تركيبة نظام التحكم في المواد الصلبة لسائل الحفر الصلب

إن نظام التحكم في المواد الصلبة لسائل الحفر (أو نظام التحكم في المواد الصلبة) هو نظام دعم حيوي لمنصات التنقيب عن النفط. وتتمثل وظيفته الرئيسية في إزالة الجسيمات الصلبة غير الضرورية من سائل الحفر. وهذا يحافظ على استقرار السوائل ويحسن ظروف عمل المضخة ويزيد من كفاءة الحفر.

إن نظام التحكم في المواد الصلبة لسائل الحفر تتكون بشكل رئيسي من معدات التنقية وخزانات التدوير مع معدات توصيلها. وتشمل المكونات الرئيسية هزازات الصخر الزيتي، وأجهزة تفريغ الغازات التفريغية، وأجهزة إزالة الغازات من الصخور، وأجهزة إزالة الرمال، ومضخات الرمل، وقادوس الطين، والمحرضات، ومسدسات سوائل الحفر، وخطوط الأنابيب المساعدة.

كعنصر مهم في وحدة جهاز الحفر، أصبح تكوين واختيار معدات نظام التحكم في السوائل الصلبة لسوائل الحفر متنوعًا بشكل متزايد. من من منظور هيكل النظام، لم تعد تكوينات المعدات الأصلية قادرة على تلبية احتياجات تكنولوجيا الحفر الحديثة. بالإضافة إلى النظر في التحكم في المواد الصلبة لسوائل الحفر، يجب أن يكون لها أيضًا وظائف مثل إعداد سائل الحفر، والتسليم، والتطهير، والاسترداد، والسلامة، والصيانة، وتصميم التكرار.

يتألف نظام التحكم في المواد الصلبة لسائل الحفر من أجهزة تنقية سائل الحفر المقابلة، المصممة لتلبية متطلبات تنقية سائل الحفر. تشمل أنظمة تنقية سوائل الحفر شائعة الاستخدام أنظمة ذات مرحلتين وثلاث مراحل، بحد أقصى خمس مراحل.

تنقية المرحلة الأولى (إزالة الجسيمات الكبيرة)

يحتوي سائل الحفر الذي يدور عائدًا إلى فوهة البئر من قاع البئر على قطع حفر أكبر. يدخل سائل الحفر إلى شاكر الصخر الزيتي الخزان عبر خط أنابيب التوصيل من فوهة البئر. تقوم الغربال الاهتزازي بفصل قواطع الحفر التي يزيد حجمها عن 74 ميكرومتر، لتكتمل بذلك المرحلة الأولى من التنقية. يجب أن تكون سعة هزاز الصخر الزيتي 100-125% من الإزاحة الكلية القصوى لمضخة الحفر. يتدفق سائل الحفر المنقى من الخزان المخروطي إلى الحجرة التالية.

تنقية المرحلة الثانية والثالثة (إزالة الغازات وإزالة الجسيمات الكبيرة)

أثناء عملية الحفر، يختلط غاز قاع البئر بسائل الحفر، مما يغير كثافته ويؤثر على قدرته على حمل الطين والرمل. عند هذه النقطة، يقوم جهاز إزالة الغازات في غرفة التفريغ بإزالة الغازات الضارة من سائل الحفر، وبالتالي استعادة كثافة سائل الحفر وتثبيت لزوجته. وبذلك تكتمل عملية التنقية الثانوية لسائل الحفر. ثم تضخ مضخة الرمل بعد ذلك سائل الحفر الذي تم تفريغه من الغازات في المصفاة. تفصل المصفاة جزيئات الرمل الأصغر (بحجم 40-100 ميكرومتر) من سائل الحفر، لتكتمل بذلك عملية إزالة الرمال، وهي التنقية الثالثة. يجب أن تكون سعة المعالجة لجهاز إزالة الغازات والمصفاة 100%-125% من الإزاحة الكلية القصوى لمضخة الحفر والدمج.

قم بتركيب خط الشفط الخاص بغرفة التفريغ في المنطقة التي يتم فيها تقليب سائل الحفر بالكامل داخل الخزان، وتجهيزه بشاشة تصفية. تفريغ الغاز المُزال بطريقة اتجاهية. يجب أن يكون منفذ التفريغ في اتجاه الريح، ويجب أن يكون خط التفريغ خط أنابيب صلب، وأن يكون مخرجه على بعد 75 مترًا على الأقل من فوهة البئر.

التنقية الرباعية (إزالة الجسيمات الصغيرة)

سائل الحفر المنقى بواسطة ديساندر يدخل إلى حجرة إزالة الترشيح مباشرةً (أو، حسب الاحتياجات الفعلية، مباشرةً من جهاز إزالة الترشيح إلى الغرف الأخرى عبر خزان سائل الحفر). في غرفة إزالة الترسبات، تسحب مضخة إزالة الترسبات سائل الحفر وتفصل الجسيمات الصغيرة (بحجم 12-74 ميكرومتر)، وبذلك تكتمل المرحلة الرابعة من التنقية. ثم ينقل النظام سائل الحفر المنقى مباشرةً إلى فاصل الطرد المركزي عبر خط أنابيب. يجب أن تتراوح سعة مضخة التنقية من 100% إلى 125% من سعة التفريغ الإجمالية القصوى لمضخة الحفر.

عند تصميم مضخة إزالة الغسيل ومضخة إزالة التصريف، يجب أن تكون خطوط أنابيب المدخل والمخرج قصيرة ومستقيمة. يجب أن يكون مخرج التفريغ الفائض فوق أعلى مستوى سائل في الخزان. يحتاج مدخل خط أنابيب الشفط إلى مصفاة تصفية.

تنقية خماسية المراحل (إزالة الجسيمات)

A جهاز طرد مركزي يتم تركيبه في غرفة الفصل بالطرد المركزي. يتم تغذية سائل الحفر في جهاز الطرد المركزي بواسطة مضخة لولبية. يقوم جهاز الطرد المركزي بفصل الجسيمات الأصغر (بحجم 2-15 ميكرومتر)، وهي المرحلة الخامسة من التنقية. ثم يدخل سائل الحفر المنقى إلى خزان التدوير عبر خزان سائل الحفر. يجب أن تكون إنتاجية جهاز الطرد المركزي 5%-10% من الإزاحة الكلية القصوى لمضخة الحفر.

بالنسبة لظروف الآبار المعقدة وذات المتطلبات العالية، تستخدم عملية الحفر أداء جميع مراحل التنقية الخمس. واعتمادًا على الاحتياجات الفعلية، قد تستخدم العملية أيضًا مرحلة أو أكثر من مراحل التنقية.

تؤثر العقلانية والطبيعة العلمية لتكوين نظام التحكم في المواد الصلبة تأثيرًا مباشرًا على كفاءة الحفر. يمكن للنظام المصمم والمختار بشكل صحيح أن يحسن بشكل كبير من كفاءة الحفر في التشغيل الفعلي.