1. تعريف المعدات

ال جهاز طرد مركزي لفصل طين الحفر جهاز فصل المواد الصلبة عن السائلة بالغ الأهمية في عمليات حفر النفط والغاز. يُستخدم بشكل أساسي لفصل طين الحفر (المعروف أيضًا باسم سائل الحفر) بالطرد المركزي عالي الكفاءة، مما يُحقق معالجة متدرجة للجسيمات الصلبة في الطين، ويعيد تدوير الطور السائل. يُحسّن هذا أداء الطين، ويُقلل من تصريف النفايات، ويُوفر التكاليف.

2. الوظائف الأساسية

معالجة تصنيف الطور الصلب

• يفصل الجزيئات الصلبة ذات الأحجام المختلفة (مثل القطع وحطام الصخور)، وهو قادر عادة على فصل الجزيئات التي يبلغ حجمها ≥2–5 ميكرون (حسب نماذج المعدات وظروف التشغيل).
• يفرق بين "المواد الصلبة الخشنة" (التي يجب التخلص منها) و"المواد الصلبة الدقيقة" (التي يتم الاحتفاظ بها في الطين للحفاظ على الأداء).

إعادة تدوير الطور السائل

• استعادة الطور السائل في الطين (السائل الأساسي، العوامل الكيميائية، وما إلى ذلك)، مما يقلل من كمية تحضير الطين الطازج وتكاليف المواد.
• بالنسبة للطين المعتمد على النفط أو السيناريوهات الحساسة بيئيًا، فإن إعادة تدوير السوائل يقلل من التلوث البيئي.

تحسين أداء الطين

• ضبط كثافة الطين واللزوجة والخصائص الرومولوجية عن طريق التحكم في محتوى المواد الصلبة وتوزيع حجم الجسيمات لتلبية متطلبات العملية لمراحل الحفر المختلفة (على سبيل المثال، الحفر، الأسمنت).

3. مبدأ العمل

آلية الفصل بالطرد المركزي

• تتكون المعدات من أسطوانة أفقية (تدور بسرعة عالية، 1500-4000 دورة في الدقيقة) وناقل حلزوني داخلي.
• يدخل طين الحفر إلى مركز الأسطوانة، وتحت تأثير القوة الطاردة المركزية، تستقر الجزيئات الصلبة على جدار الأسطوانة ويتم دفعها إلى الطرف المخروطي بواسطة الناقل اللولبي؛ يشكل السائل حلقة سائلة داخلية ويخرج من منفذ الفائض في الطرف المقابل للأسطوانة.

التحكم في المعلمات الرئيسية

• سرعة الطبل:تولد السرعات العالية قوة طرد مركزي أكبر ودقة فصل أعلى (مناسبة لفصل الجسيمات الدقيقة).
• ارتفاع السد:يضبط وقت بقاء السائل، مما يؤثر على كفاءة الفصل ووضوح السائل.
• السرعة التفاضلية (الفرق في السرعة بين الطبلة واللفافة):يتحكم في سرعة نقل المواد الصلبة لتجنب الضغط الزائد أو الانسداد.

4. سيناريوهات التطبيق النموذجية

حفر الأراضي:تقوم بمعالجة الطين القائم على الماء والطين القائم على الزيت، وتفصل القطع، وتستعيد المواد الصلبة المفيدة مثل البنتونيت والباريت.

الحفر البحري:يتوافق مع اللوائح البيئية (على سبيل المثال اتفاقية ماربول)، ويقلل من تصريف نفايات الطين، ويتكيف مع قيود المساحة على المنصات البحرية.

الحفر الأفقي/الاتجاهي:يتعامل مع الطين عالي اللزوجة وعالي المحتوى الصلب، ويحافظ على نظافة البئر، ويمنع مخاطر الأنابيب العالقة.

معالجة النفايات:يقلل من حجم نفايات الطين، مما يخفض تكاليف نقل النفايات الصلبة والتخلص منها.

Ⅴ المزايا التقنية

كفاءة عالية وتوفير الطاقة:تتراوح سعة المعالجة من 30 إلى 150 متر مكعب/ساعة (حسب الطراز)، مع استهلاك طاقة أقل بنسبة 30% من معدات الترشيح التقليدية.

التحكم الآلي:يقوم نظام التحكم PLC المتكامل بمراقبة معلمات الطين في الوقت الفعلي (على سبيل المثال، الكثافة، ومعدل التدفق) ويقوم تلقائيًا بضبط معلمات التشغيل مثل السرعة والسرعة التفاضلية.

