يبحث

معدات الطاقة في منصة الحفر هي الجهاز الأساسي الذي يزود نظام الحفر بأكمله بالطاقة. حاليًا، تُقسّم أنواع الطاقة الرئيسية إلى فئتين رئيسيتين: طاقة محرك الديزل والطاقة الكهربائية، بينما يُستخدم نظام الطاقة الهجين في بعض السيناريوهات المعقدة.1. قوة محرك الديزلمحركات الديزل هي مصدر الطاقة التقليدي السائد لمنصات الحفر البرية. تُنتج هذه المحركات طاقة ميكانيكية من خلال احتراق الديزل، والتي تُوزّع بدورها على وحدات العمل المختلفة عبر نظام النقل.المزايا الأساسيةاستقلالية قوية: فهي لا تعتمد على شبكة طاقة خارجية ويمكنها العمل بشكل مستقل في سيناريوهات خارج الشبكة مثل البرية والصحاري، مع قدرة كبيرة على التكيف.كثافة الطاقة العالية: يمكن أن تصل طاقة الوحدة الفردية إلى 1000-3000 كيلو وات، مما يمكنها تلبية متطلبات الحمل العالي للآبار العميقة والآبار العميقة للغاية.سرعة بدء التشغيل السريعة: يمكنها البدء والتوقف بسرعة في ظل ظروف الطوارئ (مثل ركلة البئر وتوقف الأنابيب)، مع وقت استجابة أقل من 30 ثانية، مما يضمن سلامة التشغيل.المعدات الرئيسيةمحرك الديزل الرئيسي: معظمها محركات ديزل رباعية الأشواط من النوع V، 12 أسطوانة / 16 أسطوانة، ومجهزة بنظام شحن توربيني للتكيف مع البيئات القاسية مثل الارتفاعات العالية ودرجات الحرارة العالية.مجموعة مولدات الديزل: توفر الطاقة ذات الجهد المنخفض (على سبيل المثال، لأنظمة التحكم والإضاءة ومعدات معالجة الطين) للأنظمة المساعدة لمنصة الحفر، وعادة ما تعمل بالارتباط مع محرك الديزل الرئيسي.السيناريوهات القابلة للتطبيقحقول النفط النائية البرية، والحفر في الصحراء/الهضبة، وعمليات إصلاح الآبار، وغيرها من السيناريوهات التي لا تتمتع بتغطية شبكة كهرباء مستقرة.2. الطاقة الكهربائيةالطاقة الكهربائية هي الاتجاه الرئيسي لتطوير منصات الحفر الحديثة، حيث تحل محل محركات الديزل التقليدية من خلال وضع "إمدادات الشبكة الكهربائية + محرك المحرك".المزايا الأساسيةاستهلاك منخفض للطاقة وتلوث منخفض: مقارنةً بمحركات الديزل، ينخفض ​​استهلاك الطاقة بنسبة 15%-25%، ولا يُصدر أي انبعاثات عوادم، وهو متوافق مع اللوائح البيئية. وهو مناسب للمناطق الحساسة بيئيًا، مثل المناطق البحرية والضواحي الحضرية.دقة التحكم العالية: يتم اعتماد محركات تنظيم السرعة ذات التردد المتغير (على سبيل المثال، المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم، والمحركات غير المتزامنة)، والتي يمكنها تحقيق تعديل دقيق لمعلمات الحفر (مثل الوزن على المثقاب وسرعة الدوران)، مما يحسن جودة البئر.تكلفة صيانة منخفضة: يتميز المحرك بهيكل بسيط، خالٍ من الأجزاء الحساسة مثل المكابس والصمامات في محركات الديزل. تنخفض تكلفة الصيانة السنوية بنسبة 30%-40%، ويمتد عمر الخدمة إلى 15-20 عامًا.المعدات الرئيسيةمحول التردد العالي الجهد: يحول الكهرباء ذات الجهد العالي من شبكة الطاقة إلى مصدر طاقة بتردد متغير للتحكم في سرعة المحرك، ويعمل بمثابة "جوهر التحكم" لنظام الطاقة الكهربائية.محرك الدفع: مقسم إلى محركات الطاولة الدوارة (قيادة دوران سلسلة الحفر)، محركات مضخة الطين (إدارة دوران الطين)، ومحركات الرفع (إدارة كتلة الحركة لعمليات الرفع). تتراوح قدرة الوحدة الواحدة بين ٥٠٠ و٢٠٠٠ كيلوواط، ويتم ضبطها وفقًا لمتطلبات الحمل.مجموعة المولدات الطارئة: مصدر طاقة احتياطي عند انقطاع طاقة الشبكة، وهي في الغالب عبارة عن مزيج من محرك ديزل صغير ومولد، مما يضمن التشغيل المستمر للمعدات الرئيسية مثل مانعات الانفجار و مضخات الطين.السيناريوهات القابلة للتطبيقمنصات الحفر البحرية، ومنصات الحفر الكبيرة في المناطق البرية التي تغطيها شبكات الطاقة، والحفر في المناطق الحساسة بيئياً (على سبيل المثال، المناطق الساحلية، والمناطق الضواحي).Ⅲ. الطاقة الهجينةتجمع الطاقة الهجينة بين مزايا محرك الديزل والطاقة الكهربائية. والوضع الشائع هو "محرك ديزل + نظام تخزين طاقة البطارية"، ويُستخدم بشكل رئيسي في حالات تقلبات الأحمال الكبيرة (مثل عمليات التناوب بين الحفر والحفر).