يبحث

ال مجموعة رأس متقاطع لمضخة الطين هو مكون ربط أساسي في نظام نقل الطاقة مضخات طين ثلاثية أحادية الحركةتُستخدم هذه الوحدة على نطاق واسع في حفر النفط والاستكشاف الجيولوجي وغيرها من المجالات. وهي تؤدي الوظائف الرئيسية المتمثلة في "تحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية" و"نقل الحمل عالي الضغط"، مما يُحدد بشكل مباشر قدرة مضخة الطين على إنتاج سائل حفر عالي الضغط بثبات. وباعتبارها إحدى الوحدات الأساسية التي تضمن عمليات حفر مستمرة وآمنة، تُستخدم على نطاق واسع في حفر النفط والغاز البري، والحفر البحري، ومواقع التنقيب عن المعادن.1. الوظائف الأساسيةتُنفِّذ مضخة الطين عملية شفط وتفريغ سائل الحفر عبر سلسلة نقل الحركة "العمود المرفقي ← قضيب التوصيل ← مجموعة رأس المشبك ← قضيب المكبس". وباعتبارها عقدة وسيطة رئيسية، يمكن تلخيص الوظائف الأساسية لمجموعة رأس المشبك في ثلاثة جوانب:1.تحويل شكل الحركة: يستقبل الحركة الدائرية لعمود المرفق التي ينقلها ذراع التوصيل، ومن خلال التعاون الدقيق بين منزلق الرأس المتقاطع وقضيب توجيه جسم المضخة، يُحوّل الطاقة الدورانية إلى حركة خطية محورية لقضيب المكبس. هذا يضمن أن المكبس في وحدة نهاية سائل مضخة الطين يتبادل مع ضربة ثابتة، مما يتجنب تقلبات الإزاحة.2.نقل الأحمال ذات الضغط العالي والتخزين المؤقت: يتحمل نوعين رئيسيين من الأحمال——أولاً، القوة القصورية الترددية الناتجة عن دوران العمود المرفقي؛ ثانياً، قوة رد الفعل التي تشكلها سائل الحفر عالي الضغط في وحدة نهاية سائل مضخة الطينبفضل بنيتها الصلبة، تقوم بتوزيع الحمل بالتساوي على جسم المضخة، مما يمنع قضيب المكبس وقضيب التوصيل من الانكسار بسبب تركيز الإجهاد المحلي.3.التوجيه الحركي والتمركز: بالاعتماد على التحكم الصارم في الخلوص بين شريحة الرأس المتقاطعة وقضيب التوجيه، فإنه يقيد الانحراف الشعاعي لقضيب المكبس، مما يضمن تردد المكبس مركزيًا في وحدة نهاية سائل مضخة الطين وهذا يمنع التآكل اللامركزي بين المكبس و بطانة الأسطوانة (يمكن أن يؤدي التآكل اللامركزي إلى فشل ختم بطانة الأسطوانة، مما يتطلب استبدالًا متكررًا وزيادة تكاليف التشغيل).ثانيًا: معايير تكيف الصناعة والأعطال الشائعةيجب أن تتوافق مجموعة الرأس المتقاطع مع طراز مضخة الطين (على سبيل المثال، الطراز إف-1600، إف-2200تشمل المعايير الرئيسية: شوط جسم الرأس المتقاطع، وقطر دبوس قضيب التوصيل (عادةً 50-80 مم، ويزداد مع حجم المضخة)، وأبعاد الشريحة (المتكيّفة مع سكة ​​توجيه جسم المضخة). كما يجب أن تتوافق مع متطلبات القوة ومقاومة التآكل "لمكونات طرف الطاقة" المحددة في مواصفات API 7K، مما يضمن عمر خدمة يصل إلى 5000 ساعة أو أكثر في ظل ظروف العمل ذات الضغط العالي والتردد العالي.باعتبارها مكونًا أساسيًا لنقل الطاقة، تعمل وحدة رأس مضخة الطين لفترة طويلة تحت ضغط عالٍ (35-70 ميجا باسكال)، وترددات ترددية عالية، وتلوث بالغبار والطين. وهي معرضة للأعطال الناتجة عن سوء التزييت، والتآكل المفرط، وانحراف الوحدة، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ممارسات حفر النفط في الموقع، يوضح القسم التالي الظواهر والأسباب والحلول المستهدفة للعديد من الأعطال الشائعة، بما يتوافق مع معايير API Spec 7K الصناعية.1.