What is the role of a mud cleaner in a solids control system

تُعدّ منظفات الطين جزءًا لا يتجزأ من نظام التحكم في المواد الصلبة، ويتمثل مفهومها الأساسي في تنقية الطين الناتج أثناء عملية الحفر لإزالة الجزيئات الصلبة منه، مما يضمن أداء الطين وكفاءة الحفر. في مجال حفر النفط، تؤثر كفاءة منظفات الطين بشكل مباشر على تكلفة وسلامة عملية الحفر بشكل عام. إضافةً إلى ذلك، يرتبط أداء منظف الطين ارتباطًا وثيقًا بسرعة الحفر واستقرار البئر. يضمن منظف الطين الفعّال إزالة الجزيئات الصلبة في الوقت المناسب من نظام تدوير سائل الحفر، مما يُجنّب مخاطر الانسداد وانهيار الجدران التي قد تحدث أثناء عملية الحفر.

一.دور منظفات الطين في أنظمة التحكم الصلبة

الهدف الأساسي لنظام التحكم في المواد الصلبة هو تحسين أداء طين الحفر، وإطالة عمر لقمة الحفر، وتقليل تآكل المعدات، وضمان سلاسة عمليات الحفر من خلال فصل وإزالة المواد الصلبة المتولدة أثناء عملية الحفر. يقع منظف الطين عادةً في الطرف الخلفي لنظام تدوير سائل الحفر، بجوار معدات مناولة سائل الحفر. من خلال فصل الجسيمات الصلبة المتولدة أثناء عملية الحفر بكفاءة، يمكن أن يقلل بشكل كبير من محتوى المواد الصلبة في سائل الحفر، مما يحسن سيولة الطين وقدرته الاستيعابية، ويحسن بشكل كبير الكفاءة العامة لنظام التحكم في المواد الصلبة. في نظام التحكم في المواد الصلبة، يمكن تشبيه موقع منظف الطين ودوره بـ"المُرشِّح"، الذي يُصفي الشوائب في سائل الحفر، ويضمن إعادة تدوير سائل الحفر، ويحافظ على استمرارية وسلامة عمليات الحفر.

1. إزالة فعالة لجسيمات الطور الصلب

ال منظف الطين يعمل هذا الجهاز كجهاز "كاسح" لجسيمات الطور الصلب. فهو قادر على التقاط وإزالة جسيمات الطور الصلب الصغيرة التي يغفلها الهزاز الرئيسي بدقة. إذا بقيت هذه الجسيمات الصغيرة في الطين أثناء عمليات الحفر، فقد تتسبب في تآكل شديد للمعدات مثل رؤوس الحفر وأنبوب الحفر والمضخات. يحقق منظف الطين مستوى تنقية عاليًا للغاية من خلال الجمع الذكي بين الإعصار والغربال المهتز. يستخدم الإعصار قوة الطرد المركزي لفصل جسيمات الطور الصلب الأثقل، والتي تُفرّغ من التدفق السفلي. ثم يُفحص التدفق السفلي للإعصار بشكل أكبر بواسطة غربال هزاز لضمان عدم فقدان حتى أدق المواد الصلبة. تقلل هذه العملية المكونة من خطوتين بشكل كبير من محتوى المواد الصلبة في الطين وتحافظ على استقرار وأداء سائل الحفر.

2. المعالجة المسبقة لأجهزة الطرد المركزي

يُعدّ هذا النظام أيضًا "مساعدًا" قويًا لجهاز الطرد المركزي. يُجري مُنظّف الطين مُعالجةً مُسبقةً للطين، ويُخفّف من عبء عمل جهاز الطرد المركزي. بإزالة مُعظم جزيئات المواد الصلبة مُسبقًا، يُتيح لجهاز الطرد المركزي التركيز على مهام فصل أدق. لا يُحسّن هذا التآزر كفاءة الفصل الكلية لنظام التحكم في المواد الصلبة فحسب، بل يضمن أيضًا جودة عالية لسائل الحفر. بدون المعالجة المُسبقة المُناسبة بواسطة مُنظّف الطين، سيُثقل كاهل جهاز الطرد المركزي بحمولة المواد الصلبة الزائدة، مما يُؤدي إلى انخفاض الكفاءة واحتمالية حدوث أضرار.

