ما هو نظام الدوران في الحفر؟
Apr 09, 2025
يتيح النظام الدوار لمعدات الحفر دوران سلسلة الحفر ومثقاب الحفر، مما يسمح باختراق طبقات الأرض وحفر بئر. ويتكون بشكل أساسي من: طاولة دوارة, جهاز محرك علوي، سلسلة الحفر، لقمة الحفر، وأنظمة التحكم ذات الصلة. فيما يلي مقدمة مفصلة لك:1. المكونات الرئيسيةمصدر الطاقة: يُزوّد النظام الدوار بالطاقة. من المصادر الشائعة الاستخدام محركات الديزل والمحركات الكهربائية. قد تستخدم منصات الحفر واسعة النطاق عدة محركات ديزل أو محركات كهربائية تعمل معًا لتلبية احتياجات الطاقة في ظروف الحفر المختلفة.جهاز النقل: يشمل ناقل الحركة بالتروس، وناقل الحركة بالسلسلة، وناقل الحركة الهيدروليكي، وأجهزة أخرى. وظيفته نقل طاقة مصدر الطاقة إلى سلسلة الحفر، بحيث تُحرّك سلسلة الحفر لقمة الحفر. على سبيل المثال، في نظام دوار للطاولة الدوارة، يتم نقل الطاقة من مصدر الطاقة إلى الطاولة الدوارة من خلال ناقل الحركة، ثم تدفع الطاولة الدوارة الكيلي للدوران؛ في نظام القيادة العلوي، يتم نقل الطاقة مباشرة إلى محرك علوي جهاز في الجزء العلوي من سلسلة الحفر من خلال أجهزة النقل الهيدروليكية أو الكهربائية.سلسلة الحفر: تتكون من أنابيب الحفر، وأطواق الحفر، وغيرها، وهي مكون أساسي يربط بين لقمة الحفر ومعدات السطح. تنقل قوة الدوران من السطح إلى لقمة الحفر في قاع البئر. كما أنها تؤدي دور نقل سائل الحفر ودعم لقمة الحفر أثناء عملية الحفر.لقمة الحفر: أداة تعمل مباشرةً على الصخور. تتوفر أنواع مختلفة منها، وفقًا للظروف الجيولوجية المختلفة ومتطلبات الحفر، مثل لقم المخروط الأسطواني، ولقم PDC (الماس متعدد البلورات المضغوط)، وغيرها. تدور لقمة الحفر، من خلال هياكل قطع مختلفة، وتقطع الصخور تحت تأثير سلسلة الحفر لتشكيل حفرة البئر.2. طاولة دوارةالهيكل: يتكون بشكل رئيسي من جهاز قيادة، وقرص دوار، ومحمل رئيسي، وعجلة مسننة، وجهاز كبح، وغيرها. يستخدم جهاز القيادة عادةً محركًا كهربائيًا أو محركًا هيدروليكيًا، وينقل الطاقة إلى القرص الدوار عبر العجلة المسننة والسلسلة. يدعم المحمل الرئيسي القرص الدوار ليدور بسلاسة. يُستخدم جهاز الكبح لإيقاف دوران القرص الدوار عند الحاجة.مبدأ العمل: يوفر جهاز التشغيل الطاقة، ويدفع القرص الدوار للدوران عبر العجلة المسننة والسلسلة. يحتوي القرص الدوار على بطانات مربعة، ويتم إدخال المِكْرَة (الزنبرك) فيها. أثناء دوران القرص الدوار، يدفع المِكْرَة (الزنبرك) خيط الحفر ومِثقاب الحفر للدوران معًا، مما يُحقق هدف تكسير الصخور.تطبيقاته: يُستخدم على نطاق واسع في مختلف أنواع منصات الحفر البرية والبحرية. وهو مكون دوار شائع الاستخدام في معدات الحفر التقليدية، ويتميز بقابلية تطبيق جيدة في عمليات حفر بعض الآبار الضحلة ومتوسطة العمق.Ⅲ. جهاز القيادة العلويالبنية: تتكون عادة من a محور دوار للحفر, محرك كهربائي، علبة تروس، عمود رئيسي، نظام موازنة، إلخ. يوفر المحور الدوار ممرًا لسائل الحفر عالي الضغط لسلسلة الحفر. يعمل المحرك الكهربائي كمصدر للطاقة، وينقل الطاقة إلى العمود الرئيسي عبر علبة التروس، الذي يُحرك سلسلة الحفر للدوران. يُستخدم نظام الموازنة لموازنة وزن جهاز الدفع العلوي وتخفيف الحمل على برج الحفر.