ما هي مميزات وعيوبسمضخة قضيب يوكرنظام (خطة إعادة الهيكلة الاستراتيجية)؟ هذا ما سأشاركه اليوم.
في المقال السابق، قدّمتُ طريقة النافورة وطريقة رفع الغاز لاستخلاص النفط. تُستخدم هاتان الطريقتان عادةً في المراحل الأولى من تطوير حقول النفط، عندما تكون الطاقة الداخلية أو تدفقٌ صغيرٌ من الطاقة الخارجية على شكل غاز كافيًا لرفع النفط.
ومع ذلك، بمجرد استنفاد الطاقة الداخلية، فإن الطريقة الوحيدة لاستخراج النفط من المكمن هي استخدام نوع من مضخات الآبار العميقة. هناك أنواع عديدة من مضخات الآبار العميقة، ولكن يُستخدم عادةً أحد الأنواع الثلاثة الرئيسية التالية:
1. نظام مضخة قضيب الشفط (خطة إعادة الهيكلة الاستراتيجية).
2. نظام مضخة التجويف التقدمية ذات الدفع بالقضيب (بي سي بي).
3. نظام المضخة الغاطسة الكهربائية (الإدراك الحسي الإلكتروني).
سأبدأ بنوع مضخة الآبار العميقة الأكثر شيوعًا:
وحدة الضخ هي إحدى السمات المميزة لإنتاج النفط. ومع ذلك، فإن وحدة الضخ نفسها ليست سوى الجزء فوق الأرض. يتكون النظام بأكمله من أقسام فوق الأرض وتحت الأرض. يتضمن القسم فوق الأرض وحدة الضخ وأنابيب البئر (شجرة عيد الميلاد)، بينما يتضمن القسم تحت الأرض سلسلة الأنابيب وحامل قضيب الشفط والمضخة نفسها. تتكون وحدة الضخ من عارضة توازن برأس قابل للطي، وقوس يتم تثبيت عارضة التوازن عليه، وإطار كبير مثبت على قاعدة خرسانية مسلحة، ومجموعة محرك عارضة التوازن تتكون من محرك كهربائي ومحرك سير على شكل حرف V وقضبان توصيل وكرنك. ينشط المحرك عارضة التوازن، مما يجعلها تتحرك في قوس. يتم توصيل حبل تعليق برأس التوازن، والذي يتم توصيل القضيب الأول (يسمى القضيب المصقول) به. تدفع حركة رأس التوازن مجموعة حامل القضيب لأعلى ولأسفل. يتم استخدام مجموعة رأس البئر لإغلاق القضيب المصقول، وإغلاق المساحات الأنبوبية والحلقية، وإعادة توجيه تدفق السوائل، وتعليق أنابيب النفط (أنبوب بئر النفط).
قضيب شفط بئر النفط هو أنبوب ذو خيوط في الأسفل ووصلة في الأعلى. تُلف هذه الأنابيب المدلفنة الصلبة معًا لتكوين سلسلة، تُركّب في أسفلها معدات متنوعة (مضخات، وحدات تعبئة، وحدات تعبئة متعددة، وصلات ريشية، وصلات زيتونية ريشية، أدوات ضغط، إلخ). تتوفر أنابيب قضيب شفط بئر النفط بأنواع مختلفة (ناعمة، سميكة، درجات قوة مختلفة، إلخ)، ويعتمد الاختيار على الخصائص الجيولوجية والتقنية للبئر، أو أحيانًا على توفر المعدات والأنابيب الموجودة. غالبًا ما تُستخدم السلاسل المركبة، على سبيل المثال، مع أنابيب سميكة أقوى في الأعلى وأنابيب ناعمة في الأسفل. أو مع أنابيب بقطر 73 مم في الأعلى وأنابيب بقطر 60 مم في الأسفل. إذا كانت أنواع الأنابيب مختلفة، يلزم تركيب وصلات متخصصة لتوصيلها.
يُوضع سلك من القضبان داخل الأنبوب. هذه القضبان مصنوعة من الفولاذ بخيوط من كلا الطرفين. تتراوح أقطار القضبان بين 9 مم و36 مم. تُستخدم وصلات التوصيل لتوصيل القضبان من نفس الحجم، بينما تُستخدم المحولات لتوصيل القضبان من أحجام مختلفة.
تنقل قضبان الشفط الطاقة من المحرك إلى المضخة. تتحمل هذه القضبان أقصى الأحمال، وترتبط معظم الحوادث بتلفها. قد تُسبب الحركة المستمرة لقضيب الشفط أضرارًا ميكانيكية عند ملامسته للأنابيب، مما قد يؤدي أحيانًا إلى ثقبها وإحداث ثقوب فيها. ولمنع ذلك، تُركّب مثبتات وواقيات خاصة مصنوعة من البلاستيك أو المطاط المقاوم للتآكل على قضيب الشفط.
