضغط أثناء الشوط الصاعد وينخفض أثناء الشوط الهابط، مما يشير إلى وجود تسرب خطير في كلا الصمامين.
سنتوقف هنا في هذه المقالة. في المقالة القادمة،سنشرح بالتفصيل كيفية استكشاف الأخطاء الشائعة في آبار الضخ وخطوات التحليل للآبار غير الطبيعية. يمكن للأصدقاء المهتمين النقر للانتقال والقراءة!