مبدأ العمل: يُشغّل المحرك الكهربائي علبة التروس، ويتصل عمود خرج علبة التروس بالعمود الرئيسي، مما يُحرّك دوران العمود الرئيسي، ثم يُحرّك سلسلة الحفر ومِثقاب الحفر المتصل أسفله. في الوقت نفسه، يدخل سائل الحفر إلى سلسلة الحفر عبر المفصلة الدوارة، ويُطرد من المِثقاب، مما يُحقق وظائف الدورة الدموية وحمل القطع لسائل الحفر.تطبيقات: يُستخدم على نطاق واسع في عمليات حفر الآبار العميقة، والآبار فائقة العمق، والتكوينات المعقدة. يُحسّن كفاءة الحفر ويُقلل وقت تجهيز أنابيب الحفر. وهو مناسب بشكل خاص للحالات التي تتطلب انقطاعًا متكررًا لسلسلة الحفر والتحكم في مسارات الآبار المعقدة.Ⅳ. سلسلة الحفرالبنية: تتكون بشكل أساسي من أنبوب الحفرس, طوق الحفرأنابيب الحفر الثقيلة، إلخ. يُعد أنبوب الحفر المكون الرئيسي لسلسلة الحفر، وعادةً ما يكون مصنوعًا من أنابيب فولاذية عالية القوة، ويُستخدم لربط لقمة الحفر بمعدات رأس البئر، ونقل عزم الدوران وسائل الحفر. يقع طوق الحفر في الجزء السفلي من سلسلة الحفر، بالقرب من لقمة الحفر. يتميز بوزنه الكبير نسبيًا، ويُستخدم لتطبيق ضغط الحفر على لقمة الحفر لضمان قدرتها على تكسير الصخور بفعالية. يُستخدم أنبوب الحفر الثقيل بين أنبوب الحفر وطوق الحفر لضبط وزن وصلابة سلسلة الحفر. مبدأ العمل: في النظام الدوار، يدور أنبوب الحفر مع دوران الطاولة الدوارة أو المحرك العلوي، ناقلًا عزم الدوران من رأس البئر إلى لقمة الحفر، مما يُمكّنها من قطع الصخور. وفي الوقت نفسه، يُعدّ الجزء الداخلي من أنبوب الحفر ممرًا لسائل الحفر. يتدفق سائل الحفر إلى الأسفل من داخل أنبوب الحفر تحت تأثير المضخة، وبعد إخراجه من لقمة الحفر، يحمل بقايا الحفر إلى رأس البئر.سيناريوهات التطبيق: يُطبق هذا المنتج في بيئات حفر متنوعة. تُعدّ سلاسل الحفر ضرورية لعمليات الحفر، من الآبار الضحلة إلى الآبار العميقة، ومن منصات الحفر البرية إلى البحرية. وتتطلب أعماق الآبار المختلفة، وظروف التكوين، ومتطلبات عملية الحفر، اختيار سلاسل حفر بمواصفات ومواد مختلفة.Ⅴ. مثقابالهيكل: يختلف الهيكل باختلاف الأنواع. يتكون مثقاب المخروط الأسطواني الشائع من مخاريط، وأرجل، ومحامل، وغيرها. تحتوي المخاريط على أسنان، ويتم قطع الصخور من خلال دورانها وكسرها. يستخدم مثقاب PDC شرائح ماسية مضغوطة كعناصر قطع، مثبتة على جسم المثقاب.مبدأ العمل: أثناء دوران لقمة المخروط الأسطواني، تتدحرج المخاريط وتلامس سطح الصخر، وتُحدث الأسنان تأثير تصادم وضغط على الصخر، مما يؤدي إلى كسره. تعتمد لقمة PDC على صلابة شرائح الماس المضغوطة العالية ومقاومتها للتآكل لكسر الصخر عن طريق القطع، وتتميز بكفاءة حفر عالية نسبيًا.تطبيقات: يُعدّ مثقاب المخروط الأسطواني مناسبًا لمختلف أنواع التكوينات ذات الصلابة، ويتميّز بأداء ممتاز في التكوينات الصلبة والكاشطة. يتميز مثقاب PDC بمزايا واضحة في التكوينات اللينة إلى متوسطة الصلابة، ويمكنه تحقيق حفر سريع.