How does the Drilling Fixed Control System cope with the complex operating environment in extreme cold and mobile scenarios?

نظام التحكم في المواد الصلبة، المعروف أيضًا باسم نظام التحكم في المواد الصلبة، يُتحكم بشكل أساسي في المواد الصلبة في سائل حفر النفط ويفصلها، ولذلك يُعرف أيضًا بنظام تنقية طين الحفر. تتمثل وظيفته الأساسية في فصل ومعالجة الجسيمات الصلبة، مثل شظايا الصخور والرواسب، في سائل الحفر، للحفاظ على أدائه، وتخزينه وإعادة تدويره. يُعد نظام التحكم في المواد الصلبة جزءًا لا غنى عنه وهامًا في عمليات الحفر الحديثة، إذ يضمن دورانًا طبيعيًا وأداءً مستقرًا للطين أثناء عملية الحفر. يتكون النظام بشكل أساسي من خزان طين الحفر، وغربال هزاز، ومزيل غازات تفريغ، ومزيل ومنظف رمل، وخلاط، وجهاز طرد مركزي، ومسدس طين الحفر، وقادوس خلط وترجيح، ومضخة رمل، ومضخة تعبئة، ومعدات التحكم في المواد الصلبة على جميع المستويات.

1. تفاصيل سير العمل

عندما يعود سائل الحفر من رأس البئر، فإنه يدخل أولاً إلى الشاشة الاهتزازية. تحت الاهتزاز عالي التردد للشاشة الاهتزازية، يتم فصل الجزيئات الكبيرة من قصاصات الحفر بسرعة وتصريفها من النظام عبر قناة خاصة. سائل الحفر، الذي تمت تنقيته في البداية بواسطة شاشة الهزاز، ثم يتدفق إلى منظف إزالة الرمال والرواسب. هنا، يتم فصل الجزيئات الأصغر بواسطة قوة الطرد المركزي والجاذبية إلى جهاز تجميع في الأسفل، بينما يستمر طين التنظيف في التدفق لأعلى. ثم يدخل الملاط إلى مزيل الغاز الفراغي، حيث تتسرب الغازات المختلطة بسرعة في بيئة فراغية ويتم ضخها خارج النظام. ثم يدخل الطين منزوع الغاز إلى جهاز الطرد المركزي للطين، والذي يدور بسرعة عالية لفصل الجزيئات الصلبة الدقيقة عن الطين، مما ينتج عنه سائل حفر أنقى. طوال العملية، يكون المحرك دائمًا في حالة عمل لضمان اتساق وسيولة الطين. بعد التنقية المكونة من خمس مراحل، يتم تحسين أداء سائل الحفر بشكل كبير، ويمكن إعادة نقله إلى رأس البئر للمشاركة في جولة جديدة من عمليات الحفر، وبالتالي تحقيق إعادة تدوير سائل الحفر.

3.الميزات الرئيسية

1. نظام التحكم الصلب مناسب للنقل البري والسكك الحديدية والنقل الذاتي، ويلبي متطلبات النقل والتفكيك المريح في موقع البئر.

2. جسم الخزان مصنوع من لوح مموج على شكل حرف V، فولاذ جيد بشكل عام، ومظهر جميل.

3. يعتمد الجزء السفلي من الخزان على هيكل مائل، مما يجعل تفريغ الرمال سريعًا ونظيفًا.

4. الخزان مزود بخط أنابيب طين متوسط الضغط وخط أنابيب مياه نظيفة.

5. تم تجهيز الخزان بخط أنابيب التدفئة وفقًا لبيئة الموقع لضمان التشغيل الطبيعي في موسم البرد.

6. يتم توصيل الخزانات بواسطة إطار هوائي من غير أنابيب فولاذية زجاجية، فولاذ من غير أنابيب فولاذية، فولاذ بدون درزات، إلخ، وهو سهل التركيب والتفكيك، وله تمدد وانكماش جيدين.

