what equipments are in a solids control system？

في عمليات حفر النفط والغاز، تلعب معدات نظام التحكم في المواد الصلبة دورًا محوريًا. فهي قادرة على إزالة الجسيمات الصلبة من سوائل الحفر بفعالية، والحفاظ على أداء مستقر لها، وتحسين كفاءة الحفر، وخفض تكاليفه، وضمان عمليات حفر آمنة. في هذه الورقة، سنناقش المعرفة ذات الصلة بنظام التحكم في المواد الصلبة لمساعدة القراء على فهم هذه المعدات المهمة للحفر فهمًا كاملًا.

 نظرة عامة على نظام الأسمنت

التعريف والدور

نظام التحكم الصلب، المعروف باسم نظام التحكم الصلب (Solid Control)هي مجموعة من المعدات تُستخدم لمعالجة الجسيمات الصلبة في سائل الحفر. وتشمل وظائفها الرئيسية ما يلي:

1. إزالة الجسيمات الصلبة مثل رقائق الصخور والطين والرمل من سوائل الحفر، وتحسين نظافة سوائل الحفر.
2. الحفاظ على الأداء المستقر لسائل الحفر، مثل الكثافة، واللزوجة، وفقدان المياه، وما إلى ذلك.
3. تقليل استهلاك سائل الحفر وخفض تكلفة الحفر.
4. حماية معدات الحفر وإطالة عمر خدمة المعدات.

عناصر

يتكون نظام التحكم الصلب عادةً من الأجزاء الرئيسية التالية:

1. الشاشة المهتزة: هي خط الدفاع الأول لنظام التحكم في المواد الصلبة وتستخدم لفصل الجزيئات الأكبر من شظايا الصخور.
2. مزيل الرمال والطمي: لإزالة المزيد من جزيئات الرمل والطين الناعمة من سائل الحفر.
3. أجهزة الطرد المركزي: قادرة على فصل الجسيمات الصلبة الدقيقة والمواد الغروية من سائل الحفر.
4. المحركات والخلاطات: تضمن خلط سائل الحفر بالتساوي في النظام وتمنع ترسب الجزيئات الصلبة.
5. خزانات الطين: لتخزين وتوزيع سوائل الحفر.
6. نظام التحكم: التحكم الآلي ومراقبة كل معدات نظام التحكم الصلب.

مقدمة تفصيلية لمعدات نظام التحكم الصلب

شاشة اهتزازية

1. مبدأ العمل

تُولّد غربال الاهتزاز اهتزازات عالية التردد بفضل قوة الإثارة التي يُولّدها محرك الاهتزاز، ما يُولّد شبكة الغربال اهتزازات عالية التردد. عندما يتدفق سائل الحفر عبر الغربال، يُحتجز الجسيمات الصلبة، بينما يتدفق سائل الحفر النظيف عبر الغربال إلى معدات المعالجة التالية.

2. الأنواع والخصائص

(1) شاشة اهتزازية خطية: ذات بنية بسيطة وقدرة معالجة كبيرة، وهي مناسبة لمعالجة رقائق الصخور ذات الجسيمات الكبيرة.

(2) شاشة اهتزازية بيضاوية: مع تأثير غربلة أفضل وقدرة معالجة أعلى، فهي مناسبة لمعالجة رقائق الصخور بأحجام جزيئات مختلفة.

(3) شاشة اهتزازية عالية التردد: مع تردد اهتزاز عالي، يمكنها فصل رقائق الصخور ذات الجسيمات الدقيقة بشكل فعال.

3. المعلمات الرئيسية

(1) مساحة الشاشة: تحدد قدرة معالجة الشاشة المهتزة.

(2) تردد الاهتزاز وسعته: يؤثر على تأثير الغربلة وقدرة المعالجة.

(3) قوة المحرك: تحدد استقرار التشغيل وموثوقية الشاشة الاهتزازية.

مزيل الرمل ومزيل الطمي

1 مبدأ العمل

يستخدم جهاز إزالة الرمل والطين قوة الطرد المركزي لفصل جزيئات الرمل والطين الناعمة عن سائل الحفر. يولّد سائل الحفر قوة طرد مركزي في الإعصار الدوار عالي السرعة، فتُقذف الجزيئات الصلبة إلى جدار الوعاء بفعل قوة الطرد المركزي، ثم تنزلق على طول الجدار لتصريفها من فتحة التدفق السفلية، بينما يتدفق سائل الحفر النظيف من فتحة الفائض.