Ⅵ. نظام التحكم في النظام الدوارالهيكل: يتضمن وحدة تحكم في التشغيل، ومستشعرات، ووحدة تحكم، وغيرها. تُعدّ وحدة التحكم واجهةً للمشغلين للتحكم في نظام الدوران. وهي مُجهزة بأزرار ومقابض تحكم مُتنوعة وشاشة عرض، تُستخدم لضبط مُعلمات مثل سرعة الدوران وعزم الدوران. تتوزع المستشعرات في أجزاء رئيسية مُختلفة من نظام الدوران، مثل المحرك الكهربائي، وعلبة التروس، وسلسلة الحفر، وغيرها، وتُستخدم لمراقبة حالة تشغيل النظام آنيًا، مثل سرعة الدوران، وعزم الدوران، ودرجة الحرارة، وغيرها. تتحكم وحدة التحكم بدقة في كل مُكون من مكونات نظام الدوران وفقًا لإعدادات المُشغل والمعلومات المُرسلة من المستشعرات.مبدأ العمل: يضبط المُشغِّل مُعاملات تشغيل نظام الدوران من خلال وحدة التحكم. ووفقًا لهذه القيم المُحددة وبيانات التشغيل الفعلية المُستقاة من المُستشعرات، يُضبط جهاز التحكم سرعة دوران المُحرك الكهربائي، ويُتحكم في بدء وإيقاف جهاز الكبح، وما إلى ذلك، لضمان عمل نظام الدوران في حالة التشغيل المُحددة. على سبيل المثال، عندما يكتشف المُستشعر أن عزم دوران سلسلة الحفر كبير جدًا، يُخفِّض جهاز التحكم سرعة دوران المُحرك الكهربائي تلقائيًا لمنع تلف سلسلة الحفر بسبب التحميل الزائد.سيناريوهات التطبيق: في عمليات الحفر المختلفة، يلعب نظام التحكم دورًا حيويًا. فهو يضمن التشغيل الآمن والفعال لنظام الدوران، ويتكيف مع متطلبات عملية الحفر المختلفة وتغيرات ظروف التكوين.Ⅶ. الأعطال الشائعة وحلولها في نظام الحفر الدوار هي كما يلي:أعطال الطاولة الدوارةتدور الطاولة الدوارة بشكل غير مرن أو تحدث ظاهرة التشويشالأسباب: المحمل الرئيسي للطاولة الدوارة مهترئ أو تالف، مما يؤدي إلى زيادة مقاومة الدوران؛ السلسلة مشدودة للغاية أو العجلة المسننة مهترئة، مما يؤثر على نقل الطاقة؛ هناك مادة غريبة عالقة بين الطاولة الدوارة والقاعدة؛ الخلوص بين الجلبة المربعة والكيلي صغير جدًا أو التآكل غير متساوٍ.الحلول: فحص المحمل الرئيسي واستبداله في الوقت المناسب إذا كان مهترئًا أو تالفًا؛ ضبط إحكام السلسلة، والتحقق من حالة تآكل العجلة المسننة، واستبدال العجلة المسننة إذا لزم الأمر؛ تنظيف المواد الغريبة بين القرص الدوار والقاعدة؛ التحقق من حالة التطابق بين الجلبة المربعة والكيلي، وضبط الخلوص أو استبدال الأجزاء البالية.الطاولة الدوارة تتسرب منها الزيتالأسباب: الأختام قديمة أو تالفة، مما يؤدي إلى تسرب زيت التشحيم؛ مستوى حوض الزيت مرتفع للغاية، ويتدفق زيت التشحيم من الأختام؛ مفصل أنبوب الزيت فضفاض أو تالف، مما يتسبب في تسرب الزيت.الحلول: استبدال الأختام القديمة أو التالفة؛ التحقق من مستوى حوض الزيت وضبطه على الارتفاع المناسب؛ شد وصلة أنبوب الزيت، واستبدال الوصلة في الوقت المناسب إذا كانت تالفة.أعطال جهاز القيادة العلويةأعطال محرك الدفع العلويالأسباب: المحرك محمل بشكل زائد أو ساخن، مما يؤدي إلى احتراق لفائف المحرك؛ محمل المحرك تالف، مما يتسبب في اهتزاز وضوضاء المحرك؛ هناك أعطال في نظام التحكم الكهربائي، مثل أعطال الملامس، ودوائر قصيرة في الخطوط، وما إلى ذلك، مما يؤثر على التشغيل الطبيعي للمحرك.