مبدأ العملأثناء عمليات الحفر ذات الحمل المنخفض (على سبيل المثال، التعثر)، يقوم محرك الديزل بتشغيل المولد لشحن البطارية؛ أثناء العمليات ذات الحمل العالي (على سبيل المثال، الدورة عالية الضغط لمضخات الطين)، تعمل البطارية ومحرك الديزل على توفير الطاقة معًا، مما يقلل من تقلب الحمل لمحرك الديزل ويخفض استهلاك الوقود.الميزة الأساسيةيتم تقليل استهلاك الوقود بنسبة 20% -30% مقارنة بمحركات الديزل النقية، ويتم تقليل التآكل الناجم عن التشغيل والإيقاف المتكرر لمحرك الديزل، مما يؤدي إلى إطالة عمر خدمة المعدات.السيناريوهات القابلة للتطبيقحفر الآبار العميقة على اليابسة، وعمليات إصلاح الآبار، وغيرها من السيناريوهات التي تشهد تقلبات متكررة في الأحمال.4. نقاط الصيانةلقوة محرك الديزل1. تحقق بانتظام من مستوى زيت المحرك وعنصر فلتر الديزل لمنع تآكل الفوهة الناتج عن الشوائب.2. استبدل عنصر فلتر زيت المحرك والهواء كل 200 ساعة لمنع ترسب الكربون عالي الحرارة من التأثير على خرج الطاقة.3. في البيئات الباردة، استخدم الديزل المضاد للتجمد وأضف مضاد التجمد إلى خزان المياه.للطاقة الكهربائية1. قم بتنظيف مروحة التبريد الخاصة بمحول التردد وملفات المحرك بانتظام لمنع ارتفاع درجة الحرارة الناجم عن الغبار.2. اختبر مقاومة عزل المحرك شهريًا لتجنب حدوث ماس كهربائي بسبب الرطوبة.3. بعد انقطاع التيار الكهربائي عن الشبكة، تحقق من سعة بطارية المولد الطارئ لضمان الاستجابة الطبيعية للطوارئ.

منصة حفر النفط هي معدة ميكانيكية واسعة النطاق تُستخدم في عمليات حفر النفط والغاز. وظيفتها الرئيسية هي تشغيل أدوات الحفر لتكسير الصخور الجوفية وحفر آبار النفط، مما يوفر قنوات للاستغلال اللاحق، وبالتالي تحقيق استكشاف وتطوير موارد النفط والغاز. تشمل وظائفها الأساسية رفع وخفض أدوات الحفر، والحفر الدوراني، وتنظيف الآبار بالتدوير. تتكون بشكل رئيسي من آلات الطاقة، وآليات النقل، وآلات التشغيل، والمعدات المساعدة. يمكن تصنيفها، حسب سيناريوهات التشغيل، إلى منصات حفر نفط برية وأخرى بحرية، وهي بنية تحتية أساسية لضمان إمدادات النفط والغاز العالمية.أنظمة المكونات الأساسيةA منصة الحفر يتكون من ثمانية أنظمة رئيسية: يتحكم نظام الرفع في رفع وخفض أدوات الحفر عبر أعمال الرسم وكتل البكرات؛ ويحرك النظام الدوار مِثقاب الحفر لكسر التكوينات الصخرية؛ ويستخدم نظام الدورة الطين عالي الضغط لإزالة القطع؛ ويوفر نظام الطاقة والنقل توزيع الطاقة؛ وينسق نظام التحكم تشغيل المعدات؛ ويوفر البرج والهيكل الأساسي الدعم؛ وتتضمن المعدات المساعدة أجهزة السلامة مثل مانع الانفجار(BOP). المكونات الأساسية تشمل برج الحفر, كتلة التاج, طاولة دوارة، وأنواع مختلفة من رؤوس الحفر. محرك علوي تعتمد منصات الحفر على تقنية الدفع العلوي (الدوران الكهربائي)، مما يُحسّن كفاءة الحفر ويُناسب عمليات الآبار العميقة. أثناء التشغيل، تُدوّر مضخات الطين الطين لتبريد لقمة الحفر، وتُضبط آليات الكبح معايير الحفر.1. نظام الرفعنظام الرفع مُجهّز لرفع وخفض أدوات الحفر، وتشغيل الغلاف، والتحكم في وزن المثقاب (WOB)، وتغذية أدوات الحفر. ويشمل آليات السحب، والفرامل المساعدة، كتلة التاج, كتلة السفر, خطاف, حبل سلكي، وأدوات مختلفة مثل وصلة المصعدس, المصاعد، ملقط، وزلاقات.عند الرفع، تُلف أسطوانة الجرّ الحبل السلكي؛ وتُشكّل كتلة التاج وكتلة الحركة نظام بكرة ثانوي. يرتفع الخطاف لرفع أدوات الحفر عبر أدوات مثل وصلات الرفع والمصاعد. عند الإنزال، تنزل أدوات الحفر أو سلك التغليف بوزنها، ويتم التحكم في سرعة إنزال الخطاف بواسطة آلية كبح الجرّ والمكابح المساعدة. أثناء الحفر العادي، يتم التحكم في سرعة تغذية أدوات الحفر بواسطة آلية الكبح، ويُطبّق جزء من وزن أداة الحفر على لقمة الحفر كـ WOB لكسر التكوينات الصخرية.2. النظام الدوارالنظام الدوار هو نظام نموذجي لمنصة الحفر الدوارة، ويتمثل دوره في تحريك أدوات الحفر لتدويرها لتكسير التكوينات الصخرية. ويشمل الطاولة الدوارة، والمحور، و أداة الحفريختلف تركيب أدوات الحفر حسب نوع البئر المراد حفرها؛ فهو يشمل عمومًا الكيلي، أنبوب الحفر, طوق الحفرs، ومثقاب الحفر، بالإضافة إلى المثبتات، وامتصاص الصدمات، ومحولات الصوت الفرعية.