Common Failures of Solid Control Equipment

1. قضايا اهتزاز الطين

أحيانًا ما يُعاني هزاز الطين في معدات التحكم في المواد الصلبة من فقدان الطين، ويرجع ذلك أساسًا إلى تجاوز تصريف سائل الحفر لقدرة الهزاز على التحمل. ومن الأسباب الأخرى اللزوجة العالية لسائل الحفر، أو عدم قدرة شبكات التهوية الدقيقة على ترشيح السائل بشكل صحيح، أو اختلاط كميات كبيرة من المواد الليفية أثناء عمليات سد التسرب. بالإضافة إلى ذلك، إذا لم تُنظف الشبكة فورًا بعد إيقاف الدورة، فقد يُسبب سائل الحفر الجاف انسدادها. معالجة هذه المشاكل فورًا تمنع تكرارها.

2. انسداد مخروط إزالة الرمل والطمي

انسداد مزيل الرمال والطمي قد تُعطّل المخاريط عمل المعدات. يحدث هذا غالبًا بسبب سوء الاستخدام أو تلف مصفاة هزاز الطين، أو بسبب عدم وجود مصافي في أنابيب سحب مضخات إزالة الرمل والطمي، مما يسمح بدخول جزيئات الصخور الكبيرة إلى المخاريط. يمكن تفادي هذه المشكلة بضمان التركيب السليم وقطع الغيار الكاملة.

3. فشل المحرك

غالبًا ما يتعطل المحرك في معدات التحكم الصلبة بسبب كثافة سائل الحفر العالية ولزوجته، بالإضافة إلى انخفاض طاقة المحرك، مما يؤدي إلى الإفراط في الاستخدام. كما يمكن أن يؤدي عدم كفاية الصيانة والتزييت والتركيب غير السليم إلى حدوث أعطال. الصيانة المناسبة والالتزام بإجراءات التشغيل أمران حاسمان لضمان التشغيل الفعال. لا يمكن خلط سوائل الحفر من خزانات طين مختلفة أو نقل السوائل بين الخزانات. تكاليف استثمار أعلى مقارنة بمسدسات الطين. تتطلب مساحة أكبر من مسدسات الطين. أثقل وزنًا وتتطلب مصدر طاقة كهربائيًا. قد تحتوي على نقاط عمياء في الخزانات المستطيلة أو المربعة. قد تحتاج إلى حواجز في بعض البيئات. عيوب مسدسات طين سائل الحفر: يتطلب استخدام مسدسات الطين وحدها العديد من البنادق والمضخات وخطوط الأنابيب، مما يزيد من التكاليف. يمكن لفوهات الضغط العالي في مسدسات الطين تهوية سائل الحفر. يمكن أن يؤدي تآكل الفوهة إلى تدفق عالي السرعة ومتطلبات طاقة أعلى؛ إذا لم يتم استبداله في الوقت المناسب، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة تحميل المحركات. يمكن أن يؤدي إطلاق النار مباشرة على الرواسب إلى انسداد المضخات أو المخاريط. يزيد من متطلبات خزانات الطين والمكونات ذات الصلة.

أهمية معدات التحكم الصلبة

تلعب معدات التحكم في المواد الصلبة دورًا أساسيًا في كفاءة عمليات الحفر، وذلك بإزالة المواد الصلبة غير المرغوب فيها، والتحكم في لزوجة سائل الحفر، والحفاظ على خصائصه. وهذا يضمن حفرًا آمنًا وفعالًا واقتصاديًا من خلال حماية المعدات، والحفاظ على خصائص سائل الحفر المناسبة، وإدارة القطع الناتجة أثناء الحفر.

 تطبيقات الأطراف الهيدروليكية لمضخة الطين

حفر النفط والغاز: ضروري لتوزيع سائل الحفر والحفاظ على سلامة البئر ومنع الانفجارات.

التعدين: يستخدم لضخ المواد الملاطية والمخلفات.

الحفر الحراري الأرضي: يتعامل مع درجات الحرارة والضغوط العالية.

البناء: مضخات الجص والخرسانة، والتعامل مع السوائل والمواد الصلبة ذات اللزوجة العالية.

أنواع الحفر

حسب غرض التصميم الجيولوجي

آبار الاستكشاف: لتحديد التكوينات الجيولوجية والموارد.

آبار التطوير: لاستخراج الموارد وتطوير الحقول.

حسب العمق

الآبار الضحلة: تصل إلى 1500 متر.

الآبار المعتدلة: من 1500 إلى 2800 متر.

الآبار العميقة: من 2800 إلى 4000 متر.

الآبار العميقة للغاية: أكثر من 4000 متر.

حسب الموقع

آبار الأرض: الحفر البري بما في ذلك البحيرات والمستنقعات.

الآبار البحرية: في البحر، يتم تصنيفها إلى آبار بحرية وآبار بحرية ضحلة بناءً على عمق المياه.