الحلول: التحقق من حالة تحميل المحرك، وتجنب التشغيل الزائد، وتحسين ظروف تبديد الحرارة للمحرك؛ استبدال محمل المحرك التالف؛ التحقق من نظام التحكم الكهربائي، وإصلاح أو استبدال الموصلات والخطوط والمكونات الأخرى المعيبة.يتسرب الماء من المحرك العلوي الدوارالأسباب: تآكل أو تلف أختام المحور الدوار، مما يؤدي إلى تسرب سائل الحفر؛ تآكل أنبوب الغسيل، مما يؤثر على تأثير الختم؛ جزء التوصيل بين الأنبوب المركزي وأنبوب عنق الإوزة فضفاض أو تلف الختم.الحلول: استبدال أختام المحور؛ التحقق من حالة تآكل أنبوب الغسيل واستبدال أنبوب الغسيل في الوقت المناسب؛ شد جزء الاتصال بين الأنبوب المركزي وأنبوب عنق الإوزة، واستبدال الختم إذا كان تالفًا.أعطال سلسلة الحفركسر أنبوب الحفرالأسباب: يتم استخدام أنبوب الحفر لفترة طويلة، ويتراكم الضرر الناتج عن التعب؛ يتعرض أنبوب الحفر لعزم دوران أو توتر أو قوة انحناء مفرطة أثناء عملية الحفر؛ هناك عيوب في مادة أنبوب الحفر أو مشاكل في جودة المعالجة.الحلول: إجراء الكشف عن العيوب على أنبوب الحفر بانتظام، والعثور على أنابيب الحفر التي بها أضرار التعب واستبدالها في الوقت المناسب؛ تحسين معلمات الحفر لتجنب أن يتحمل أنبوب الحفر الأحمال الزائدة؛ التحكم الصارم في جودة شراء أنبوب الحفر واختيار أنابيب الحفر عالية الجودة.خيط الحفر عالقالأسباب: أداء سائل الحفر ليس جيدًا، وفقدان الترشيح كبير، وتتشكل كعكة طينية سميكة على جدار البئر، مما يؤدي إلى زيادة الاحتكاك بين سلسلة الحفر وكعكة الطين؛ مسار البئر غير منتظم، وهناك أماكن ذات شدة انحراف كبيرة، مما يتسبب في تركيز الإجهاد المحلي لسلسلة الحفر؛ تظل سلسلة الحفر ثابتة لفترة طويلة، ويحدث التصاق بين سلسلة الحفر وجدار البئر.الحلول: ضبط أداء سائل الحفر، وتقليل خسائر الترشيح، وتحسين جودة كعكة الطين؛ تحسين مسار البئر وتقليل شدة الانحراف؛ تحريك سلسلة الحفر بانتظام لتجنب الثبات على المدى الطويل.عيوب مِثقاب الحفريتآكل مِثقب الحفر بسرعة كبيرةالأسباب: لم يتم اختيار مِثقاب الحفر بشكل صحيح وهو غير مناسب لظروف التكوين الحالية؛ معلمات الحفر غير معقولة، مثل ضغط الحفر المفرط وسرعة الدوران العالية جدًا؛ أداء سائل الحفر ليس جيدًا، وتأثيرات التشحيم والتبريد على مِثقاب الحفر ضعيفة.الحلول: اختيار نوع مثقاب الحفر المناسب وفقًا لتكوين الصخور؛ تحسين معلمات الحفر وضبط ضغط الحفر وسرعة الدوران بشكل معقول؛ تحسين أداء سائل الحفر وتعزيز تأثيرات التشحيم والتبريد.كرة مثقابالأسباب: اللزوجة ونقطة الخضوع لسائل الحفر مرتفعتان للغاية، ولا يمكن تفريغ القطع بسهولة، وتلتصق بقطعة الحفر؛ يتم حظر فتحات المياه في قطعة الحفر، وإزاحة سائل الحفر غير كافية، ولا يمكن تنظيف قطعة الحفر بشكل فعال؛ تكون الصخور المكونة عرضة لامتصاص الماء والتورم، وتتشكل كعكة طينية تلتصق بقطعة الحفر.الحلول: ضبط اللزوجة ونقطة الخضوع لسائل الحفر لتحسين قدرته على حمل القطع؛ فحص فتحات المياه في مثقب الحفر، وتنظيف الانسدادات، وضمان الإزاحة الطبيعية لسائل الحفر؛ بالنسبة للتكوينات المعرضة لامتصاص الماء والتورم، أضف عوامل مضادة للتورم وعوامل معالجة أخرى لتحسين ظروف التكوين.
اقرأ أكثر
Language :
عربي
English
Русский
إقتبس
IPv6 دعم الشبكة