من بينها، لقمة الحفر هي الأداة التي تُكسر الصخور مباشرةً. تتميز أطواق الحفر بوزنها وسمك جدارها العاليين، وتُستخدم لتطبيق WOB على لقمة الحفر. تربط أنابيب الحفر المعدات السطحية بمعدات قاع البئر وتنقل عزم الدوران. عادةً ما يكون للكيلي مقطع عرضي مربع؛ وتُحرك الطاولة الدوارة سلسلة الحفر بأكملها ولقمة الحفر للدوران عبر الكيلي. يُعدّ المفصل الدوار مكونًا أساسيًا في منصة الحفر الدوارة: فهو لا يتحمل وزن أدوات الحفر فحسب، بل يُمكّن أيضًا من الحركة الدورانية، مع توفير قناة للطين عالي الضغط.Ⅲ. نظام الدورة الدمويةتم تجهيز منصة الحفر الدوارة بنظام دوران لنقل القطع المكسورة بواسطة مثقب الحفر إلى السطح على الفور من أجل الحفر المستمر، مع تبريد مثقب الحفر وحماية بئر الحفر ومنع حوادث الحفر مثل انهيار البئر وفقدان الدورة.يتضمن نظام التداول مضخة الطينمشعبات سطحية، وخزانات طينية، ومعدات تنقية الطين. تشمل مشعبات السطح مشعبات ضغط عالي، وأنابيب عمودية، وخطوط خراطيم؛ وتشمل معدات تنقية الطين هزاز الصخر الزيتيس, مزيلات الرمل، مزيلات الطمي، و أجهزة الطرد المركزي لطين الحفر.تقوم مضخة الطين بسحب الطين من خزان الطين؛ وبعد ضغطه، يتدفق الطين عبر مشعب الضغط العالي، وأنبوب الوقوف، وخط الخرطوم، ويدخل إلى المحور الدوار، ويُخفض إلى قاع البئر عبر أدوات الحفر المجوفة. يُطرد الطين من فوهات لقمة الحفر، ثم يحمل بقايا الحفر إلى السطح عبر الفراغ الحلقي بين جوف البئر وأدوات الحفر. يمر الطين العائد من قاع البئر عبر مستويات مختلفة من معدات تنقية الطين لإزالة المواد الصلبة، ثم يُعاد استخدامه.4. معدات الطاقةنظام الرفع، ونظام الدوران، ونظام الدوران هي وحدات العمل الرئيسية الثلاث في منصة الحفر، وتُستخدم لتوفير الطاقة. يُمكّن تشغيلها المنسق من إتمام عمليات الحفر. لتزويد هذه الوحدات بالطاقة، يجب أن تكون منصة الحفر مُجهزة بمعدات طاقة. تشمل معدات الطاقة في منصة الحفر محركات الديزل، ومحركات التيار المتردد، ومحركات التيار المستمر.Ⅴ. نظام النقليقوم نظام النقل بتحويل القوة والحركة الناتجة عن معدات الطاقة، ثم ينقلها ويوزعها على كل وحدة عاملة لتلبية احتياجاتها المختلفة من الطاقة. يتضمن نظام النقل عمومًا آلية تخفيض، وآلية تغيير السرعة، وآلية توجيه/عكس، وآلية ربط بين عدة آلات طاقة.Ⅵ. نظام التحكملضمان التشغيل المنسق لوحدات العمل الرئيسية الثلاث في منصة الحفر وتلبية متطلبات تقنية الحفر، زُوِّدت منصة الحفر بنظام تحكم. تشمل أساليب التحكم التحكم الميكانيكي، والتحكم الهوائي، والتحكم الكهربائي، والتحكم الهيدروليكي.طريقة التحكم الشائعة في منصات الحفر هي التحكم الهوائي المركزي. يستطيع الحفار إتمام جميع عمليات التحكم تقريبًا في منصة الحفر من خلال لوحة التحكم الخاصة به، مثل تشغيل/فصل القابض الرئيسي؛ وربط عدة آلات طاقة؛ وتشغيل/إيقاف وحدات السحب، والطاولة الدوارة، ومضخات الطين؛ والتحكم في سرعة وحدات السحب.Ⅶ. برج الحفر والبنية التحتيةيُستخدم برج الحفر والهيكل الأساسي لدعم وتركيب معدات وأدوات الحفر المختلفة، وتوفير موقع لعمليات الحفر. يُستخدم برج الحفر لتركيب كتلة التاج، وتعليق كتلة الحركة، والخطاف، والمحور، وأدوات الحفر، وتحمل أحمال الحفر، وحاملات المكدس. يُستخدم الهيكل الأساسي لتركيب وحدة الطاقة، ووحدة السحب، والطاولة الدوارة، ودعم برج الحفر، وتعليق أدوات الحفر عبر الطاولة الدوارة، وتوفير مساحة ارتفاع بين الطاولة الدوارة والأرض لتركيب مانعات التسرب اللازمة وتسهيل دوران الطين.Ⅷ. المعدات المساعدةولضمان السلامة والتقدم الطبيعي للحفر، تتضمن منصة الحفر أيضًا معدات مساعدة أخرى، مثل ميزان المدفوعات مدخنة لمنع الانفجارات، ومجموعة مولدات لتوفير الإضاءة والطاقة المساعدة للحفر، وجهاز ضغط الهواء لتزويد الهواء المضغوط، ومعدات إمداد المياه وإمدادات النفط.