خدش أسطوانة الشريحة Crossheadظواهر الصدعيحدث صوت احتكاك حاد عند تشغيل مضخة الطين، يتبعه ارتفاع مفاجئ في درجة حرارة نهاية الطاقة (مساحة الشريحة تتجاوز 60 درجة مئوية)؛في الحالات الشديدة، ينقبض قضيب المكبس، أو تنخفض إزاحة المضخة بشكل حاد، أو تتوقف عن العمل. يكشف التفكيك عن خدوش معدنية ولحام اندماجي موضعي على سطح التلامس بين الشريحة وقضيب التوجيه.أسباب الخطأفشل التزييت: ضغط غير كافٍ لمضخة زيت التزييت (10% من الضغط المقدر)، أو تراكم الضغط المتكرر في وحدة نهاية سائل مضخة الطين، مما يجعل دبوس قضيب التوصيل يتحمل أحمال تأثير لحظية.الحلولاستبدال المكونات: استبدل دبوس قضيب التوصيل بآخر يتوافق مع المعايير، وتحقق مما إذا كانت الفتحة الطرفية الصغيرة لقضيب التوصيل مهترئة؛معايرة التجميع: تأكد من ملاءمة الانتقال بين دبوس قضيب التوصيل وثقب دبوس جسم الرأس المتقاطع، مع التحكم في الخلوص عند 0.01-0.03 مم؛ يجب تثبيت حلقة التثبيت المرنة بالكامل في الأخدود لمنع الانحراف المحوري؛التحكم في ظروف العمل: اضبط ضغط مخرج مضخة الطين على النطاق المُصنّف (راجع معلمات المضخة، على سبيل المثال، مضخة طراز F-1600 لها ضغط مُصنّف يبلغ 35 ميجا باسكال). عزز مراقبة نظام دوران الطين أثناء الحفر لتجنب تراكم الضغط في وحدة نهاية سائل مضخة الطين;التفتيش الدوري: قم بإجراء فحص للجسيمات المغناطيسية على سطح دبوس قضيب التوصيل كل 500 ساعة للتحقق من وجود شقوق التعب، واستبدال المكونات ذات المخاطر المحتملة مسبقًا.3. التردد غير المتساوي لقضيب المكبسظواهر الصدعتقلبات كبيرة في إزاحة مضخة الطين، والعودة غير المستقرة للأعلى لسائل الحفر، مما قد يؤدي إلى تنظيف غير كامل للبئر؛يكشف التفكيك عن وجود ارتخاء في الاتصال بين قضيب المكبس وجسم الرأس المتقاطع، أو وجود خلوص زائد (>0.1 مم) بين الشريحة وقضيب التوجيه.أسباب الخطأتآكل الشريحة المفرط: انخفاض سمك الشريحة بعد الاستخدام طويل الأمد (تآكل يتجاوز 0.2 مم)، مما يؤدي إلى خلوص مفرط في التوافق مع سكة ​​التوجيه وانحراف شعاعي للرأس المتقاطع أثناء التبادل؛اتصال فضفاض: لم يتم إحكام خيط غلاف توصيل قضيب المكبس، مما يتسبب في ارتخاء الخيط أثناء التشغيل وسوء المحاذاة بين قضيب المكبس ورأس الصليب؛تشوه سكة التوجيه: تؤدي الاهتزازات والصدمات طويلة المدى على جسم المضخة إلى انحناء موضعي لسكة التوجيه (استقامة تتجاوز 0.05 مم / م)، مما يؤدي إلى انحراف مسار التوجيه.الحلولالتعامل مع الشريحة: قِس سُمك الشريحة؛ واستبدل الشرائح في أزواج عند تجاوز التآكل الحد المسموح به. إذا كانت الخلوصة كبيرة قليلاً (0.1-0.15 مم)، فاضبطها بإضافة حشوات نحاسية رقيقة (سُمكها 0.03-0.05 مم) على ظهر الشريحة.شد التوصيل: قم بإزالة غلاف توصيل قضيب المكبس، ونظف بقع الزيت على سطح الخيط، وأعد شد الخيط، وقم بتثبيت غسالات القفل أو قم بإجراء اللحام النقطي لمنع التراخي؛إصلاح سكة التوجيه: استخدم مؤشر الاتصال للتحقق من استقامة سكة التوجيه؛ قم بإصلاح التشوه الطفيف عن طريق الطحن باستخدام آلة الطحن؛ استبدل سكة توجيه جسم المضخة إذا كان التشوه شديدًا، مع التأكد من أن استقامة سكة التوجيه ≤0.03 مم/م؛معايرة المحاذاة: إعادة معايرة محورية قضيب المكبس والرأس المتقاطع، مع التحكم في الانحراف عند ≤0.05 مم لتجنب انحراف القوة أثناء التردد.4. تسرب زيت التشحيمظواهر الصدعيتسرب زيت التشحيم من منطقة رأس الصليب (تقاطع الطرف القوي والطرف الهيدروليكي) ويتساقط في نظام دوران سائل الحفر، مما يتسبب في تلوث سائل الحفر؛ينخفض ​​مستوى الزيت في خزان زيت التشحيم بسرعة، مما يتطلب تجديد الزيت بشكل متكرر وزيادة تكاليف الصيانة.