بواسطة Well Trajectory

الآبار العمودية: الحفاظ على مسار عمودي.

الآبار الاتجاهية: تتبع مسارًا غير عمودي.

بطريقة الحفر

الحفر الدوراني: يستخدم طاولة دوارة لتحريك لقمة الحفر.

حفر المحرك في البئر: يستخدم الطاقة الهيدروليكية لتشغيل المحرك عند لقمة الحفر.

الحفر بالقرع: يستخدم حركات الرفع والإسقاط لكسر الصخور.

الحفر من الأعلى: يقوم بتدوير سلسلة الحفر مباشرة من الأعلى.

بواسطة نظام Rig Drive

محرك ميكانيكي: يستخدم محركات الديزل.

محرك كهربائي: يستخدم محركات كهربائية.

نظام الدفع الهجين: يجمع بين الأنظمة الميكانيكية والكهربائية.

من خلال صيانة وتشغيل معدات التحكم الصلبة بشكل صحيح، يمكن أن تكون عمليات الحفر أكثر كفاءة وأمانًا، ضمان طول عمر المعدات وموثوقيتها.

سبب الاستخدام: تُصنف الجسيمات الصلبة في سوائل الحفر إلى مواد صلبة ضارة وأخرى مفيدة. تُعدّ بقايا الصخور المواد الصلبة الضارة الرئيسية في سوائل الحفر. خلال عملية الحفر، تؤثر هذه البقايا سلبًا على الخصائص الفيزيائية لسائل الحفر، مما يُسبب زيادة في الكثافة، واللزوجة، ونقطة الخضوع، وفقدان السوائل، وكعكة الطين، والتآكل، والالتصاق، ومقاومة التدفق.

أثناء الحفر، قد تُلحق قصاصات الصخور أضرارًا بتكوينات النفط والغاز، وتُقلل من سرعة الحفر، وتزيد من عزم دوران طاولة الحفر، وتُسبب مقاومة أثناء التعثر، وتُؤدي إلى التصاق الأنابيب، وتُسبب تسربًا في البئر، وتُسبب انفجارات ومضاعفات أخرى في قاع البئر. إضافةً إلى ذلك، تُسبب قصاصات الصخور في سوائل الحفر تآكلًا شديدًا في نظام الدورة.

يساعد استخدام معدات التحكم في المواد الصلبة على إدارة هذه المشكلات عن طريق إزالة المواد الصلبة غير المرغوب فيها من سائل الحفر، وبالتالي الحفاظ على خصائصه المرغوبة وضمان كفاءة وسلامة عملية الحفر.

الوظيفة تتمثل وظيفة تقنية التحكم في المواد الصلبة في إزالة المواد الصلبة الضارة من سوائل الحفر، والاحتفاظ بالمواد الصلبة المفيدة، وتلبية متطلبات أداء سوائل الحفر لعملية الحفر.

الطريقة الأكثر فعالية واقتصادية لتحقيق ذلك هي الإزالة الميكانيكية. تُستخدم معدات التحكم في المواد الصلبة، مثل هزازات الصخر الزيتي، وأجهزة إزالة الرمل، وأجهزة إزالة الطمي، وأجهزة الطرد المركزي، وأجهزة إزالة الغاز. نظام التحكم في المواد الصلبة هو نظام متكامل، يتكون من قطع منفصلة مختلفة من معدات التحكم في المواد الصلبة، مُدمجة بشكل منطقي وفقًا لمتطلبات عملية التحكم في المواد الصلبة في سائل الحفر.

سير العمل: يُرشّح جهاز هزاز الصخر الزيتي سائل الحفر العائد إلى السطح عبر الغربال، مُستعيدًا الطور السائل ومُفرّغًا الطور الصلب. كلما صغر حجم الشبكة، زادت كمية المواد الصلبة المُفرّغة، مما يُحسّن من تشغيل معدات التحكم في المواد الصلبة. على الجزء غير المُغطّى بسائل الحفر من سطح الغربال، تستمر الجسيمات الصلبة الأكثر رطوبةً في التحرك نحو طرف التفريغ تحت تأثير الاهتزاز. تُساعد هذه الحركة على زيادة نزح المياه وهزّ الجسيمات الأصغر المُمتصّة على الجسيمات الأكبر، والتي تسقط عبر الغربال. معيار اختيار شبكة جهاز هزاز الصخر الزيتي: يجب اختيار حجم شبكة الغربال بحيث يُغطّي سائل الحفر ما بين 75% و80% من سطح الغربال. الأعطال الشائعة وحلولها في معدات التحكم في المواد الصلبة.

