يبحث

في عمليات حفر النفط، تُعدّ مضخة الطين الثلاثية، باعتبارها معدّات ضغط مركزية، من أهمّ عناصرها، حيث يؤثر أداء مكوناتها الرئيسية بشكل مباشر على كفاءة الحفر وسلامته. يُعدّ قضيب المكبس ومشبك قضيب المكبس من المكونات الأساسية التي تضمن استقرار تشغيل مضخة الطين. وفيما يلي تحليل فنيّ مُفصّل:1. قضيب مكبس مضخة الطين الثلاثية1. الهيكل الرئيسيال قضيب مكبس الجزء النهائي لسائل مضخة الطين الثلاثية يعتمد عادةً على هيكل أسطواني متدرج، يتكون من جسم قضيب، وقسم خيط توصيل، وقسم تزاوج الختم، وقسم دليل:جسم القضيب:الجزء الرئيسي الذي يتحمل الحمل، ويتطلب قوة عالية ومقاومة للتعب.قسم خيط التوصيل: يُوصل بمكبس طرف السائل أو رأس التوصيل لطرف الطاقة. يجب أن تتوافق دقة الخيط مع معايير API (مثل API Spec 7K) لضمان موثوقية التوصيل.قسم تزاوج الفقمة: ملامسات أختام بطانة الأسطوانة. يجب التحكم في خشونة السطح ضمن نطاق Ra ٠.٨ إلى ١.٦ ميكرومتر لضمان أداء الإغلاق وتقليل تسرب الطين.قسم الدليل:يساعد قضيب المكبس في الحركة الترددية داخل بطانة الأسطوانة، مما يقلل من خطر التآكل اللامركزي.2. اختيار الموادللتكيف مع الظروف القاسية للضغط العالي (عادة 15~35 ميجا باسكال) والطين ذي المحتوى الرملي العالي في حفر النفط، يجب أن تلبي مواد قضيب المكبس ما يلي:المادة الأساسية: فولاذ سبائك 42CrMo (قوة الشد ≥ 1080MPa، قوة الخضوع ≥ 930MPa)، يخضع للتبريد والتصلب (صلابة 28~32HRC) لضمان الخصائص الميكانيكية الشاملة.معالجة السطح:يتم تطبيق سبيكة النيكل الملحومة بالرش البلازمي أو التصلب الحثي، مما يحقق صلابة سطحية تبلغ HRC 55~60 ويشكل طبقة مقاومة للتآكل تتراوح بين 50~100 ميكرومتر. 3. مبدأ العمليتم تشغيله بواسطة العمود المرفقي في نهاية الطاقة مضخة طين ثلاثية، ينقل قضيب المكبس الحركة الترددية من خلال مضخة الطين صليب الرأس, دفع مكبس نهاية السائل لإكمال عملية الشفط بالتناوب شوط (يدخل الطين إلى بطانة الأسطوانة من أنبوب الشفط) وشوط التفريغ (يتم تفريغ الطين تحت ضغط عالٍ من خلال صمام التفريغ إلى نظام دوران سائل الحفر)، مما يحقق النقل المستمر للطين تحت الضغط.4. المعايير الفنية الرئيسيةطول الضربة:النطاق المشترك 160~300 مم، مما يؤثر على إزاحة الأسطوانة المفردة.السرعة الترددية: 0~150 دورة/دقيقة، يتم تعديلها بواسطة محرك الديزل أو سرعة المحرك.أقصى ضغط عمل:يجب أن تتوافق مع ظروف الحفر، وعادة ما تكون 20 ميجا باسكال أو 35 ميجا باسكال؛ ويمكن أن تصل المضخات ذات الضغط العالي إلى 70 ميجا باسكال.خطأ الاستقامة: ≤0.05 مم/م لتجنب التآكل اللامركزي مع بطانة الأسطوانة أثناء التشغيل.5. أوضاع الفشلتآكل السطح:تآكل قسم التزاوج بين الختم بسبب جرف جزيئات الرمل في الطين أو الاحتكاك بالأختام، مما يؤدي إلى تسرب الطين.كسر التعب:تحت الأحمال الترددية العالية التردد، تحدث شقوق التعب بسهولة في مناطق تركيز الإجهاد مثل انتقالات الخيط أو جسم القضيب، مما يؤدي في النهاية إلى الكسر.أضرار التآكل:تآكل إجهاد كبريتيد الهيدروجين (SSC) أو التآكل النقطي، والذي من المرجح أن يحدث بشكل خاص في بيئات سوائل الحفر الحمضية.6. متطلبات الصيانةالتفتيش الدوري: قِس تآكل السطح كل ٥٠٠ ساعة تشغيل. يلزم إعادة طلاء الكروم عندما يتجاوز تآكل طلاء الكروم ٥٠٪.فحص الخيوط:استخدم مقاييس الخيط للتحقق من دقة الخيط؛ قم باستبداله على الفور إذا تم العثور على انزلاق أو تشوه في الخيط.