2. الأنواع والخصائص

(1) جهاز إزالة الرمل: يستخدم بشكل أساسي لإزالة جزيئات الرمل الخشنة في سائل الحفر، مع قدرة معالجة كبيرة.

(2) مزيل الطين: يستخدم لإزالة جزيئات الرمل والطين الناعمة في سائل الحفر، مع قدرة معالجة صغيرة نسبيًا.

3. المعلمات الرئيسية

(1) قدرة المعالجة: تعتمد على قطر وعدد الأعاصير ومعدل تدفق سائل الحفر.

(2) حجم جسيمات الفصل: يشير إلى أصغر حجم للجسيمات التي يمكن فصلها بواسطة مزيل الرمل ومزيل الطين.

(3) فقدان الضغط: يعكس الطاقة استهلاك المعدات أثناء التشغيل.

 أجهزة الطرد المركزي

1. مبدأ التشغيل

يفصل جهاز الطرد المركزي الجسيمات الصلبة والمواد الغروانية في سائل الحفر باستخدام قوة الطرد المركزي الناتجة عن الدوران عالي السرعة. يدور سائل الحفر بسرعة عالية داخل أسطوانة جهاز الطرد المركزي، وتُقذف الجسيمات الصلبة إلى جدار الأسطوانة بفعل قوة الطرد المركزي، ثم تُفرّغ من جهاز الطرد المركزي بفعل ناقل لولبي، بينما يتدفق سائل الحفر النظيف من فتحة الفائض.

2. الأنواع والخصائص

(1) أجهزة الطرد المركزي ذات التفريغ اللولبي الأفقي: هيكل مضغوط، قدرة معالجة كبيرة، مناسبة لمعالجة الجسيمات الصلبة ذات أحجام الجسيمات المختلفة.

(2) أجهزة الطرد المركزي ذات التفريغ اللولبي الرأسي: صغيرة الحجم، وسهلة التركيب، ومناسبة للتعامل مع معدل تدفق صغير لسائل الحفر.

3. المعلمات الرئيسية

(1) سرعة الطبلة: تحدد تأثير الفصل وسعة المعالجة لجهاز الطرد المركزي.

(2) عامل الفصل: يشير إلى نسبة القوة الطاردة المركزية التي تولدها أجهزة الطرد المركزي والجاذبية، وهو مؤشر مهم لقياس أداء أجهزة الطرد المركزي.

(3) قدرة المعالجة: تعتمد على حجم الأسطوانة وسرعة الدوران وطبيعة سائل الحفر في جهاز الطرد المركزي.

 محرك وخلاط

1. مبدأ العمل

يُنتج المُحرِّك والخلاط تأثير تحريك وخلط قوي لسائل الحفر في خزان الطين، وذلك بواسطة شفرات دوارة أو مراوح. هذا يمنع ترسب الجسيمات الصلبة، ويضمن تجانس سائل الحفر واستقراره.

2. الأنواع والخصائص

(1) المحرك الميكانيكي: هيكل بسيط، تشغيل موثوق، قابل للتطبيق على خزانات الطين بأحجام مختلفة.

(2) الخلاط الهوائي: يستخدم الهواء المضغوط كمصدر للطاقة، مع مقاومة الانفجار، وعدم التلوث وغيرها من المزايا.

(3) الخلاط: يستخدم عادة بالاشتراك مع المحرك، حيث يمكنه خلط مختلف المواد المضافة في سائل الحفر بشكل أسرع وأكثر توازناً.

3. المعلمات الرئيسية

(1) قوة التحريك: تحدد قوة التحريك وسعة المعالجة للمحرك.

(2) سرعة الدوران: تؤثر على تأثير التحريك وسرعة الخلط.

(3) قطر المكره: يرتبط بقوة الخلط وسعة المعالجة.