1. مشاكل اهتزازات الطين

المشكلة: قد يتعطل جهاز هزاز الطين أحيانًا بسبب تفريغ سائل الحفر الزائد عن سعته، أو لزوجته العالية، أو شبكات دقيقة لا تُرشح بشكل صحيح، أو كميات كبيرة من المواد الليفية المختلطة أثناء عمليات سد التسرب. وقد تكون هناك مشكلة أخرى تتمثل في جفاف سائل الحفر الذي يُسد الشبكة إذا لم يُنظف فورًا بعد إيقاف الدورة.

الحل: مراقبة معدل التفريغ وتعديله بانتظام، واستخدام أحجام شبكية مناسبة للشاشات، والتأكد من تنظيف الشاشات في الوقت المناسب بعد إيقاف الدورة لمنع الانسداد.

2. انسدادات مخروط إزالة الرمل والطمي

المشكلة: قد تُسد مخاريط الهيدروسيكلون في أجهزة إزالة الرمل والطمي، مما يُعطل عمل المعدات. وينتج هذا غالبًا عن سوء الاستخدام أو تلف مصفاة هزاز الطين، وعدم وجود مصافي في أنابيب سحب مضخات إزالة الرمل والطمي، مما يسمح بدخول جزيئات الصخور الكبيرة وسد المخاريط.

الحل: تأكد من التركيب والصيانة المناسبة للمعدات، واستخدم الشاشات المناسبة، وقم بتثبيت المصافي على أنابيب السحب لمنع دخول الجزيئات الكبيرة إلى المخاريط.

3. أعطال مُحرِّك الطين

المشكلة: تتعطل محركات الطين بشكل متكرر بسبب ارتفاع كثافة ولزوجة سائل الحفر، بالإضافة إلى ضعف قدرتها، مما يؤدي إلى الإفراط في استخدامها وعدم قدرتها على العمل بشكل مستمر. كما أن سوء الصيانة والتزييت والتركيب غير السليم قد يؤدي إلى أعطال.

الحل: قم بصيانة وتزييت المحركات بشكل منتظم، وتأكد من التركيب الصحيح، واتبع إجراءات التشغيل الصحيحة للحفاظ على الكفاءة ومنع الإفراط في الاستخدام.

أسباب فشل معدات التحكم الصلبة

الأعطال الكهربائية

1. إمداد الطاقة غير المستقر: يمكن أن تتسبب الطاقة المتقلبة، والتداخل الكهرومغناطيسي، ودرجات حرارة العمل المرتفعة أو المنخفضة، والصواعق في حدوث أعطال كهربائية.

2. تقلبات الجهد وانقطاعات التيار الكهربائي: يمكن أن تؤدي التقلبات الكبيرة في جهد الإمداد وانقطاعات التيار الكهربائي المتكررة إلى إعادة تشغيل النظام بشكل متكرر، مما قد يؤدي إلى الخسارة من ملفات النظام وعدم القدرة على البدء بشكل طبيعي.

الأعطال الميكانيكية

1. الانسدادات وتلف المحمل: يمكن أن تؤدي مشكلات مثل انسداد الأسطوانة والناقل اللولبي، أو تلف المحامل الرئيسية أو الداعمة للناقل اللولبي، أو مسامير الأساس الفضفاضة في الوحدة الرئيسية أو المحرك المقاوم للانفجار، أو الوصلات الصلبة بين مدخل التغذية وجهاز الطرد المركزي لسائل الحفر، إلى أعطال ميكانيكية.
2. الاهتزاز طويل الأمد: يمكن أن يؤدي الاهتزاز طويل الأمد إلى إرخاء الموصلات في بعض المكونات، مما يتسبب في حدوث مشكلات في التلامس.

العوامل البيئية

1. درجة الحرارة غير المناسبة: يمكن أن تؤدي درجات الحرارة القصوى إلى ارتفاع درجة الحرارة الداخلية لآلات التحكم الصناعية، مما يؤثر على العمليات العادية.
2. الجسيمات المحمولة جواً: يمكن أن تؤدي المستويات العالية من الجسيمات المحمولة جواً إلى تراكم الغبار اللزج داخل آلات التحكم الصناعية، مما يتسبب في تلف الأجهزة.
3. الاهتزازات الأرضية: يمكن للاهتزازات الأرضية القوية، مثل تلك التي تولدها المحركات، أن تسبب أضرارًا كبيرة لآلات التحكم الصناعية.
4. الرطوبة: يمكن أن تشكل مستويات الرطوبة العالية والمنخفضة تهديدات لآلات التحكم الصناعية.

العوامل البشرية

1. الاستخدام غير السليم: إن استخدام أساليب غير صحيحة بسبب عدم الإلمام بخصائص إنتاج آلات التحكم الصناعية يمكن أن يؤدي إلى حدوث مشكلات، مثل إعدادات برامج التطبيق غير الصحيحة، أو فشل نظام التشغيل أو تلفه، والعدوى الفيروسية.

يساعد فهم أسباب الأعطال هذه في اتخاذ التدابير الوقائية والتصحيحية المناسبة لضمان الأداء السليم لمعدات التحكم الصلبة.