الاختبار غير المدمر:استخدم اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT) أو اختبار الاختراق (PT) لفحص الشقوق في جسم القضيب، والتأكد من عدم وجود عيوب خفية.2. مشبك قضيب مكبس مضخة الطين الثلاثيال مشبك قضيب مكبس مضخة الطين الثلاثي أداة مخصصة لصيانة وتركيب واختبار مضخات الطين. تُستخدم لتحديد موضع قضيب المكبس وتثبيته بدقة، مما يضمن السلامة والدقة أثناء عمليات الفك والتركيب والصيانة.1. الوظائف الأساسيةيُستخدم مشبك قضيب المكبس بشكل رئيسي لصيانة وتجديد مضخات الطين الثلاثية. عند استبدال المكابس أو الأختام أو فحص/إصلاح قضيب المكبس، يُمكنه تثبيته بإحكام في موضع محدد لمنع حركته، مما يُسهّل عمل المُشغّل. بالإضافة إلى ذلك، أثناء تركيب قضيب المكبس، يُساعد المشبك في تحديد موضعه بدقة، مما يضمن التوافق مع المكونات الأخرى، ويُحسّن دقة التجميع، ويُقلل من أعطال المعدات الناتجة عن سوء التجميع.2. الأنواع الشائعةمشبك مثبت بمسامير: يُثبّت قضيب المكبس بقوة شد البراغي. يتكون عادةً من جسمي تثبيت شبه حلقي، يتطابق سطحهما الداخلي مع السطح الخارجي لقضيب المكبس لضمان موثوقية التثبيت وتجانسه. أثناء التثبيت، يُدار البراغي لإغلاق جسمي التثبيت تدريجيًا وتثبيت قضيب المكبس.مشبك هيدروليكييستخدم ضغط النظام الهيدروليكي لتثبيت قضيب المكبس. يتميز بقوة تثبيت عالية وسهولة تشغيل، مما يجعله مناسبًا لتثبيت قضبان المكبس في مضخات الطين الثلاثية الكبيرة. يتكون عادةً من أسطوانات هيدروليكية وفكوك، وغيرها، تُحرك هذه الفكوك لتثبيت قضيب المكبس من خلال ضغط الزيت الهيدروليكي، مما يدفع مكبس الأسطوانة.مشبك مغناطيسييُثبَّت على سطح قضيب المكبس باستخدام الامتزاز المغناطيسي. يتميز هذا النوع من المشابك ببنية بسيطة، وسهولة التركيب والفك، وقوة تثبيت منخفضة نسبيًا، وهو مناسب بشكل عام لمضخات الطين الثلاثية الصغيرة أو للحالات التي تتطلب قوة تثبيت منخفضة.3. التركيب الهيكليآلية التثبيت:يشمل فكوكًا وأسطوانة لولبية/هيدروليكية. الفكوك مبطنة ببطانات نحاسية أو مطاطية لمنع تلف سطح قضيب المكبس أثناء التثبيت.قاعدة الدعممصنوع من الحديد الزهر أو هيكل من صفائح الفولاذ الملحومة، مما يضمن صلابة كافية (تشوه ≤ 0.1 مم). القاعدة مزودة بمسامير تسوية لتناسب منصات التشغيل المختلفة.مكونات التموضع والتوجيه:مثل كتل V (زاوية 90 درجة أو 120 درجة) ومساطر المقياس، المستخدمة لتحديد موضع محور قضيب المكبس.4. متطلبات الموادجسم الفكفولاذ ٤٥# مُعالج بالتبريد والتصلب (صلابة ٢٢~٢٥HRC). مادة البطانة من الحديد الزهر المقاوم للتآكل أو البولي يوريثان (صلابة شور ٨٥~٩٠).هيكل الدعم:يتم لحام لوحة الفولاذ Q235B ثم يتم تقديمها في شكل قديم لإزالة الضغط الداخلي وتجنب التشوه.5. مواصفات التشغيلقم بتنظيف بقع الزيت والطين على سطح قضيب المكبس قبل التثبيت لضمان الاتصال الوثيق بين المشبك والقضيب، مما يحسن من تأثير التثبيت.استخدم قوةً موحدةً أثناء التثبيت لمنع انحناء قضيب المكبس (خاصةً للقضبان الرفيعة). بالنسبة للمشابك الهيدروليكية، يجب ضبط الضغط بنسبة 70% إلى 90% من القيمة الاسمية.قم بوضع شحم الخيط (على سبيل المثال، شحم الليثيوم عالي الضغط) أثناء تفكيك/تركيب الخيط لتجنب التصاق الخيط.6. معايير الصناعةيجب أن تتوافق مع المعايير ذات الصلة لمعدات حفر النفط، مثل:متطلبات أداء السلامة لمشابك الأدوات في مواصفات API 7K 《مواصفات معدات الحفر وخدمة الآبار》.اللوائح المتعلقة باستخدام أدوات الصيانة في SY/T 5225 《اللائحة الفنية للوقاية من الحرائق والانفجارات في عمليات حفر وتطوير وتخزين ونقل النفط والغاز》.ثالثًا: ارتباط وأهمية قضيب المكبس والمشبكفي نظام مضخة الطين الثلاثية، يُحدد أداء قضيب المكبس بشكل مباشر استقرار إزاحة المضخة وقدرتها على إنتاج الضغط، بينما يُعد مشبك قضيب المكبس أداة مساعدة رئيسية تضمن دقة تركيب قضيب المكبس وإطالة عمره الافتراضي. تشمل المتطلبات الأساسية لتعاونهما ما يلي:يجب أن تتوافق دقة وضع المشبك مع متطلبات الاستقامة والمحورية لقضيب المكبس لتجنب التآكل المبكر الناجم عن أخطاء التثبيت.يجب أن تتكيف طريقة تثبيت المشبك مع خصائص مادة قضيب المكبس لمنع تلف السطح الذي يؤثر على أداء الختم.في بيئة حفر النفط ذات الضغط العالي والمخاطر العالية، تعد قضبان المكبس عالية الجودة والاستخدام الموحد للمشابك ضمانات مهمة لتقليل وقت تعطل المضخة وخفض تكاليف الحفر، وتلعب دورًا لا غنى عنه في تحسين استمرارية وسلامة عمليات الحفر.