تُعد تقنية الحفر الاتجاهي من أكثر تقنيات الحفر تطورًا في مجال استكشاف وتطوير النفط العالمي اليوم. تعتمد هذه التقنية على أدوات خاصة في قاع البئر، وأجهزة قياس، وتقنيات معالجة للتحكم الفعال في مسار البئر، وتوجيه لقمة الحفر للوصول إلى الهدف الجوفي المحدد مسبقًا في اتجاه محدد. تكسر هذه التقنية قيود الآبار العمودية، التي "لا يمكنها إلا تطوير الموارد أسفل رأس البئر مباشرةً". ومن خلال اعتماد تقنية الحفر الاتجاهي، يمكن تطوير موارد النفط والغاز المقيدة بظروف سطحية أو جوفية بشكل اقتصادي وفعال، مما يزيد إنتاج النفط والغاز بشكل كبير ويخفض تكاليف الحفر. البئر الاتجاهي، في جوهره، هو طريقة حفر توجه البئر للوصول إلى التكوين المستهدف عبر زاوية انحراف وسمت مُصممين مسبقًا.هناك ثلاثة أنواع رئيسية من ملفات تعريف الآبار الخاصة بها:(1) نوع المقطعين: المقطع الرأسي + المقطع التراكمي؛(2) نوع المقطع الثلاثي: المقطع الرأسي + المقطع التراكمي + المقطع المماس؛(3) نوع القسم الخماسي: القسم الرأسي العلوي + القسم التراكمي + القسم المماس + القسم المتساقط + القسم الرأسي السفليالبئر الأفقي هو نوع من الآبار الاتجاهية. تخترق آبار النفط التقليدية خزان النفط عموديًا أو بزاوية سطحية، مما ينتج عنه مقطع قصير من البئر يمر عبر الخزان. في المقابل، بعد الحفر عموديًا أو بزاوية للوصول إلى خزان النفط، يُدار ثقب البئر الأفقي إلى اتجاه شبه أفقي ليبقى موازيًا لخزان النفط، مما يسمح بالحفر لمسافات طويلة داخل الخزان حتى اكتماله. مُجهزة بآليات عالية القوة. أنابيب الحفر الثقيلة (HWDP) للمقاطع الأفقية و بتات PDC (الماس المضغوط متعدد البلورات) المقاومة للتآكليمكن أن يتراوح طول المقطع المخترق للخزان بين مئات الأمتار وأكثر من 2000 متر. هذا لا يقلل فقط من مقاومة تدفق السوائل الداخلة إلى البئر، بل يزيد أيضًا من القدرة الإنتاجية عدة مرات مقارنةً بالآبار العمودية أو المنحرفة التقليدية، مما يُسهّل استخلاص النفط بشكل أفضل.1. سيناريوهات التطبيق1. التغلب على العوائق السطحية/تحت الأرضالعوائق السطحية: عندما تكون هناك مباني أو سكك حديدية أو بحيرات أو مناطق حماية بيئية فوق الخزان، يمكن حفر آبار اتجاهية خارج هذه العوائق للوصول إلى الخزان بزاوية (على سبيل المثال، تطوير خزانات النفط والغاز حول المدن).العوائق تحت الأرض: عند تجاوز المعالم الجيولوجية الخطرة مثل الكهوف تحت الأرض، وقباب الملح، والصدوع، تكون مقاومة للصدمات ومقاومة للانهيار طوق الحفر والضغط العالي مانع الانفجارs (ميزان المدفوعات) يتم استخدامها بالتنسيق لتجنب حوادث الحفر مثل التصاق الأنابيب وانفجارها.2. تعزيز القدرة الإنتاجية لخزانات النفط والغاز غير التقليديةتتميز المكامن غير التقليدية، مثل الغاز الصخري والنفط الصخري، بنفاذية منخفضة للغاية. ولا تستطيع الآبار العمودية الوصول إلا إلى مساحة صغيرة من المكمن، مما يؤدي إلى محدودية قدرتها الإنتاجية. أما الآبار الأفقية، فتمر عبر المكمن أفقيًا لمسافة مئات الأمتار، مما يزيد مساحة التلامس مع المكمن عشرات المرات. ويمكن أن يصل إنتاج الغاز اليومي لبئر أفقي واحد إلى ما بين 5 و10 أضعاف إنتاج البئر العمودية، مما يجعلها تقنية أساسية لتطوير النفط والغاز غير التقليديين.3. خفض تكاليف التطويرحقول النفط والغاز البحرية: إن حفر مجموعة من الآبار من منصة بحرية واحدة أقل تكلفة بكثير من بناء منصة منفصلة لكل هدف، مما يؤدي إلى خفض تكاليف التطوير بنسبة تتراوح بين 30% إلى 50%.حقول النفط الناضجة: من خلال "التتبع الجانبي" للآبار الاتجاهية (حفر فروع من بئر قديم لتطوير خزانات النفط المتبقية في المنطقة المحيطة)، ليست هناك حاجة لحفر آبار رأسية جديدة، مما يقلل الاستثمار بشكل كبير.