3.تنظيم أداء الطين

من الأدوار الرئيسية لمنظف الطين تنظيم أداء الطين، إذ يساعد على استقرار كثافة ولزوجة ومحتوى الرمل في سائل الحفر. تختلف متطلبات أداء الطين باختلاف مراحل الحفر. على سبيل المثال، في مرحلة الحفر الأولية، قد يلزم استخدام طين ذي لزوجة منخفضة لضمان سلاسة قطع لقمة الحفر في التكوين؛ ومع ازدياد عمق الحفر وزيادة ضغط التكوين، من الضروري زيادة كثافة ولزوجة الطين بشكل مناسب لموازنة ضغط التكوين ومنع الانفجارات. ومن خلال إزالة جزيئات الطور الصلب بدقة، يمكن لمنظف الطين ضبط مؤشرات أداء الطين المختلفة بمرونة، بحيث يكون مناسبًا دائمًا لظروف الحفر الحالية، ويضمن سير عمليات الحفر بأمان وكفاءة.

4. ضمان سلامة الحفر

إذا تراكمت جزيئات الطور الصلب في الطين بكميات كبيرة، فمن السهل جدًا أن تُسبب ظروفًا معقدة في قاع البئر، مثل توقف الحفر وانهيار البئر وحوادث أخرى. منظف الطين يتجنب منظف الطين هذه المخاطر بفعالية من خلال إزالة جزيئات الطور الصلب باستمرار وبكفاءة عالية، والحفاظ على أداء جيد للطين. يضمن الطين المستقر التشغيل الطبيعي لرأس الحفر، وينقل شظايا الصخور إلى السطح مع مرور الوقت، ويمنع تراكمها في قاع البئر، مما يُرسي أساسًا متينًا لحفر البئر بسلاسة. في ظروف التشغيل الصعبة، مثل الحفر في أعماق البحار والحفر في التكوينات المعقدة، يتزايد دور منظف الطين في السلامة والأمان، مما يوفر راحة بال أكبر في كل مرة حفر، ويساعد أعمال التعدين على التقدم بثبات.

باختصار، أصبح منظف الطين عضوًا أساسيًا لا غنى عنه في نظام التحكم في المواد الصلبة بفضل أدائه الممتاز في إزالة جزيئات الطور الصلب، والمعالجة المسبقة بالطرد المركزي، وتنظيم أداء الطين وضمان سلامة الحفر، وقد كان يرافق جميع أنواع المشاريع التي تنطوي على معالجة الطين.

ثالثا.كيف يعمل منظف الطين

عندما يدخل الملاط الذي يحتوي على جسيمات الطور الصلب إلى الإعصار بشكل مماسي من المدخل عند ضغط معين، فإنه سيشكل تدفق سائل دوار عالي السرعة داخل الإعصار. أثناء الدوران عالي السرعة، وبسبب قوة الطرد المركزي، تتعرض جسيمات الطور الصلب في الملاط لقوة طرد مركزي خارجية، بينما يتعرض الطور السائل لقوة طرد مركزي صغيرة نسبيًا. تحت تأثير قوة الطرد المركزي، يشكل الملاط إعصارًا داخليًا وخارجيًا في الإعصار. يتم تركيز جسيمات الطور الصلب في الإعصار الخارجي وفصلها باستمرار أثناء التدفق الهابط، وأخيراً يتم تفريغها من منفذ التدفق السفلي للإعصار؛ يتدفق الطور السائل في الإعصار الداخلي من منفذ الفائض للإعصار ويدخل عملية المعالجة اللاحقة. سيدخل خليط الجسيمات الصلبة وجزء من الطور السائل المفرغ من مخرج الإعصار السفلي إلى الشاشة المهتزة لمزيد من المعالجة. تُنتج غربال الاهتزاز اهتزازات عالية التردد بواسطة محرك أو جهاز تشغيل آخر، مما يُحدث اهتزازات سطح الغربال لأعلى ولأسفل أو أفقيًا. يُؤدي هذا الاهتزاز إلى قفز وانزلاق جزيئات الخليط المتساقطة على سطح الغربال، مما يُحسّن من ملامسة الجزيئات لشبكة الغربال، ويرفع من كفاءة الغربال.

