الشروط المطبقة على واجهة برمجة التطبيقات (API)مضخات قضيب الشفطتتطلب دراسة شاملة لمعايير متعددة، بما في ذلك عمق البئر، ومعدل الإنتاج، وبنية البئر، وخصائص السوائل. يمكن تلخيص السيناريوهات الأساسية المناسبة في بيئات الإنتاج التقليدية للآبار متوسطة العمق، ومنخفضة إلى متوسطة الإنتاج، والآبار العمودية أو ذات الانحراف الطفيف. ووفقًا لمواصفات واجهة برمجة التطبيقات (API) المواصفات 11AX وممارسات الصناعة، فإن الحدود المحددة المطبقة هي كما يلي:

أولا: عمق البئر ونطاق الإنتاج:

التكيف مع العمق: يتراوح عمق البئر الأمثل بين 1500 و4000 متر. عند هذا العمق، تُوازن الخلوص بين المكبس وأسطوانة المضخة (عادةً 0.03-0.05 مم) بين كفاءة الرفع وصعوبة التصنيع. عندما يتجاوز عمق البئر 5000 متر، يلزم إجراء عمليات خاصة للتحكم في الخلوص بحيث لا يتجاوز 0.02 مم.

عتبة الإنتاج: يُفضل التحكم في إنتاج السوائل اليومي لبئر واحدة عند 10-100 متر مكعب يوميًا، مع الحفاظ على كفاءة المضخة عند 60%-70%. إذا تجاوز الإنتاج 150 مترًا مكعبًا يوميًا، فإن المضخات الكهربائية الغاطسة أو المضخات اللولبية تكون أكثر توفيرًا. على سبيل المثال، يستخدم بئر بعمق 3200 متر في حقل شينجلي النفطي مضخة قضيبية مثبتة من الأعلى ومختومة من الأسفل، مما يحقق كفاءة مضخة تبلغ 68% عند إنتاج 58 مترًا مكعبًا من السوائل يوميًا، مما يقلل استهلاك الطاقة بنسبة 22% مقارنةً بالمضخات الكهربائية في نفس قسم البئر.

ثانياً: قيود هيكل البئر: 

زاوية ميل البئر وشدة دوجلج (دي إل إس): يمكن للآبار العمودية (زاوية الميل < 15 درجة) والآبار ذات الزاوية المنخفضة (15 درجة - 25 درجة، وشدة دوجلج (DLS) < 3 درجات/25 مترًا) استخدام مضخات قضبان API التقليدية مباشرةً؛ عندما تكون زاوية ميل البئر 25 درجة - 45 درجة وشدة دوجلج (DLS) 3 درجات - 4 درجات/25 مترًا، يلزم استخدام تصميمات خاصة مثل مضخات الإغلاق القسري الاتجاهية. غالبًا ما تتطلب الآبار ذات الزاوية العالية (45 درجة) مُرَكِّزات أو مضخات لولبية بسبب التآكل الشديد للقضبان - على سبيل المثال، في بئر بميل 52 درجة في حقل تاريم النفطي، تم تمديد عمر سلسلة القضبان إلى 180 يومًا فقط بعد تركيب مُرَكِّز مقاوم للتآكل، وهو عمر أقل من عمر الآبار العمودية. حجم الغلاف: يجب أن تتوافق متطلبات المساحة الحلقية مع قطر المضخة والقطر الداخلي للغلاف. على سبيل المثال، يكون الغلاف مقاس 139.7 ملم (5.5 بوصة) متوافقًا مع قطر مضخة أقصى يبلغ 70 ملم، في حين يقتصر الغلاف مقاس 88.9 ملم (3.5 بوصة) على أقطار المضخات الأقل من 56 ملم.

ثالثًا: خصائص السوائل وظروف الخزان:

حدود محتوى الغاز والرمل: يجب التحكم في محتوى الغاز الحر بما لا يقل عن 10% من حجم السائل المُنتَج؛ وإلا، فقد يحدث انسداد للغاز - فعندما يكون ضغط مدخل المضخة أقل من ضغط التشبع، فإن كل زيادة بنسبة 1% في محتوى الغاز ستؤدي إلى انخفاض في كفاءتها بنسبة تتراوح بين 3% و5%. عندما يتجاوز محتوى الرمل 0.5% (الكسر الكتلي)، يجب اختيار مضخة قضيبية مقاومة للرمل، بحيث يتحمل مكبسها الملحوم المصنوع من سبيكة ني60 تآكل الرمل بمقدار 200 جم/م³. اللزوجة والبيئة المسببة للتآكل: يُمكن تطبيقها بشكل روتيني عندما تكون لزوجة النفط الخام أقل من 5000 ملي باسكال/ثانية. أما بالنسبة للقيم التي تتجاوز هذا الحد، فيلزم تخفيف القضيب المجوف أو التسخين الكهربائي. بالنسبة للآبار المسببة للتآكل ذات الضغط الجزئي لكبريت الهيدروجين (H₂S) الذي يبلغ 0.05 ملي باسكال، يلزم استخدام أغلفة مضخة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L. على سبيل المثال، في بئر في حقل غاز سيتشوان، حققت هذه التقنية فترة خالية من الصيانة لمدة 420 يومًا، أي أطول بـ 2.3 مرة من مضخات الفولاذ الكربوني.

رابعًا: توافق العمليات والحدود الاقتصادية:

توافق معدات السطح: يلزم التوافق مع وحدات ضخ الشعاع التقليدية. يتراوح النطاق الأمثل بين 1.8 و6 أمتار لطول الشوط، و4-12 شوطًا في الدقيقة. في حال اعتماد تصميم شوط فائق الطول (8 أمتار)، يجب رفع تصنيف عزم مخفّض وحدة الضخ وفقًا لذلك.

حدود التوسع الاقتصادي: تنافسية عندما تكون تكاليف صيانة البئر الواحد أقل من 50,000 يوان صيني سنويًا. خلال فترات انخفاض أسعار النفط (أقل من 40 دولارًا أمريكيًا للبرميل)، تكون تكلفة استهلاكها للطاقة أقل بنسبة 15%-30% من تكلفة المضخات الكهربائية. على سبيل المثال، يستخدم حقل يانتشانغ النفطي مضخات قضبانية محكمة الغلق ومدعومة من الأسفل، مما يخفض تكلفة التشغيل والصيانة السنوية للبئر إلى 32,000 يوان صيني، أي ما يعادل 60% فقط من تكلفة المضخات اللولبية.

حالات الاستبعاد الحرجة: لا تُعدّ مضخات القضبان مناسبةً عندما تُظهر بئر النفط الخصائص التالية: زاوية ميل البئر 45 درجة، وشدة تآكل البئر (دي إل إس) 4 درجات/25 مترًا؛ انخفاض الغاز 30%، وتعذّر تثبيت الغاز؛ إنتاج السوائل اليومي 200 متر مكعب أو أقل من 5 أمتار مكعبة يوميًا؛ ضغط جزئي لغاز كبريتيد الهيدروجين 0.3 ميجا باسكال، وعدم وجود حل لمادة مقاومة للتآكل. في هذه الحالات، تكون عمليات الرفع بدون قضبان أو الرفع بالغاز أكثر جدوى من الناحيتين التقنية والاقتصادية.