يبحث

A مضخة قص طين الحفر جهاز خلط عالي القص، مصمم خصيصًا لمعالجة طين الحفر. يسحق هذا الجهاز الجسيمات الصلبة في الطين ويشتتها من خلال قوى ميكانيكية (قص، تصادم، واضطراب)، مع تعزيز الذوبان الكامل للمواد المضافة مثل البوليمرات والطين. في النهاية، يُحقق هذا الجهاز تجانسًا للطين، وتحسينًا في خصائصه الريولوجية، وتحسينًا في الأداء.1. الوظائف الأساسيةسحق الجزيئات الصلبة الكبيرة في الطين (على سبيل المثال، القطع، والطين غير المشتت) لتقليل تكتل الجزيئات.تسريع إذابة وتنشيط المواد الكيميائية المضافة مثل البوليمرات ومخفضات فقدان السوائل والمواد المضافة إلى المواد اللزوجة.تحسين اللزوجة وقوة القص والخصائص الرومولوجية للطين، مما يعزز قدرته على تعليق القطع، ومنع انهيار البئر، وتبريد لقمة الحفر.الحفاظ على استقرار نظام الطين، وضمان نقل القطع بكفاءة، وموازنة ضغط البئر، وتزييت سلسلة الحفر أثناء الدورة.2. مبدأ العمليكمن المبدأ الأساسي لمضخة قص طين الحفر في توليد قوى قص شديدة وتأثيرات هيدروديناميكية من خلال الحركة النسبية عالية السرعة بين الدوار والثابت. وتتم العملية المحددة على النحو التالي:1.عملية القص: توجد فجوة صغيرة (فجوة قص، عادةً ما تكون 0.1-1 مم) بين الدوار (المكون الدوار عالي السرعة) والثابت (المكون الثابت). عند مرور الطين عبر هذه الفجوة، يُقصّ بواسطة الدوار الدوار عالي السرعة، مما يُمزّق الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات أصغر.2.التأثير والاضطراب: يُحفّز الدوران عالي السرعة لشفرات الدوار الطينَ على توليد اضطرابات ودوامات شديدة. تحدث تصادمات عالية التردد بين الجسيمات، وبين الجسيمات والشفرات، مما يؤدي إلى سحقها وتشتيت المواد المضافة.3.الخلط والتجانس: تحت التأثير المشترك للقص والاضطراب، يتم خلط الجسيمات الصلبة والسوائل والمواد المضافة في الطين بشكل كامل، مما يشكل نظامًا موحدًا ومستقرًا لمنع الطبقية أو الترسيب.Ⅲ. التركيب الهيكليصُمم هيكل مضخة قص طين الحفر لتلبية متطلبات مثل كفاءة القص العالية، ومقاومة التآكل، والتكيف مع ظروف العمل القاسية. ويتكون بشكل أساسي من المكونات التالية:1. نظام الدفع الكهربائيمصدر محرك الأقراص: عادة ما يكون محرك مقاوم للانفجار (للحفر البري) أو محرك هيدروليكي (للحفر البحري، مُصمَّم للبيئات عالية الاهتزاز)، مما يُوفِّر طاقة دورانية. يتراوح نطاق القدرة بين عشرات ومئات الكيلوواط، حسب سعة المعالجة.جهاز التخفيض/النقل: ينقل الطاقة إلى الدوار من خلال وصلات وعلب تروس وما إلى ذلك، ويضبط سرعة الدوار (عادةً 1000-3000 دورة في الدقيقة؛ وتعمل السرعات الأعلى على تحسين كفاءة القص).2. مكونات العمل الأساسية: الدوار والثابتالدوار: المكون النشط لمضخة القص، وهو أسطواني الشكل في الغالب، مزود بشفرات حلزونية أو نتوءات مسننة على سطحه. يجب أن تكون مواد الشفرات مقاومة للتآكل (مثل الحديد الزهر عالي الكروم، وطلاء كربيد التنغستن) لتحمل الاحتكاك بالجسيمات الصلبة في الطين.