7. يتم اختيار باب تنظيف الرمل من نوع شريط الضغط أو نوع صمام الفراشة، وهو مريح ومرن في الفتح.

3. تصميم مقاوم للبرد لأنظمة التحكم الصلبة في منصات الحفر المبردة

في مجال استكشاف وتطوير النفط والغاز، ومع تزايد الطلب العالمي على الطاقة، تتوسع عمليات الحفر بشكل متزايد في المناطق ذات درجات الحرارة المنخفضة، مثل المناطق القطبية وخطوط العرض العليا. تُشكل بيئة درجات الحرارة المنخفضة تحديات عديدة لعمليات الحفر. أولًا، يجب أن ندرك أنه في بيئة درجات الحرارة المنخفضة، تزداد لزوجة سائل الحفر بشكل كبير، وتصبح سيولته ضعيفة، مما يؤثر ليس فقط على دوران سائل الحفر في البئر ويقلل من قدرته على حمل الصخور، بل قد يؤدي أيضًا إلى ارتفاع ضغط المضخة، وزيادة الحمل على المعدات، بل وحتى إلى تعطلها. في الوقت نفسه، قد يُؤثر انخفاض درجة الحرارة على أداء بعض المواد المضافة في سائل الحفر، مما يؤثر على استقراره في التكوين وتأثيره التزييتي على أدوات الحفر. كما يُغير انخفاض درجة الحرارة الخصائص الفيزيائية للمواد المعدنية، مثل انخفاض المتانة وزيادة الهشاشة، مما يُسهل تمزق الأجزاء الهيكلية للمعدات وخطوط الأنابيب وغيرها. بالإضافة إلى ذلك، يؤثر انخفاض درجة الحرارة أيضًا على أداء منع تسرب المعدات، مما يؤدي إلى تسرب سائل الحفر. بالنسبة لبعض المعدات التي تعتمد على نظام الدفع الهيدروليكي، قد تؤدي درجات الحرارة المنخفضة إلى زيادة لزوجة الزيت الهيدروليكي، وضعف سيولته، مما يؤدي إلى بطء عمل المعدات، أو حتى توقفها عن العمل بشكل صحيح. صُمم نظام التحكم في المواد الصلبة لمنصات الحفر منخفضة الحرارة لضمان فصل فعال للطور الصلب، واستقرار أداء الطين في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة، وذلك من خلال تآزر الوحدات المتعددة. كما تُتخذ تدابير خاصة للتكيف مع بيئة درجات الحرارة المنخفضة لضمان التشغيل الطبيعي للنظام في ظل هذه الظروف.

الميزات الرئيسية لنظام التحكم الصلب في منصة الحفر المبردة من حيث التصميم والإنتاج.

١. استخدام مواد عازلة حراريًا لتغليف خزانات المعدات والأنابيب وغيرها لتقليل تبديد الحرارة، وتركيب أجهزة تسخين داخل الخزانات، مثل ملفات التسخين بالبخار وعناصر التسخين الكهربائية، لمنع تجمد سوائل الحفر. كما زُوّد النظام بغطاء حراري، ودرجة الحرارة الداخلية لا تقل عن ١٠ درجات مئوية.

2. المكونات الرئيسية مصنوعة من مواد منخفضة الحرارة، باستخدام أختام مقاومة للبرد ومواد تشحيم منخفضة الحرارة، والتي يمكنها العمل بشكل طبيعي في درجات حرارة منخفضة، ويمكن لجميع المكونات ضمان التشغيل الطبيعي في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -50 درجة مئوية؛

3. التصميم المتكرر للمكونات الرئيسية يقلل من وقت التوقف عن الصيانة في درجات الحرارة المنخفضة.