تصميم مقاوم للتآكل:تُصنع الطبول والمخطوطات من مواد مقاومة للتآكل (على سبيل المثال، طلاءات كربيد التنغستن، والحديد الزهر عالي الكروم) لإطالة عمر الخدمة والتحمل في بيئات الطين ذات المحتوى العالي من الرمال.

الامتثال البيئي:يقلل من المواد الضارة (مثل المعادن الثقيلة والزيت) الموجودة في نفايات الطين، ويلبي المعايير البيئية في جميع أنحاء العالم (على سبيل المثال، وكالة حماية البيئة في الولايات المتحدة، ولوائح CLP في الاتحاد الأوروبي).

Ⅵ. معلمات اختيار المفتاح

أبعاد الطبلة

• القطر (على سبيل المثال، 350 مم، 450 مم، 650 مم):تتيح الأقطار الأكبر قدرة معالجة أعلى، وهي مناسبة لعمليات الحفر واسعة النطاق.
• نسبة الطول إلى القطر (L/D):تعمل النسبة الأعلى على تحسين دقة الفصل، وهي مثالية لفصل الجسيمات الدقيقة.

سعة المعالجة

• الحد الأقصى لقدرة معالجة الطين (م³/ساعة): يجب أن تتوافق مع معدل تدفق نظام دوران سائل الحفر.

دقة الفصل

• الحد الأدنى لحجم الجسيمات القابلة للفصل (ميكرون): يتم اختياره على أساس متطلبات التحكم الصلبة لعمليات الحفر (على سبيل المثال، تتطلب الآبار العميقة دقة أعلى).

وضع القيادة

• محرك التردد المتغير (VFD):يتيح تعديل السرعة بشكل مرن للتكيف مع ظروف الطين المختلفة.

Ⅶ. اعتبارات الصيانة

عمليات التفتيش اليومية

• قم بمراقبة درجة حرارة المحمل وقيم الاهتزاز لمنع التوقف بسبب الأعطال الميكانيكية.
• قم بتنظيف الرواسب الصلبة الموجودة على الجدار الداخلي للأسطوانة وناقل التمرير لتقليل التآكل.

الصيانة الدورية

• قم باستبدال زيت تشحيم علبة التروس كل 500-1000 ساعة وتحقق من الخلوص بين التمرير والأسطوانة (اضبطه أو استبدله إذا كان مهترئًا).
• قم بإجراء اختبارات غير مدمرة (على سبيل المثال، الكشف عن العيوب بالموجات فوق الصوتية) على المكونات المقاومة للتآكل لتقييم مستويات التآكل.

Ⅷ. الأنواع

يمكن تصنيف أجهزة الطرد المركزي لفصل طين الحفر إلى أنواع مختلفة بناءً على معايير مختلفة. فيما يلي التصنيفات الشائعة وخصائصها:

Bدقة الفصل (الحد الأدنى لحجم الجسيمات القابلة للفصل)

• أجهزة الطرد المركزي متوسطة السرعة(5–40 ميكرون): الفصل الأساسي لإزالة القطع الأكبر حجمًا، ويُستخدم عادةً في تنقية الطين الأولية.
• أجهزة الطرد المركزي عالية السرعة(2–5 ميكرون): فصل دقيق للطين المحتوي على جزيئات دقيقة (على سبيل المثال، البنتونيت، الباريت)، مناسب للآبار العميقة ذات متطلبات أداء الطين العالية.

حسب هيكل الطبلة

1. أجهزة الطرد المركزي الأسطوانية

• سمات:توفر الأسطوانة الأسطوانية مساحة فصل كبيرة وقدرة معالجة عالية ولكن دقة فصل أقل.
• طلب:المعالجة السريعة لحجم كبير من الطين، مناسبة لمراحل التحكم الصلبة الأولية.

2. أجهزة الطرد المركزي المخروطية

• سمات:يعمل الذيل المخروطي على تعزيز ضغط المواد الصلبة عن طريق القوة الطاردة المركزية، مما يحسن كفاءة الفصل وإزالة الماء من المواد الصلبة.
• طلب: السيناريوهات التي تتطلب تصريف المواد الصلبة ذات الجفاف العالي (على سبيل المثال، معالجة الطين القائمة على النفط).