الجزء الثابت: "المكون السلبي"، مُثبَّت في غلاف المضخة ومُجمَّع محوريًا مع الدوار. جداره الداخلي مُصمَّم بأخاديد أو قنوات تُطابق شفرات الدوار. يُمكن التحكُّم في الفجوة بين الدوار والثابت بتعديل المُعاملات الهيكلية؛ فصغر الفجوة يُعزِّز قوة القص (ولكن يجب تجنُّب خطر الانسداد).3. نظام قنوات السوائلمدخل: متصلة بخزانات الطين أو خطوط الأنابيب الدائرية، والتي يتم من خلالها سحب الطين إلى غرفة القص عن طريق شفط المضخة أو القوة الخارجية.غرفة القص: المساحة بين الدوار والجزء الثابت، تعمل كمنطقة أساسية حيث يتعرض الطين للقص والصدمة.مَنفَذ: والتي يتم من خلالها تفريغ الطين المتجانس المعالج، وإعادته إلى نظام الدورة أو الانتقال إلى خطوة المعالجة التالية.هيكل دليل التدفق: يتم تجهيز بعض مضخات القص بلوحات توجيه مدمجة أو قنوات حلزونية لتوجيه تدفق الطين المحوري، مما يؤدي إلى تجنب الركود المحلي وتحسين تجانس الخلط.4. أنظمة المساعدة والحمايةجهاز الختم: يستخدم الأختام الميكانيكية أو أختام التعبئة لمنع تسرب الطين (خاصة تحت الضغط العالي) وحماية نظام القيادة من تلوث الطين.نظام التبريد: بالنسبة للمضخات عالية الطاقة، يعمل تبريد الماء أو الهواء على تقليل درجة حرارة تشغيل الدوار والجزء الثابت، مما يمنع شيخوخة المواد الناتجة عن الحرارة الاحتكاكية.5. نظام التحكممجهزة بمحولات التردد، وأجهزة استشعار الضغط، وأجهزة قياس التدفق، وما إلى ذلك، يمكنها ضبط السرعة في الوقت الفعلي، ومراقبة ضغط المدخل/المخرج والتدفق، والتكيف مع احتياجات معالجة أنواع الطين المختلفة (على سبيل المثال، الطين القائم على الماء، والطين القائم على الزيت).4. الميزات التقنية الأساسيةكفاءة القص العالية: من خلال تحسين هياكل الدوار والثابت (على سبيل المثال، مشاركة الأسنان متعددة المجموعات، فجوات القص المتدرجة)، تتجاوز كفاءة تنقية الجسيمات 90%، وتزداد سرعة التشتت الإضافي بنسبة 30% إلى 50%.تصميم مقاوم للتآكل: تستخدم المكونات الرئيسية سبائك مقاومة للتآكل (على سبيل المثال، Cr12MoV)، أو بطانات مطاطية، أو طلاءات سيراميكية لتمديد عمر الخدمة (في حفر التكوين الكاشط، يمكن أن تكون عمر الخدمة 2-3 مرات أكثر من المضخات التقليدية).القدرة القوية على التكيف: قادرة على التعامل مع الطين عالي اللزوجة ومحتوى الرمل العالي (محتوى الرمل ≤15٪) ومتوافقة مع الطين القائم على الماء والزيت والطين الصناعي.التشغيل المستمر المستقر: تم تصميمه للعمل المستمر مع نطاق تدفق معالجة واسع (10 م³/ساعة إلى 500 م³/ساعة)، لتلبية احتياجات مقاييس الحفر المختلفة (على سبيل المثال، الآبار الضحلة، والآبار العميقة، والآبار الأفقية).