٢. المزايا والعيوب مقارنةً بالآبار العموديةالمزايا1. قدرة قوية على تغطية الموارد: ويمكنه تطوير الخزانات المتوازنة والخزانات المتناثرة التي لا يمكن الوصول إليها عن طريق الآبار الرأسية، مما يحسن كفاءة إنتاج خزانات النفط والغاز.2. قدرة إنتاج عالية للبئر الواحد: وتعمل الآبار الأفقية، على وجه الخصوص، على زيادة مساحة الاتصال بين البئر والخزان بشكل كبير، مما يوفر مزايا كبيرة في تطوير خزانات النفط والغاز غير التقليدية.3. فعالية التكلفة المتفوقة: الآبار العنقودية والآبار متعددة الأطراف، مدعومة بأجهزة حفر متكاملة ومعدات حفر متطابقة (مثل أفضل المحركات و مضخة الطينs), تقليل تكاليف إشغال السطح وبناء المنصات، مما يجعلها مناسبة لسيناريوهات التطوير البحرية والمكثفة.العيوب1. التعقيد التقني العالي: ويتطلب هذا الأمر حفارات اتجاهية احترافية، وأنظمة توجيه دوارة (RSS)، ومعدات قياس أثناء الحفر (MWD)، مما يؤدي إلى عتبة فنية أعلى بكثير من الآبار الرأسية.2.التكاليف المرتفعة: إن الاستثمار في البئر أحادي الاتجاه يكون عادة أعلى بنسبة 20% إلى 50% من الاستثمار في البئر العمودي بنفس العمق (بسبب زيادة تكاليف الأدوات والمعدات والعمالة).3. المخاطر العالية: ويؤدي المسار المعقد إلى مقاومة عالية لتداول سائل الحفر وصعوبة متزايدة في استقرار البئر، مما يؤدي إلى ارتفاع معدل الحوادث مثل التصاق الأنابيب وانهيار البئر مقارنة بالآبار الرأسية.4. دورة بناء طويلة: وتتطلب هذه العملية إجراء تعديلات متكررة على المسار وقياسات للبيانات، مما يؤدي إلى دورة بناء أطول بنسبة تتراوح بين 30% إلى 60% مقارنة بالآبار الرأسية من نفس العمق.3. الخاتمةباختصار، يُمثل الحفر الاتجاهي علامة فارقة في تطور حفر النفط من التطوير الرأسي البسيط إلى التطوير المُعقد والدقيق. حاليًا، في تطوير موارد النفط والغاز العالمية، تجاوزت نسبة استخدام الآبار الاتجاهية نسبة استخدام الآبار الرأسية، مما يجعلها إحدى التقنيات الأساسية لضمان إمدادات النفط والغاز.

ال نظام التحكم في الآبار في منصة الحفر يُعدّ جهازًا أساسيًا لضمان سلامة عمليات الحفر. فيما يلي شرحٌ مُفصّل لمكوناته المختلفة:Ⅰ.مدخنة مانع الانفجار (BOP)مانع انفجار الكبشالهيكل: يتكون بشكل رئيسي من مكونات مثل الغلاف، ومجموعة الكبش، والأبواب الجانبية، وقضبان المكبس، والأسطوانات الهيدروليكية. الغلاف هو الهيكل الرئيسي لمانع انفجار الكبش، حيث تُركّب بداخله مكونات مثل مجموعة الكبش. تتضمن مجموعة الكبش كبشًا مفتوحًا بالكامل وكبشًا مفتوحًا نصف مفتوح، وهما مكونان أساسيان لضمان إحكام إغلاق رأس البئر. تُستخدم الأبواب الجانبية لتركيب مجموعة الكبش وفكها. تربط قضبان المكبس مجموعة الكبش بالأسطوانات الهيدروليكية، ناقلةً الضغط الهيدروليكي. تُوفّر الأسطوانات الهيدروليكية الطاقة اللازمة لتحريك الكبش.مبدأ العمل: عند الحاجة إلى إغلاق رأس البئر، يحقن النظام الهيدروليكي زيتًا عالي الضغط في الأسطوانات الهيدروليكية، دافعًا قضبان المكبس لدفع الكباش أفقيًا. ثم تضغط الكباش بعضها البعض في مركز رأس البئر لإحكام إغلاقه. تُحكم الكباش المفتوحة بالكامل إغلاق رأس البئر تمامًا عند عدم وجود سلسلة حفر فيه. تُحكم الكباش المفتوحة جزئيًا، وفقًا لحجم سلسلة الحفر، إغلاقها وتُحكم الفراغ الحلقي عند وجود سلسلة حفر في رأس البئر.الخصائص: يتميز بأداء إغلاق موثوق، ويتحمل ضغطًا مرتفعًا نسبيًا في رأس البئر. سهل التشغيل، وسريع الأداء، ويمكن التحكم فيه عن بُعد. يتوفر بأنواع ومواصفات متنوعة، مما يجعله يتكيف مع ظروف عمل الحفر المختلفة وتركيبات سلسلة الحفر.مانع الانفجار الحلقيالبنية: تتكون بشكل أساسي من مكونات مثل عنصر مانع الانفجار الحلقي، المكبس، والغلاف، والغطاء العلوي. عنصر التعبئة الحلقي هو المكون الأساسي لمانع الانفجار الحلقي، وعادةً ما يُصنع من مواد مرنة كالمطاط، وله هيكل حلقي. يقع المكبس أسفل العنصر ويتفاعل معه بشكل وثيق. يدعم الغلاف العنصر والمكبس، ويتصل برأس البئر. يُستخدم الغطاء العلوي لتثبيت العنصر وسد الفراغ العلوي.مبدأ العمل: عندما يدخل الزيت الهيدروليكي إلى الأسطوانة الهيدروليكية أسفل المكبس، فإنه يدفعه للتحرك لأعلى. يضغط المكبس على العنصر، مما يتسبب في تشوهه مرنًا، مما يُمسك بسلسلة الحفر أو يُغلق الفراغ الحلقي لرأس البئر. عند الحاجة إلى فتح رأس البئر، يُحرر النظام الهيدروليكي الضغط، ويعود العنصر إلى شكله الأصلي تحت تأثير قوته المرنة، وينفتح رأس البئر.