3. أجهزة الطرد المركزي المركبة الأسطوانية المخروطية

• سمات:يجمع بين السعة الكبيرة للقسم الأسطواني مع كفاءة تجفيف عالية للقسم المخروطي، وموازنة سعة المعالجة ودقة الفصل.
• طلب:معظم سيناريوهات الحفر، وخاصة ظروف الآبار المعقدة ذات متطلبات الأداء العالية للطين.

حسب وضع القيادة

1. أجهزة الطرد المركزي ذات المحرك الواحد

• بناء:يتم تشغيله بواسطة محرك واحد، مع سرعة تفاضلية بين التمرير والأسطوانة يتم تحقيقها عن طريق ناقل حركة ميكانيكي (على سبيل المثال، علبة التروس الكوكبية).
• سمات:هيكل بسيط وتكلفة منخفضة، ولكن نطاق تعديل السرعة التفاضلية والمرونة محدود.

2. أجهزة الطرد المركزي ذات المحرك المزدوج

• بناء:يتم تشغيل الأسطوانة واللفافة بواسطة محركات مستقلة، مع التحكم في السرعة التفاضلية عن طريق تحويل التردد.
• سمات:ضبط السرعة التفاضلية في الوقت الفعلي استنادًا إلى خصائص الطين، والقدرة العالية على التكيف، والكفاءة، وتوفير الطاقة (على سبيل المثال، مع محركات التردد المتغير).

3. أجهزة الطرد المركزي ثلاثية المحركات

• بناء:يضيف محركًا مساعدًا إلى نظام المحرك المزدوج للتحكم الدقيق في عزم التمرير والسرعة التفاضلية.
• سمات:مناسب للطين عالي اللزوجة وعالي المحتوى الصلب، مع موثوقية أعلى ولكن بتكلفة متزايدة.

حسب تصنيف مقاومة الانفجار

1. أجهزة الطرد المركزي القياسية

• طلب:البيئات غير القابلة للانفجار (على سبيل المثال، الحفر التقليدي على اليابسة).

2. أجهزة الطرد المركزي المقاومة للانفجار

• سمات:تستخدم المكونات الرئيسية (المحركات، وأنظمة التحكم) تصميمات مقاومة للانفجار (على سبيل المثال، مقاومة للهب، وأنواع ذات أمان متزايد)، ومتوافقة مع المعايير الدولية (ATEX، IECEx) أو المعايير المحلية (GB 3836).
• طلب:البيئات المتفجرة مثل منصات الحفر البحرية ومواقع الآبار المحتوية على الغاز.

حسب سعة المعالجة

• أجهزة الطرد المركزي الصغيرة30-60 متر مكعب/ساعة: فرق حفر صغيرة، أو مختبرات، أو أنظمة تدوير الطين ذات التدفق المنخفض.
• أجهزة الطرد المركزي المتوسطة60–120 متر مكعب/ساعة: الحفر البري التقليدي، والذي يتوافق مع معظم متطلبات دوران الطين في الحفارات.
• أجهزة الطرد المركزي الكبيرة((120–150 متر مكعب/ساعة): المنصات البحرية، والآبار الأفقية الكبيرة، أو السيناريوهات التي تتطلب معالجة سريعة لحجم كبير من الطين.

توصيات الاختيار

1. بناءً على عمق البئر:

• الآبار الضحلة (<(3000 متر): اختر أجهزة الطرد المركزي المركبة الأسطوانية المخروطية متوسطة السرعة لتحقيق التوازن بين التكلفة والكفاءة.
• الآبار العميقة (>3000 متر): تتطلب أجهزة طرد مركزي عالية السرعة بمحركين لضمان الفصل الدقيق والأداء المستقر للطين.

2. بناءً على نوع الطين:

• الطين القائم على الماء: أجهزة الطرد المركزي القياسية كافية.
• الطين القائم على الزيت/الطين القائم على المواد الاصطناعية: يجب استخدام أجهزة الطرد المركزي المقاومة للانفجار والمقاومة للتآكل مع أنظمة التدفئة.

3. بناءً على المتطلبات البيئية:

• المناطق البيئية الصارمة (على سبيل المثال، الحفر البحري): إعطاء الأولوية لأجهزة الطرد المركزي عالية الدقة في الفصل لتقليل تصريف النفايات، أو استخدامها مع مجففات القطع لخفض محتوى الزيت بشكل أكبر.