五. المزايا المريحة لأنظمة التحكم في المواد الصلبة الملاطية المثبتة على المقطورات

نظام التحكم في الطور الصلب للطين المثبت على مقطورة هو جهاز متحرك للتعامل مع طين الحفر. أهم ما يميز هذا النظام هو سهولة استخدامه ومرونته العالية. يعتمد تصميمه على مقطورة، حيث يُركّب النظام بأكمله على إطار مقطورة خاص، يمكن تحريكه بسهولة بواسطة جرار. يُمكّن هذا التصميم نظام التحكم في الطور الصلب للطين من الاستجابة بسرعة لاحتياجات مواقع الآبار المختلفة، وإتمام نقل وتركيب المعدات في وقت قصير، مما يوفر الوقت والجهد بشكل كبير. مقارنةً بنظام التثبيت الأسمنتي الثابت التقليدي، يُغني نظام التثبيت الأسمنتي للطين المثبت على مقطورة عن الحاجة إلى بنية تحتية معقدة وتركيب معدات وتصحيح أعطال في كل موقع بئر، مما يُحسّن كفاءة التشغيل بشكل كبير.

يُعد نظام تثبيت الطين المُثبّت على مقطورة مناسبًا بشكل خاص لمشاريع الحفر التي تتطلب تغييرات متكررة في مواقع التشغيل، مثل استكشاف وتطوير حقول النفط الصغيرة وعمليات الحفر اللامركزية في المسوحات الجيولوجية. في هذه الحالات، غالبًا ما تكون مواقع الآبار غير ثابتة وقد تكون متناثرة. يتميز نظام تثبيت الطين المُثبّت على مقطورة بسهولة التكيف مع هذه الخصائص التشغيلية، والانتقال بسرعة من موقع بئر إلى آخر، وتحقيق نشر سريع وكفاءة تشغيل عالية.

مزايا نظام التحكم في المواد الصلبة الطينية من نوع المقطورة

1. كفاءة عالية:يدمج نظام التحكم في المواد الصلبة الطينية المُثبّت على مقطورة مجموعة متنوعة من معدات التحكم المتقدمة في المواد الصلبة، والتي تُجري عمليات فصل ومعالجة متعددة المراحل وعالية الكفاءة للطين. تتم إزالة جميع الشوائب، من حطام الصخور الكبيرة إلى الجسيمات الغروية الدقيقة، بفعالية بواسطة المعدات المُخصصة، مما يُحسّن بشكل كبير من فعالية تنقية الطين. وبالمقارنة مع طرق معالجة الطين التقليدية، مثل الترسيب البسيط، فإن نظام التحكم في المواد الصلبة الطينية المُثبّت على مقطورة قادر على تحقيق درجة أعلى من تنقية الطين في وقت أقصر، مما يُحسّن بشكل كبير من معدل إعادة تدوير الطين ويُقلل من كمية تحضير الطين الجديد، وبالتالي يُحسّن كفاءة عمليات الحفر.

2.قدرة قوية على الحركة:يُعد تصميم المقطورة ميزةً هامةً للنظام. يُركّب نظام التدعيم بالكامل على مقطورة، ما يُتيح نقله بسهولة إلى مواقع العمل المختلفة باستخدام جرار. هذا يجعله مناسبًا بشكل خاص لمشاريع الحفر التي تتطلب تغييرات متكررة في مواقع العمل، مثل الحفر الميداني في المسوحات الجيولوجية، وأعمال العبور الأفقي الاتجاهي في أقسام مختلفة، وغيرها. مقارنةً بمعدات مناولة الطين الثابتة، يُغني نظام التحكم في الطين الصلب المُثبّت على مقطورة عن الحاجة إلى تركيب وتشغيل المعدات المعقدة في كل موقع عمل، مما يُقلل بشكل كبير من وقت تحضير المشروع ويُحسّن مرونة استخدام المعدات وكفاءتها.

