إن مثقاب PDM (مثقاب محرك الإزاحة التدريجي) هو نوع من أدوات الحفر الكهربائية في قاع البئر التي تعتمد على سائل الحفر لتحويل الطاقة الهيدروليكية إلى طاقة ميكانيكية. يتضمن مبدأ التشغيل استخدام مضخة الطين لنقل الطين من خلال صمام جانبي إلى المحرك، حيث يتم إنشاء فرق الضغط عند مدخل ومخرج المحرك. هذا التفاضل يدفع الدوار للدوران حول محور الجزء الثابت، مما يؤدي في النهاية إلى نقل سرعة الدوران وعزم الدوران من خلال المفصل العالمي وعمود القيادة إلى لقمة الحفر، مما يسهل عمليات الحفر الفعالة.
المكونات الرئيسية
يتكون تمرين PDM من أربعة مكونات أساسية:
- تجاوز صمام: يتكون الصمام الالتفافي من جسم الصمام، وغطاء الصمام، وقلب الصمام، والزنبرك، ويمكنه التبديل بين الحالات الالتفافية والمغلقة لضمان تدفق الطين عبر المحرك وتحويل الطاقة بشكل فعال. عندما يصل تدفق الطين والضغط إلى القيم القياسية، يتحرك قلب الصمام لأسفل لإغلاق منفذ الالتفافية؛ إذا كان التدفق منخفضًا جدًا أو توقفت المضخة، يقوم الزنبرك بدفع قلب الصمام لأعلى، مما يفتح المجازة.
- محرك: يتكون من الجزء الثابت والدوار، الجزء الثابت مبطن بالمطاط، في حين أن الجزء الدوار عبارة عن برغي ذو قشرة صلبة. يشكل الارتباط بين العضو الدوار والجزء الثابت غرفة إغلاق حلزونية، مما يتيح تحويل الطاقة. يؤثر عدد الرؤوس الموجودة على الدوار على العلاقة بين السرعة وعزم الدوران: يوفر الدوار ذو الرأس الواحد سرعة أعلى ولكن عزم دوران أقل، في حين أن الدوار متعدد الرؤوس يفعل العكس.
- المشتركة العالمية: يقوم هذا المكون بتحويل الحركة الكوكبية للمحرك إلى دوران المحور الثابت لعمود القيادة، ونقل عزم الدوران والسرعة المتولدة إلى عمود القيادة، المصمم عادةً بأسلوب مرن.
- محرك رمح: يقوم بنقل الطاقة الدورانية للمحرك إلى لقمة الحفر مع تحمل الأحمال المحورية والقطرية الناتجة عن ضغط الحفر. لقد حصل هيكل عمود الإدارة الخاص بنا على براءة اختراع، مما يوفر عمرًا أطول وقدرة تحميل أعلى.
متطلبات الاستخدام
لضمان حسن سير عمل مثقاب PDM، يجب اتباع المتطلبات التالية:
- متطلبات سوائل الحفر: يمكن أن يعمل المثقاب PDM بكفاءة مع أنواع مختلفة من طين الحفر، بما في ذلك الطين القائم على النفط، والمستحلب، وحتى المياه العذبة. لزوجة وكثافة الطين تأثير ضئيل على المعدات، ولكنها تؤثر بشكل مباشر على ضغط النظام. يجب أن يبقى محتوى الرمل في الطين أقل من 1% لمنع التأثيرات السلبية على أداء الأداة. يحتوي كل نموذج من نماذج الحفر على نطاق تدفق مدخلات محدد، وعادة ما توجد الكفاءة المثلى عند منتصف هذا النطاق.
- متطلبات ضغط الطين: عند تعليق المثقاب، يظل انخفاض الضغط عبر الطين ثابتًا. عندما تلامس لقمة الحفر القاع، يزداد ضغط الحفر، مما يؤدي إلى ارتفاع ضغط دوران الطين وضغط المضخة. يمكن للمشغلين استخدام الصيغة التالية للتحكم:
ضغط مضخة البت = ضغط مضخة التدوير + انخفاض ضغط تحميل الأداة
يشير ضغط مضخة الدوران إلى ضغط المضخة عندما لا يكون المثقاب على اتصال بالقاع، وهو ما يُعرف باسم ضغط المضخة خارج القاع. عندما يصل ضغط مضخة البت إلى الحد الأقصى للضغط الموصى به، يقوم المثقاب بتوليد عزم الدوران الأمثل؛ الزيادات الإضافية في ضغط الحفر ستؤدي إلى رفع ضغط المضخة. إذا تجاوز الضغط الحد الأقصى للتصميم، فمن الضروري تقليل ضغط الحفر لمنع تلف المحرك.
خاتمة
باختصار، ترتبط متطلبات التصميم والتشغيل لتمرين PDM ارتباطًا وثيقًا. ومن خلال التحكم الفعال في تدفق الطين، والضغط، وخصائص الطين، يمكن للمرء ضمان عمليات الحفر الفعالة والآمنة. إن فهم وإتقان هذه المعلمات الأساسية يمكن أن يعزز بشكل كبير كفاءة وسلامة أنشطة الحفر.
وقت النشر: 18 أكتوبر 2024