من خلال الجمع العضوي بين الفصل الطارد المركزي للاعصار وعمل غربلة الشاشة المهتزة، يقوم منظف الطين أولاً بفصل معظم جزيئات الطور الصلب في البداية بواسطة الإعصار، ثم يقوم الشاشة المهتزة بغربلة التدفق السفلي للإعصار بدقة، مما يحقق كفاءة عالية في فصل وإزالة جزيئات الطور الصلب في الطين، وذلك لتحقيق الغرض من تنظيف الطين، وضمان أداء وجودة سوائل الحفر، وتلبية احتياجات عمليات الحفر.

三.مزايا منظف الطين

1. قدرة تنقية عالية الكفاءة

الميزة الأساسية لـ منظف الطين تتميز هذه الوحدة بكفاءة تنقية ممتازة، حيث يمكنها معالجة جميع أنواع جزيئات الطور الصلب في الطين بدقة، من الطمي الناعم إلى شظايا الصخور الكبيرة، دون إغفال أي منها. وبالمقارنة مع معدات الترشيح الأحادية التقليدية، تعتمد هذه الوحدة على نظام معالجة ثنائي المراحل يجمع بين الإعصار والغربال المهتز، مما يُحسّن بشكل كبير من فعالية التنقية. يستخدم الإعصار قوة الطرد المركزي لدفع معظم جزيئات الطور الصلب الأثقل نحو الجدار الخارجي وخارج فتحة التدفق السفلي، بينما يُحسّن الغربال المهتز تدفق الإعصار السفلي بدقة، مما يضمن صعوبة التخلص حتى من أصغر شوائب الطور الصلب.

2. توفير مساحة كبيرة

في جميع أنواع مواقع الهندسة، غالبًا ما يخضع تصميم المساحة لقيود عديدة، وخاصةً في سيناريوهات خاصة مثل منصات الحفر البحرية، وأعمال البناء تحت الأرض في المناطق الحضرية، وما إلى ذلك، حيث تُعد قيود المساحة مشكلة شائعة. عادةً ما يدمج التصميم المدمج لجهاز تنظيف الطين الإعصار والغربال المهتز وأنابيب التوصيل ومكونات التحكم ذات الصلة في وحدة مستقلة نسبيًا. هذا الهيكل الثلاثي الميزات، مقارنةً بالترتيب المنفصل للإعصار والغربال المهتز وغيرها من المعدات، يوفر مساحة كبيرة.

3. قدرة ممتازة على التكيف

تختلف خصائص الطين ومتطلبات معالجته باختلاف المجالات الهندسية والظروف الجيولوجية ومراحل البناء. بفضل تصميمه المرن، يتميز جهاز تنظيف الطين بمرونة عالية. فمن ناحية، يتكيف بدقة مع ظروف الطين المختلفة عن طريق ضبط ضغط عمل الإعصار واستبدال الشاشة الاهتزازية بشبكة مختلفة وفقًا لكثافة الطين ولزوجته ومحتوى الطور الصلب وغيرها من معاييره. في استخراج النفط، تتغير طبيعة الطين مع زيادة عمق الحفر وتغير ظروف التكوين، ويمكن لجهاز تنظيف الطين تعديل معاييره تلقائيًا، ومعالجة الطين بكفاءة عالية ومتواصلة.

4.متين واقتصادي

من منظور تكاليف التشغيل طويلة الأجل، تتميز أجهزة تنظيف الطين بمزايا هامة. أولًا، هيكلها الرئيسي مصنوع في الغالب من فولاذ عالي القوة وسبائك مقاومة للتآكل، مما يجعلها قادرة على تحمل تآكل المواد المسببة للتآكل في الطين والصدمات المتكررة لجسيمات الطور الصلب. على سبيل المثال، عادةً ما يُغطى جدارها الداخلي بطلاء خاص مقاوم للتآكل أو بطانة سيراميكية، لضمان استمرار عملها بكفاءة حتى مع الدوران عالي السرعة لفترات طويلة ومعالجة عدد كبير من جسيمات الطور الصلب، مما يقلل من التآكل والتلف الناتج عن الحاجة إلى استبدال مكونات المعدات بشكل متكرر.