الخصائص: يتكيف مع سلاسل الحفر بمختلف الأحجام والأشكال، بما في ذلك قضبان الكيلي، وأنابيب الحفر، وأطواق الحفر. يتميز بأداء إغلاق جيد، ويسمح لسلسلة الحفر بالتحرك لأعلى ولأسفل والدوران إلى حد معين. مع ذلك، لا يتحمل الضغط العالي لفترات طويلة، كما أن العنصر عرضة للتآكل ويحتاج إلى استبدال منتظم.مانع الانفجار الدوارالهيكل: يتكون بشكل أساسي من مكونات مثل التجميع الدوار، عنصر مانع الانفجار الدوار، الغلاف، المحامل، ونظام التحكم الهيدروليكي. تتضمن المجموعة الدوارة مكونات مثل عمود الدوران، ورأس الدوران، وحواف التوصيل، وهي مكونات دوران سلسلة الحفر. يُستخدم عنصر الختم لسد الفراغ الحلقي بين سلسلة الحفر ورأس البئر. يدعم الغلاف المجموعة الدوارة وعنصر الختم، ويتصل برأس البئر. تُركّب المحامل بين عمود الدوران والغلاف لضمان دوران سلس للمجموعة الدوارة. يُستخدم نظام التحكم الهيدروليكي للتحكم في تثبيت عنصر الختم وفكه.مبدأ العمل: أثناء عملية الحفر، يتصل أنبوب الحفر بمانع الانفجار الدوار عبر وحدة دوارة. عند الحاجة إلى التحكم في ضغط رأس البئر، يوفر النظام الهيدروليكي ضغطًا على عنصر الختم، مما يُمكّنه من تثبيت أنبوب الحفر بإحكام، مما يُؤدي إلى إغلاق رأس البئر بإحكام. في الوقت نفسه، يمكن للوحدة الدوارة، المدعومة بالمحامل، أن تدور مع أنبوب الحفر لضمان سير عملية الحفر بشكل طبيعي.الخصائص: يسمح لسلسلة الحفر بالدوران والتحرك صعودًا وهبوطًا تحت الضغط، مما يُحسّن كفاءة الحفر. يتميز بأداء إغلاق موثوق، ويتحمل ضغطًا معينًا في رأس البئر. مع ذلك، يتميز بهيكل معقد، ومتطلبات صيانة عالية نسبيًا.2.مشعب الاختناق ومشعب القتلمشعب الاختناقالهيكل: يتكون بشكل رئيسي من مكونات مثل صمامات الاختناق، والصمامات المسطحة، وخطوط الأنابيب، ومقاييس الضغط، ومقاييس الحرارة. يُعد صمام الاختناق المكون الأساسي لمجمع الاختناق، ويُستخدم لتنظيم معدل تدفق سائل الحفر وضغطه. أما الصمام المسطح، فيُستخدم للتحكم في فتح وإغلاق خط الأنابيب. تربط خطوط الأنابيب جميع المكونات لتشكل قناة تدفق سائل الحفر. تُستخدم مقاييس الضغط ومقاييس الحرارة لمراقبة ضغط ودرجة حرارة سائل الحفر في مجمع الاختناق.مبدأ العمل: في عمليات التحكم في الآبار، يتم تعديل مساحة تدفق سائل الحفر عن طريق تعديل درجة فتح صمام الاختناق، مما يُتحكم في معدل تدفق سائل الحفر والضغط الخلفي لرأس البئر. عند ارتفاع ضغط رأس البئر، تُخفض درجة فتح صمام الاختناق لزيادة الضغط الخلفي لرأس البئر، مما يُؤدي إلى ارتفاع ضغط قاع البئر وموازنة ضغط التكوين. عند انخفاض ضغط رأس البئر، تُزاد درجة فتح صمام الاختناق لتقليل الضغط الخلفي لرأس البئر ومنع ارتفاع ضغط قاع البئر بشكل مفرط، مما قد يُؤدي إلى فقدان الدورة الدموية.الخصائص: يتميز صمام الاختناق بأداء خنق ودقة ضبط ممتازة، مما يُمكّنه من التحكم بدقة في معدل تدفق وضغط سائل الحفر. يتميز الصمام المسطح بأداء إغلاق جيد، ويتحمل ضغطًا مرتفعًا نسبيًا. يتميز مشعب الاختناق بطرق ومواصفات توصيل متنوعة، ويمكن اختياره وفقًا لمعدات الحفر المختلفة وظروف العمل.قتل متعددالهيكل: يتكون بشكل رئيسي من مكونات مثل مضخة الإيقاف، وصمام عدم الرجوع، وصمام الأمان، وخطوط الأنابيب، ومقاييس الضغط. تُعد مضخة الإيقاف الجهاز الأساسي لمشعب الإيقاف، حيث تُستخدم لضخ سائل الإيقاف إلى البئر. يمنع صمام عدم الرجوع التدفق العكسي لسائل الإيقاف. يُستخدم صمام الأمان لحماية مشعب الإيقاف ومعدات رأس البئر، ومنع ارتفاع الضغط بشكل مفرط. تربط خطوط الأنابيب جميع المكونات لتشكل قناة نقل سائل الإيقاف. تُستخدم مقاييس الضغط لمراقبة الضغط في مشعب الإيقاف.مبدأ العمل: في حالة حدوث ركلة أو انفجار، يتم أولاً تنظيف رأس البئر مانع الانفجار يُغلق، ثم تُشغّل مضخة الإزالة لضخ سائل الإزالة المُجهّز إلى البئر عبر مشعب الإزالة. يمتزج سائل الإزالة بسائل التكوين في البئر، ويُوازن ضغط التكوين تدريجيًا لاستعادة توازن الضغط في البئر. أثناء عملية الإزالة، يتم ضمان سلامة وفعالية عملية الإزالة من خلال ضبط إزاحة وضغط مضخة الإزالة ومراقبة قراءات مقاييس الضغط.