قضيب الشفط مع المثبت:
المضخة قضيب الشفطيقع هذا المُضخِّم في أسفل سلسلة الأنابيب. تصميمه بسيط: أسطوانة مجوفة مزودة بمكبس. المكبس مجوف ويحتوي على صمام تفريغ.
يحرك سلك القضيب المكبس لأعلى ولأسفل. ويوجد صمامان أيضًا داخل جسم المضخة: صمام التفريغ أعلى المكبس، وصمام كرة الشفط أسفله.
عندما يتحرك المكبس لأعلى، ينشأ فراغ أسفل المضخة، مما يسمح بدخول السائل إليها عبر صمام الشفط. وعندما يتحرك المكبس لأسفل، يُغلق صمام الشفط، مما يسمح بدخول السائل إلى سلسلة الأنابيب عبر المكبس المجوف.
هناك نوعان من المضخات: مضخات الإدخالمضخات قضيب الشفطيتم تجميعها وخفضها. يقع المكبس في جسم المضخة، ويُثبّت بقفل خاص (مرساة) بعد خفضه. إذا لم تكن مضخة قضيب الشفط من النوع القابل للتوصيل، يُخفض جسم المضخة ببساطة على الأنبوب، ويُخفض المكبس مع الصمام على قضيب الشفط. يتميز هذا النوع من مضخات قضيب الشفط بقطر أكبر ومعدل تدفق أعلى للبئر. مع ذلك، يجب رفع الأنبوب بالكامل لرفع المضخة.
المكونات الإضافيةمضخة قضيب الشفط، والتي لا يتجاوز قطرها القطر الداخلي للأنبوب، تكون إنتاجيتها أقل، ولكن يمكن إزالة المضخة بسهولة مباشرة من القضيب للصيانة.
مميزات وعيوب مضخات قضيب الشفط:
الميزة الرئيسية لـ مضخة قضيب الشفطيتميز بتصميمه البسيط، فهو شبه خالٍ من التلف. لا يتطلب أي أجهزة إلكترونية غاطسة أو معدات قياس عن بُعد. تُقلل كميات الغاز الكبيرة من توصيل الغاز، لكن مضخة قضيب الشفط لا تحترق. كما أنها مناسبة للآبار صغيرة القطر.
عيوبمضخات قضيب الشفطتشمل صيانة معقدة ومتكررة. غالبًا ما ينكسر القضيب أو يسقط أو ينكسر. علاوة على ذلك، تستغرق الإصلاحات وقتًا طويلاً نظرًا لضرورة رفع كلٍّ من الأنبوب والقضيب في وقت واحد. علاوة على ذلك، يلتصق الشمع بالقضيب، مما يجعل العمل فوضويًا وغير ممتع. كما يصعب ضبط شوط المكبس. علاوة على ذلك، فإن معدلات التغذية المنخفضة تجعلها غير مناسبة للآبار التي يزيد عمقها عن 3000 متر والآبار المائلة - حيث يقطع القضيب الأنبوب ببساطة عند نقطة الانحناء.
لهذا السبب، تُستبدل مضخات قضبان الشفط بشكل نشط بالمرسبات الكهروستاتيكية (برامج معالجة الإشارات الإلكترونية). مع ذلك، سأكتب عنها لاحقًا؛ أما الآن، فسأصف بإيجاز بنية ومبدأ عمل مضخات اللولب.
تحتوي وحدات المضخة اللولبية أيضًا على قسم سطحي، ولكن بدلاً من آلية الضخ، فإنها تتميز بمحرك وناقل حركة منفصلين يديران رأس القيادة، والذي يتم توصيل عمود القضيب به.
مع ذلك، لا يتحرك القضيب تردديًا، بل يتحرك حركة دائرية. المضخة نفسها عبارة عن زوج من البراغي. العنصر المتحرك عبارة عن برغي أرخميدس، والجزء الثابت حلزوني داخلي. يُنشئ التشابك المستمر بين الطوق واللولب تجاويف متعددة مستقلة.
مع دوران العنصر المتحرك، يزداد حجم تجويف الجيب على جانب الشفط، مما يُحدث فراغًا يملأ التجويف بالسائل المُضخّ. مع استمرار حركة الدوار، يُحرّك السائل نحو خط الضغط الرئيسي. بفضل الفراغ المُتولّد، يُسحب السائل من البئر ثم يُنقل إلى خط أنابيب الضغط.
ميزة وحدة مضخة اللولب هي أن معدل فشلها أقل بكثير من مضخة الغطاس، وهي الأكثر توفيرًا. مع ذلك، فإن تكلفة المضخة نفسها أعلى بكثير من تكلفة مضخة الغطاس.مضخة قضيب الشفطنظام.