 خزان الملاط

1. الوظيفة والبنية

خزان الطين هو جهاز يُستخدم لتخزين وتدوير سائل الحفر في نظام التحكم في المواد الصلبة. يتكون عادةً من جسم الخزان، والحاجز، وقاعدة تثبيت المُحرك، وأنابيب الإدخال والإخراج، وأجزاء أخرى. يجب أن يلبي التصميم الهيكلي لخزان الطين متطلبات تخزين سائل الحفر، وتحريكه، وتدويره، وتصريفه.

2. الأنواع والخصائص

(1) خزان الطين الفولاذي: قوة عالية، متانة جيدة، مناسب لجميع أنواع بيئة العمل القاسية.

(2) خزان الطين المصنوع من البلاستيك المقوى بألياف الزجاج (FRP): خفيف الوزن، ومقاوم للتآكل، وسهل التركيب، ومناسب لمنصات الحفر البحرية وغيرها من المناسبات.

3. المعلمات الرئيسية

(1) الحجم: يحدد كمية سائل الحفر التي يمكن تخزينها في خزان الطين.

(2) ضغط العمل: يعكس سعة خزان الطين أثناء التشغيل.

(3) قطر أنبوب المدخل والمخرج: يؤثر على معدل تدفق وسرعة سائل الحفر.

 نظام التحكم

1. الدور والوظيفة

يُعد نظام التحكم الجزءَ الأساسي لنظام التحكم في المواد الصلبة، حيث يُجري عمليات تحكم ومراقبة آلية لمعدات النظام لضمان استقراره. وعادةً ما يقوم نظام التحكم بالوظائف التالية:

(1) التحكم في بدء/إيقاف المعدات: تحقيق عملية بدء/إيقاف تشغيل المعدات عن بعد لنظام التحكم الصلب.

(2) مراقبة المعلمات وتعديلها: مراقبة معلمات نظام التحكم الصلب في الوقت الفعلي، مثل تدفق سائل الحفر، والضغط، والكثافة، وما إلى ذلك، وضبطها حسب الحاجة.

(3) إنذار الخطأ والتشخيص: عندما تفشل المعدات، يمكن لنظام التحكم إرسال إشارات إنذار وإجراء تشخيص الخطأ في الوقت المناسب، بحيث يمكن لموظفي الصيانة إزالة الخطأ بسرعة.

2. الأنواع والخصائص

(1) نظام التحكم المركزي: يتم تركيز جميع معدات نظام التحكم الصلب في غرفة التحكم من أجل التحكم والتشغيل المريح والإدارة المركزية.

(2) نظام التحكم الموزع: يتم تركيب نظام التحكم في كل جهاز بطريقة لامركزية، من خلال الشبكة للاتصال والتحكم المنسق، مع موثوقية ومرونة أعلى.

 اختيار وتكوين معدات نظام التحكم الصلب

 مبادئ الاختيار

1. اختيار المعدات المناسبة من نظام التحكم الصلب وفقا لعملية الحفر وطبيعة سائل الحفر.
2. 3. مراعاة عوامل مثل قدرة المعالجة، وتأثير الفصل، والموثوقية، وتكلفة صيانة المعدات. 3. اتباع معايير وسلسلة المعدات.
3. اتبع مبادئ التوحيد القياسي والتسلسل والتعميم لتسهيل تركيب المعدات وتشغيلها وصيانتها.
4. الجمع مع الوضع الفعلي لموقع الحفر، مثل حجم الموقع، وإمدادات الطاقة، وظروف المياه، وما إلى ذلك، لاختيار النوع المناسب ومواصفات المعدات.

 مخطط التكوين

1. فريق الحفر الصغير: يعتمد عادة على تكوين نظام التحكم الصلب البسيط، بما في ذلك المعدات الأساسية مثل الشاشة الاهتزازية، وجهاز إزالة الرمال، وجهاز إزالة الطين.
2. فريق الحفر متوسط الحجم: يمكن تكوينه بنظام تحكم صلب أكثر اكتمالاً، بما في ذلك الشاشة الاهتزازية، وجهاز إزالة الرمال، وجهاز إزالة الطين، وجهاز الطرد المركزي، وجهاز التحريك وخزان الطين وغيرها من المعدات.
3. فريق الحفر الكبير أو منصة الحفر البحرية: تحتاج إلى تكوين نظام التحكم الصلب عالي الأداء، بما في ذلك الشاشة الاهتزازية متعددة المراحل، وجهاز إزالة الرمال عالي الكفاءة، ومزيل الطين، وأجهزة الطرد المركزي، ونظام التحكم التلقائي وغيرها من المعدات المتقدمة.