الخصائص: تتميز مضخة القتل بإزاحة وضغط كافٍ لضخ سائل القتل بسرعة إلى البئر. يضمن صماما الفحص والأمان سلامة وموثوقية مشعب القتل. عادةً ما تستخدم أنابيب مشعب القتل مواد عالية القوة ومقاومة للتآكل، مما يجعلها تتحمل الضغط العالي وبيئات العمل القاسية.3.أجهزة التحكم في الآبارجهاز مراقبة مستوى خزان سائل الحفرالهيكل: يتكون بشكل رئيسي من مكونات مثل المستشعرات، وأجهزة الإرسال، وأجهزة العرض. تُركّب المستشعرات في خزان سائل الحفر، وتُستخدم لقياس ارتفاع مستوى السائل. تُحوّل أجهزة الإرسال الإشارات التي تقيسها المستشعرات إلى إشارات كهربائية أو هوائية قياسية. تُركّب أجهزة العرض في غرفة العمليات أو وحدة التحكم بمنصة الحفر، وتُستخدم لعرض القيمة العددية وحالة تغير ارتفاع مستوى السائل.مبدأ العمل: تقيس المستشعرات ارتفاع مستوى السائل في خزان سائل الحفر باستخدام مبادئ مثل الطفو، والضغط الهيدروستاتيكي، والموجات فوق الصوتية، ثم تنقل الإشارات المقاسة إلى أجهزة الإرسال. تقوم أجهزة الإرسال بتحويل الإشارات ثم ترسلها إلى أجهزة العرض لعرضها. عند تغير ارتفاع مستوى السائل، تتغير القيمة الرقمية على جهاز العرض تبعًا لذلك. يمكن للمشغل تحديد ما إذا كانت هناك حالات غير طبيعية، مثل الركل أو فقدان الدورة الدموية، تحدث في البئر فورًا، وذلك وفقًا لارتفاع وانخفاض مستوى السائل.الخصائص: يتميز بدقة قياس عالية، ويُمكنه قياس التغيرات الطفيفة في ارتفاع مستوى السائل بدقة. يتميز بسرعة استجابة عالية، ويُمكنه عكس التغيرات الديناميكية في مستوى السائل بسرعة. كما أنه مُزود بمجموعة متنوعة من طرق القياس وأشكال إخراج الإشارة، ويتكيف مع مختلف هياكل خزان سائل الحفر وأنظمة التحكم.مستشعر ضغط الأنبوب الرأسيالهيكل: يتكون بشكل رئيسي من مكونات مثل عنصر حساس للضغط، ودائرة تحويل إشارة، وغلاف. يستخدم العنصر الحساس للضغط عادةً مواد مثل مقاييس الانفعال والبلورات الكهرضغطية، ويُستخدم لاستشعار ضغط سائل الحفر في الأنبوب القائم. تحوّل دائرة تحويل الإشارة الإشارات الكهربائية الضعيفة التي يولدها العنصر الحساس للضغط إلى إشارات كهربائية قياسية. يحمي الغلاف العنصر الحساس للضغط ودائرة تحويل الإشارة من التداخل والتلف الناتج عن البيئة الخارجية.مبدأ العمل: عندما يؤثر ضغط سائل الحفر في الأنبوب القائم على العنصر الحساس للضغط، يتشوه هذا العنصر، مما يُحدث تغيرات في معاملاته، مثل المقاومة أو السعة. تُحوّل دائرة تحويل الإشارة هذه التغيرات في المعاملات إلى إشارات كهربائية، وتنقلها إلى نظام التحكم الآلي في منصة الحفر عبر كابلات. يُعالج نظام التحكم الآلي الإشارات الكهربائية المُستقبَلة ويعرضها. يستطيع المُشغّل تقييم اتجاه تغير ضغط قاع البئر بناءً على تغير ضغط الأنبوب القائم، وضبط معاملات الحفر على الفور، واتخاذ إجراءات التحكم في البئر.الخصائص: يتميز بدقة قياس عالية، ويعكس بدقة تغيرات ضغط سائل الحفر في الأنبوب القائم. يتميز بثبات جيد، ويمكنه العمل بثبات لفترات طويلة في بيئات العمل القاسية. كما يتميز بقدرة جيدة على مقاومة التداخل، مما يمنع تأثير عوامل مثل التداخل الكهرومغناطيسي على نتائج القياس.مستشعر ضغط الغلافالهيكل: يشبه مستشعر ضغط الأنبوب الرأسي، ويتكون بشكل أساسي من مكونات مثل عنصر حساس للضغط، ودائرة تحويل الإشارة، وغلاف. يُركّب العنصر الحساس للضغط على غلاف رأس البئر، ويستشعر الضغط داخله مباشرةً. تُحوّل دائرة تحويل الإشارة إشارة الضغط إلى إشارة كهربائية. يحمي الغلاف العنصر الحساس للضغط ودائرة تحويل الإشارة.مبدأ العمل: عند تغير الضغط في الغلاف، يستشعر العنصر الحساس للضغط تغير الضغط ويُولّد تغيرات في الإشارات الكهربائية المقابلة. تُحوّل دائرة تحويل الإشارات هذه التغيرات إلى إشارات كهربائية قياسية، وتنقلها إلى نظام التحكم الآلي في منصة الحفر عبر كابلات. يُعالج نظام التحكم الآلي الإشارات ويعرضها. يستطيع المُشغّل تقدير حجم الضغط الخلفي لرأس البئر، والعلاقة بين ضغط قاع البئر وضغط التكوين، وفقًا لتغير ضغط الغلاف، مما يُوفر أساسًا هامًا لعمليات التحكم في البئر.