Ⅴ سيناريوهات التطبيق وأهميتهاتُستخدم مضخات قص طين الحفر على نطاق واسع في حفر النفط والغاز، وتطوير الغاز الصخري، والاستكشاف الجيولوجي، وما إلى ذلك، مع سيناريوهات محددة بما في ذلك:1. مرحلة تحضير طين الحفرفي خزانات الطين، تخلط مضخات القصّ البنتونيت والطين ومواد أساسية أخرى بالماء، مع إضافة البوليمرات (مثل بولي أكريلاميد)، ومُخفِّضات فقدان السوائل (مثل CMC)، ومواد مضافة أخرى. يضمن القصّ الذوبان الكامل للمواد المضافة، متجنبًا تكتلات البوليمر غير المذابة، ويوفر طينًا أوليًا مناسبًا للحفر.2. عملية دوران الحفرأثناء الحفر، يحمل الطين المُعاد كميات كبيرة من بقايا الحفر. تستطيع مضخات القص سحق البقايا الكبيرة لمنع الترسيب في خزانات الطين. عند إعادة تدوير الطين، يُعيد القص بسرعة لزوجته وقدرته على التعلق، مما يحافظ على استقرار دورانه.3. تجديد الطين المتدهوربالنسبة للطين ذي الأداء المتدهور بسبب الدورة الطويلة الأمد (على سبيل المثال، انخفاض اللزوجة، التعليق الضعيف)، يمكن لمضخات القص إعادة تشتيت الجزيئات وإعادة تنشيط المواد المضافة من خلال إعادة القص، وتحقيق تجديد الطين، والحد من تصريف النفايات، وخفض تكاليف إعداد الطين الجديد.4. متطلبات تقنية الحفر الخاصةفي أنواع الآبار المعقدة، مثل الآبار الاتجاهية والأفقية، تُفرض متطلبات ريولوجية أعلى على الطين (مثل اللزوجة المنخفضة، والقدرة العالية على حمل القطع). يمكن لمضخات القص تحسين معايير ريولوجية الطين من خلال التحكم الدقيق في شدة القص، وضمان التحكم في مسار البئر، وكفاءة حمل القطع.ثامناً: إرشادات الاختيار والصيانة1. معلمات اختيار المفتاحمعدل تدفق المعالجة: يتم تحديده من خلال حجم دوران سائل الحفر، والذي عادة ما يكون 1.2 إلى 1.5 مرة من إزاحة مضخة الحفر.شدة القص: حدد هياكل الدوار والثابت على أساس نوع الطين (على سبيل المثال، القص العالي للطين المشتت بدقة، والسحق القوي للطين ذي الجسيمات الخشنة).ضغط العمل: التكيف مع ضغط نظام دوران الطين (عادة 0.5-2 ميجا باسكال) لتجنب التحميل الزائد.مقاومة التآكل: بالنسبة للطين المعتمد على الزيت أو الطين المحتوي على إضافات كيميائية، هناك حاجة إلى مواد مقاومة للأحماض والقلويات (على سبيل المثال، الفولاذ المقاوم للصدأ 316).2. التركيز على الصيانة اليوميةقم بفحص تآكل الدوار والجزء الثابت بشكل منتظم؛ واستبدله عندما تتجاوز الفجوة 50% من القيمة الأولية لمنع انخفاض كفاءة القص.قم بتنظيف فلتر المدخل لمنع الانسداد أو تلف المكونات بسبب الشوائب الكبيرة التي تدخل حجرة القص.تأكد من عدم وجود تسريبات في أجهزة الختم واستبدل الأختام على الفور لحماية نظام القيادة.قم بتزييت مكونات ناقل الحركة بانتظام لضمان التشغيل المستقر وتقليل استهلاك الطاقة.Ⅶ. الخاتمةتحقق مضخات قص طين الحفر تجانسًا للطين وتحسينًا للأداء من خلال قوى قص عالية، حيث تعمل كمعدات أساسية تربط بين تحضير الطين، وتوزيعه، وتجديده. يؤثر تصميمها المتطور، واختيارها الرشيد، وصيانتها الموحدة بشكل مباشر على كفاءة الحفر، وسلامة البئر، وضبط التكاليف. مع تقدم استكشاف النفط والغاز إلى التكوينات العميقة والمعقدة، ستصبح تقنية مضخات القص الذكية والفعّالة، والمقاوم للتآكل، دعامة أساسية لتعزيز تنافسية هندسة الحفر.