صيانة وصيانة معدات نظام التحكم الصلب

 الصيانة اليومية

1. التحقق بانتظام من حالة تشغيل المعدات، مثل ما إذا كانت شبكة الشاشة للشاشة المهتزة مكسورة أم لا، وما إذا كان إعصار مزيل الرمل ومزيل الطمي مسدودًا أم لا، وما إذا كانت أسطوانة الطرد المركزي مهترئة أم لا، إلخ.
2. الحفاظ على المعدات نظيفة وصحية، وتنظيف الزيت والأشياء المتنوعة الموجودة على سطح المعدات في الوقت المناسب.
3. التحقق من تزييت المعدات، وإضافة زيت التشحيم والشحم بانتظام.
4. فحص النظام الكهربائي للمعدات للتأكد من التشغيل الطبيعي للمعدات الكهربائية.

 الصيانة الدورية

1. إجراء الصيانة الدورية والشاملة والإصلاح للمعدات وفقًا لدليل التعليمات الخاص بالمعدات.
2. استبدال الأجزاء التي تعرضت للتآكل الشديد، مثل شبكة الشاشة للشاشة المهتزة، وإعصار جهاز إزالة الرمل والطمي، والناقل اللولبي لجهاز الطرد المركزي.
3. إجراء معالجة مضادة للتآكل على المعدات لإطالة عمرها التشغيلي.
4. معايرة وتصحيح أخطاء نظام التحكم لضمان دقة وموثوقية النظام.

 اتجاه تطوير معدات نظام التحكم الصلب

ذكي: مع التطور المستمر لتكنولوجيا الأتمتة وتكنولوجيا المعلومات، ستصبح معدات أنظمة التحكم في المواد الصلبة أكثر ذكاءً. سيتمتع نظام التحكم في المواد الصلبة المستقبلي بمراقبة آلية، وتحكم تلقائي، و... وظائف التحكم وتشخيص الأخطاء والصيانة عن بعد، مما يُمكّن من التشغيل دون مراقبة، ويُحسّن كفاءة الحفر وسلامته. كفاءة عالية: لتلبية الطلب المتزايد على الحفر، ستواصل معدات نظام التدعيم تحسين قدرة المعالجة وتأثير الفصل. ستعتمد الغربالات الاهتزازية، وجهاز إزالة الرمل، وجهاز إزالة الطين، وجهاز الطرد المركزي الجديد على تقنيات وتصميمات هيكلية أكثر تطورًا، مما يُمكّن من إزالة الجسيمات الصلبة في سائل الحفر بسرعة وفعالية أكبر. حماية البيئة: مع التحسين المستمر للوعي البيئي، ستُولي معدات نظام التحكم في المواد الصلبة اهتمامًا أكبر للأداء البيئي. سيستخدم نظام التحكم في المواد الصلبة المستقبلي عمليات ومواد معالجة أكثر مراعاةً للبيئة للحد من تلوث البيئة. وفي الوقت نفسه، ستُولي معدات نظام التحكم في المواد الصلبة اهتمامًا أكبر لإعادة تدوير الموارد وخفض تكاليف الحفر.

 

تُعد معدات نظام التحكم في المواد الصلبة من المعدات الأساسية والهامة في عمليات حفر النفط والغاز. ومن خلال الفهم المتعمق لمعدات نظام التحكم في المواد الصلبة، يُمكننا اختيار هذه المعدات وتكوينها وصيانتها واستخدامها بشكل أفضل، مما يُحسّن كفاءة الحفر، ويُقلل تكاليفه، ويضمن سلامة عمليات الحفر. ومع التقدم التكنولوجي المستمر، ستواصل معدات نظام التثبيت الأسمنتي تطويرها نحو الذكاء والكفاءة العالية وحماية البيئة، مما يُسهم بشكل أكبر في التنمية المستدامة لصناعة النفط والغاز.