مجالات تطبيق منظفات الطين

1. استخراج النفط والغاز

في مشاريع حفر النفط والغاز، بدءًا من حفر الآبار العميقة في البر وصولًا إلى التعدين في أعماق البحار، يُخرج كل مثقاب حفر عميقًا في الأرض كمية كبيرة من طين الحفر المختلط بشظايا الصخور والطمي. في هذه العملية، يستخدم منظف الطين قدرته عالية الكفاءة على التنقية لإزالة جزيئات الطور الصلب بدقة من الطين، وضمان أداء مستقر لسائل الحفر. من ناحية، يمنع هذا المنظف جزيئات الطور الصلب من التآكل المفرط لرؤوس الحفر وأنابيب الحفر وغيرها من معدات قاع البئر، مما يُطيل عمر المعدات ويُقلل التكاليف الباهظة المرتبطة باستبدالها بشكل متكرر. من ناحية أخرى، يُساعد أداء الطين المستقر على الحفاظ على استقرار جدار البئر، مما يُقلل من احتمالية انهيار البئر، وتوقف الحفر، وغيرها من حوادث قاع البئر المعقدة، مما يضمن استمرار عمليات الحفر بأمان وكفاءة، ويحمي استخراج موارد النفط والغاز القيّمة.

2. بناء المباني

في مرحلة رصّ أساسات مشاريع البناء الضخمة، كالمباني الشاهقة والجسور، يلزم حقن كمية كبيرة من الطين في الأرض للمساعدة في بناء أساسات الركائز. منظف الطين يمكن تنظيف الشوائب الموجودة في الطين في الوقت الفعلي للحفاظ على اللزوجة والكثافة المناسبة، وضمان إمكانية تداول الطين بسلاسة، وإخراج بقايا النفايات الناتجة عن عملية التكديس من الأرض في الوقت المناسب لتجنب التراكم في ثقوب الأكوام، مما يؤثر على جودة وتقدم بناء أساس الأكوام.

3.التعدين

في عملية التعدين، سواءً في منجم مفتوح أو تحت الأرض، يُنتج استخراج الخام ونقله كميات كبيرة من مخلفات التعدين الملاطية المحتوية على الخبث وبقايا الصخور. يُمكن لمنظف المخلفات الملاطية المُستخدم في معالجة المخلفات فصل المخلفات الصلبة بفعالية، مما يُساعد على استعادة الموارد المعدنية المتاحة، وتقليل هدر الموارد، وتحسين المنافع الاقتصادية للمناجم. ومن ناحية أخرى، يُمكن إعادة تدوير مياه المخلفات بعد تنقية المخلفات، مما يُقلل من استهلاك موارد المياه في المناجم، ويُقلل في الوقت نفسه من تلوث المخلفات الملاطية غير المُعالجة التي تُصرف مباشرةً في التربة والمسطحات المائية المجاورة، مما يُساهم في تحقيق التنمية المستدامة لقطاع التعدين.

4. تقنية البناء بدون حفر

يتميز منظف الطين بتصميمه الهيكلي المدمج، وقدرته العالية على التكيف والمرونة. فهو يعمل بكفاءة في المساحات المحدودة، ويتعامل بدقة مع الطين الناتج عن عملية البناء، ويزيل جزيئات الطور الصلب في الوقت المناسب، ويمنع تراكم الطين في الأنابيب والأنفاق، ويضمن سير العمل بسلاسة، ويقلل من تأثيره على حركة المرور في المدينة وحياة السكان، ويساهم بشكل فاعل في بناء البنية التحتية الحضرية.

5. بناء نفق الدرع

في حفر الأنفاق، تُقطع آلة الدرع كميات كبيرة من التربة لإنتاج طين الدرع، وهو منظف طين كأداة بناء درع، ويؤدي مهمة تنقية الطين المهمة. يفصل جزيئات الأوساخ في الملاط بفعالية، مما يسمح بإعادة تدوير الملاط بشكل متكرر لتبريد قاطع آلة الدرع، وتحسين الأوساخ، وغيرها من العمليات. هذا لا يضمن فقط التشغيل المستقر لآلة الدرع، بل يحسن كفاءة الحفر، ويقلل أيضًا من تكلفة تحضير الملاط الجديد، ويقلل من انبعاثات الملاط في موقع البناء، ويوفر دعمًا قويًا للبناء السريع والصديق للبيئة لمشروع النفق.