أسباب الخطأفشل الختم: الشيخوخة أو تشوه الحلقات الدائرية، أو تلف أختام الغبار، مما يؤدي إلى تسرب زيت التشحيم من فجوة الختم؛تلف حلقة احتجاز الزيت: تتساقط حلقة احتجاز الزيت الموجودة على جسم الرأس المتقاطع أو تتشقق، مما يؤدي إلى فشلها في منع تدفق زيت التشحيم إلى الطرف الهيدروليكي؛ضغط مرور الزيت الزائد: يتجاوز ضغط مضخة زيت التشحيم 0.4 ميجا باسكال، مما يتجاوز قدرة تحمل الأختام ويؤدي إلى ضغط زيت التشحيم خارج منطقة الختم.الحلولاستبدال الختم: قم بتفكيك مجموعة رأس الصليب، واستبدال حلقات O القديمة وأختام الغبار، ثم ضع زيت التشحيم على سطح الختم قبل التثبيت؛إصلاح حلقة الاحتفاظ بالزيت: أعد تركيب حلقة الاحتفاظ بالزيت، مع التأكد من تثبيتها في أخدود جسم الصليب؛ استبدل حلقة الاحتفاظ بالزيت بنفس الطراز إذا كانت متشققة؛ضبط الضغط: اضبط ضغط مضخة زيت التشحيم إلى 0.2-0.4 ميجا باسكال، وتحقق مما إذا كان صمام تخفيف الضغط يعمل بشكل صحيح (قم بتفكيك صمام تخفيف الضغط أو تنظيفه أو استبداله إذا كان عالقًا)؛معالجة التلوث: قم بتنظيف زيت التشحيم المتسرب، واختبار محتوى الزيت في سائل الحفر، وأضف مزيل زيت سائل الحفر إذا تجاوز محتوى الزيت الحد لتجنب التأثير على أداء سائل الحفر.5. ضعف الاتصال بين الشريحة وسكة التوجيهظواهر الصدعيحدث صوت احتكاك في منطقة الانزلاق عندما تعمل مضخة الطين، وترتفع درجة حرارة نهاية الطاقة قليلاً؛بعد التفكيك، يظهر الفحص أن منطقة التلامس بين الشريحة وسكة التوجيه هي 0.02 مم)؛تشوه الشريحة: تؤدي مادة الشريحة دون المستوى إلى تشوه طفيف للشريحة بعد التسخين لفترة طويلة، مما يقلل من درجة ملاءمة سطح التلامس؛عدم كفاية التزييت: يؤدي إمداد الزيت غير المتساوي في ممر زيت التشحيم إلى نقص موضعي في زيت التشحيم على الشريحة، مما يشكل "مناطق احتكاك جافة" ويؤثر على أداء التلامس.الحلولإصلاح الطحن: تفكيك الشريحة وسكة التوجيه، وطحن سطح سكة التوجيه يدويًا باستخدام رمل كاشط ناعم حتى تصبح خشونة السطح Ra ≤0.8μm؛ طحن سطح اتصال الشريحة باستخدام نفس الطريقة، مع التأكد من أن مساحة التلامس ≥80٪؛إعادة التجميع: قم بمعايرة موضع الشريحة باستخدام مؤشر الاتصال أثناء التثبيت، مع التأكد من أن الانحراف في التوازي بين الشريحة وقضيب التوجيه ≤0.01 مم/م؛تحسين التزييت: قم بتنظيف ممر زيت التشحيم، وتحقق مما إذا كانت فوهة حقن الزيت غير مسدودة، وتأكد من أن زيت التشحيم يغطي سطح التلامس بين الشريحة وسكة التوجيه بالتساوي؛ إذا لزم الأمر، قم بتثبيت صمام الخانق في ممر زيت الشريحة لضبط إمداد الزيت؛فحص المواد: التحقق من مادة الشرائح الجديدة لتجنب استخدام شرائح ذات جودة منخفضة.Ⅲ.ملخصإعطاء الأولوية للتزييت: تحقق من ضغط زيت التشحيم ومستوى الزيت يوميًا؛ استبدل زيت التشحيم بانتظام (كل 2000 ساعة)؛ تأكد من أن نظام التشحيم خالٍ من الانسدادات والتسريبات؛التفتيش المنتظم: تفكيك وفحص مجموعة رأس الصليب كل 500-800 ساعة، مع التركيز على تآكل الشريحة، وتعب دبوس قضيب التوصيل، وشيخوخة الختم؛ استخدام معدات الكشف عن العيوب للتحقق من وجود الشقوق؛التجميع القياسي: اتبع بدقة معايير API Spec 7K للتجميع؛ التحكم في خلوص الملاءمة (على سبيل المثال، سكة توجيه الشريحة: 0.05-0.1 مم، فتحة دبوس دبوس قضيب التوصيل: 0.01-0.03 مم)؛ ضمان المحاذاة؛التحكم في ظروف العمل: تجنب الضغط الزائد والسرعة الزائدة لمضخة الطين لمنع الأحمال اللحظية من إتلاف المكونات.