الخصائص: يتميز بدقة وموثوقية قياس عالية، ويُمكنه قياس تغيرات الضغط في الغلاف بدقة. سهل التركيب، ويمكن تركيبه مباشرةً على غلاف رأس البئر. يتميز بأداء إغلاق ممتاز يمنع تسرب السائل داخل الغلاف.4.نظام التحكمنظام التحكم الهيدروليكيالهيكل: يتكون بشكل رئيسي من مكونات مثل محطة هيدروليكية، وأنابيب تحكم، وصمامات تحكم اتجاهية، وصمامات تخفيف الضغط، ومراكم. تتضمن المحطة الهيدروليكية مكونات مثل مضخة زيت، ومحرك، وخزان زيت، وفلتر، تُستخدم جميعها لتوفير الطاقة الهيدروليكية. تربط أنابيب التحكم المحطة الهيدروليكية بأجهزة مثل مدخنة مانع الانفجار، ومشعب الاختناق، ومشعب الإيقاف لنقل الزيت الهيدروليكي. تُستخدم صمامات التحكم الاتجاهية للتحكم في اتجاه تدفق الزيت الهيدروليكي، مما يضمن التحكم في عمل كل جهاز. تُستخدم صمامات تخفيف الضغط لتنظيم ضغط النظام ومنع ارتفاعه بشكل مفرط. تُستخدم المراكم لتخزين الطاقة الهيدروليكية وتوفير طاقة إضافية للنظام في حالات الطوارئ.مبدأ العمل: يُشغّل المحرك مضخة الزيت لسحب الزيت الهيدروليكي من خزان الزيت، وضغطه، ثم نقله إلى كل جهاز هيدروليكي عبر أنابيب التحكم. عند الحاجة إلى التحكم في عمل جهاز معين، يُغيّر صمام التحكم الاتجاهي اتجاه تدفق الزيت الهيدروليكي، ويدخل الزيت الهيدروليكي إلى الأسطوانة الهيدروليكية للجهاز المقابل، مما يدفع المكبس للتحرك، مما يُؤدي إلى فتح الجهاز أو إغلاقه. يضبط صمام تخفيف الضغط تلقائيًا معدل تدفق الزيت الهيدروليكي وفقًا لضغط النظام للحفاظ على استقراره. عند انخفاض ضغط النظام، يُطلق المُراكم الطاقة الهيدروليكية المُخزّنة لتكملة ضغط النظام وضمان الأداء الطبيعي للجهاز.الخصائص: يتميز نظام التحكم الهيدروليكي بسرعة استجابة عالية، ودقة تحكم عالية، وقوة إخراج عالية، ويمكنه التحكم بسرعة ودقة في تصرفات أجهزة التحكم في الآبار. يتميز بموثوقية واستقرار جيدين، ويمكنه العمل بثبات لفترات طويلة في بيئات العمل القاسية. يعتمد النظام على تصميم شامل وتدابير حماية سلامة، مما يعزز سلامة النظام وقدرته على تحمل الأعطال.وحدة التحكم عن بعدالهيكل: يتكون بشكل أساسي من مكونات مثل هيكل وحدة التحكم، وشاشة العرض، وأزرار التشغيل، ودائرة التحكم، ونظام تزويد الطاقة. يُعد هيكل وحدة التحكم المكون الأساسي لوحدة التحكم عن بُعد، حيث تُركّب بداخله دائرة التحكم ومكونات إلكترونية مختلفة. تُستخدم شاشة العرض لعرض معلومات حالة أجهزة التحكم في البئر، وبيانات الضغط، وغيرها. تُستخدم أزرار التشغيل للتحكم عن بُعد في عمليات أجهزة التحكم في البئر. تتحكم دائرة التحكم في عمليات نظام التحكم الهيدروليكي أو المشغلات الأخرى وفقًا لتعليمات التشغيل الخاصة بالمشغل. يوفر نظام تزويد الطاقة دعمًا للطاقة لوحدة التحكم عن بُعد، وعادةً ما يكون مزودًا بمصدر طاقة احتياطي، مثل بطارية.مبدأ العمل: يُصدر المُشغِّل تعليمات التحكم بالضغط على أزرار وحدة التحكم عن بُعد. تُحوِّل دائرة التحكم هذه التعليمات إلى إشارات كهربائية، وتُرسِلها إلى نظام التحكم الهيدروليكي أو مُشغِّلات أخرى عبر الكابلات أو وسائل الاتصال اللاسلكية. يتحكم نظام التحكم الهيدروليكي في عمل أجهزة التحكم في البئر بناءً على الإشارات المُستقبَلة. وفي الوقت نفسه، تُجمَع معلومات الحالة وبيانات الضغط لأجهزة التحكم في البئر بواسطة أجهزة استشعار، وتُرسَل إلى شاشة عرض وحدة التحكم عن بُعد ليتمكن المُشغِّل من مُتابعتها آنيًا. وفي حالات الطوارئ، يُفعَّل مصدر الطاقة الاحتياطي تلقائيًا لضمان التشغيل الطبيعي لوحدة التحكم عن بُعد.الخصائص: تتيح وحدة التحكم عن بُعد تشغيل ومراقبة أجهزة التحكم في الآبار عن بُعد، مما يُحسّن سلامة وراحة عمليات التحكم. تتميز بواجهة تفاعلية ممتازة بين الإنسان والآلة، وتشغيل بسيط وبديهي. كما أنها تتميز بوظيفة تسجيل البيانات وتخزينها، ويمكنها تسجيل البيانات وتحليلها أثناء عملية التحكم في الآبار، مما يوفر أساسًا للتحقيق في الحوادث اللاحقة ومعالجتها.