3. حماية البيئة الجيدة: في ظل متطلبات حماية البيئة المتزايدة الصرامة اليوم، يتميز نظام التحكم في المواد الصلبة الطينية المُثبّت على المقطورات بأداءٍ متميز في حماية البيئة. فمن خلال فصل ومعالجة الجسيمات الصلبة في الطين بفعالية، يُقلّل النظام من كمية نفايات الطين المُنتجة، ويُقلّل من خطر تلوث التربة والمياه والبيئات الأخرى. كما يُمكن إعادة تدوير الطين المُنقّى، مما يُقلّل من استهلاك مواد طينية جديدة، ويتماشى مع مفهوم التنمية المستدامة. وفي الوقت نفسه، يُمكن جمع النفايات الصلبة المُتولّدة أثناء تشغيل النظام ومعالجتها مركزيًا، مما يُقلّل من التأثير على البيئة. فعلى سبيل المثال، في عمليات الحفر في بعض المناطق الهشة بيئيًا، يُمكن لتطبيق نظام التحكم في المواد الصلبة الطينية المُثبّت على المقطورات أن يحمي البيئة البيئية المحلية بفعالية، ويُجنّب الأضرار البيئية الناجمة عن تصريف الطين غير السليم.

4. القدرة على التكيف على نطاق واسع:يتكيف نظام التحكم في المواد الصلبة الطينية المثبت على مقطورة مع مختلف أنواع عمليات الحفر وخصائص الطين. سواءً كانت عمليات حفر في حقول النفط والغاز، أو حفر الاستكشاف الجيولوجي، أو أعمال التكديس، أو العبور الأفقي الاتجاهي، وما إلى ذلك، يمكن تكوين النظام وتعديله بشكل معقول وفقًا لظروف العمل المحددة وخصائص الطين. بالنسبة للطين ذي الكثافات واللزوجة ومحتويات الطور الصلب المختلفة، يمكن تحقيق نتائج معالجة جيدة باختيار معدات مناسبة للتحكم في المواد الصلبة وضبط معلمات المعدات. على سبيل المثال، عند التعامل مع الطين عالي اللزوجة، يمكن ضمان الفصل الفعال للطين عن طريق زيادة قوة الخلاط وضبط سرعة دوران جهاز الطرد المركزي؛ وعند التعامل مع الطين الذي يحتوي على عدد كبير من جزيئات الرمل، يمكن اختيار جهاز إزالة الرمل بمواصفات أكبر ويمكن زيادة ضغط عمله بشكل مناسب لتحسين كفاءة إزالة الرمال.

5. فعالية عالية من حيث التكلفة:على الرغم من أن الاستثمار الأولي لنظام التحكم في المواد الصلبة الطينية على شكل مقطورة مرتفع نسبيًا، إلا أنه يتميز بفعالية كبيرة من حيث التكلفة على المدى الطويل. فزيادة معدل إعادة تدوير الطين تُقلل من تكلفة شراء مواد طينية جديدة؛ كما تُقلل قدرة المعالجة الفعالة من وقت عملية الحفر وتُقلل من تكلفة العمالة واستئجار المعدات؛ وفي الوقت نفسه، من خلال تقليل مخاطر التلوث البيئي، فإنه يُجنّب الغرامات الباهظة وتكاليف المعالجة التي قد تُتكبد نتيجةً للتلوث البيئي. بالإضافة إلى ذلك، تُقلل الأتمتة العالية للنظام من عدد العمليات اليدوية، وتُقلل من أعطال المعدات وتكاليف الصيانة الناجمة عن العوامل البشرية، وتُحسّن من عمر الخدمة والاستقرار التشغيلي للمعدات، مما يُعزز فعالية التكلفة الإجمالية.

مع التطور المستمر لتكنولوجيا الحفر وتزايد تعقيد بيئة التشغيل، يواجه نظام التثبيت بالأسمنت تحديات عديدة. ففي البيئات الخاصة، يتزايد مستوى أداء وموثوقية نظام التثبيت بالأسمنت؛ وعند مواجهة أنواع مختلفة من سوائل الحفر وظروف التكوين، يجب أن يكون نظام التثبيت بالأسمنت أكثر قدرة على التكيف ودقة.