أنواع مضخات حقول النفط: من الحفر إلى النقل السطحي

1. الحفر: مضخات الطين الرئيسية ومضخات الدعم

تضخّ مضخة طين الحفر الرئيسية سائل الحفر عبر عمود الحفر وتعيده عبر الحلقة الحلقية للبئر. تصاميم التريبلكس الترددية خيار راسخ لهذا واجب الضغط. تظهر مضخات الطرد المركزي أيضًا حول نظام الطين، حيث تتولى واجبات نقل أو تغذية خلط أو شحن مناسبة.

للاستبدال، بيّن أي دائرة تخدمها المضخة. أدرج التدفق والضغط وكثافة الطين وريولوجيته والمواد الصلبة وإمداد المدخل وسجل التآكل. يحتاج واجب نقل الخزان وواجب تدوير عمود الحفر الرئيسي اختيارين منفصلين.

مراجع المعدات: مضخات سوائل الحفر من NOV وكتيّب معالجة السوائل (PDF).

2. الإنتاج: مضخات آبار النفط والرفع الاصطناعي

يضيف الرفع الاصطناعي طاقة عندما لا يستطيع البئر تحقيق الإنتاج المطلوب بالتدفق الطبيعي. تشمل أنظمة الضخ الشائعة:

• المضخة الغاطسة الكهربائية (ESP): مراحل طرد مركزي متعددة يدفعها محرك كهربائي داخل البئر.
• مضخة قضيب المص: يدفع محرك سطحي تردديًا سلسلة قضبان متصلة بمضخة مكبس وصمام داخل البئر. وحدة الضخ المألوفة (pumpjack) جزء من هذا النظام.
• مضخة التجويف التقدّمي (PCP): يعمل دوّار حلزوني دوّار داخل جزء ثابت. بحسب النظام، قد يكون الدفع على السطح أو داخل البئر.

رفع الغاز طريقة رفع اصطناعي أخرى، لكنها ترفع السائل بإدخال غاز وليس باستخدام إحدى مضخات السوائل هذه. رفع المكبس أيضًا طريقة رفع بئر منفصلة؛ ولا ينبغي خلطها بمضخة حقن مكبسية سطحية.

تشرح نظرة SLB العامة على الرفع الاصطناعي هذه الأنظمة. يبدأ الاختيار بهندسة البئر ونطاق الإنتاج والغاز والمواد الصلبة والطاقة ومتطلبات التدخل.

3. المعالجة السطحية: حدّد مجرى السائل

بمجرد وصول السوائل إلى السطح، يُنشئ الفصل والمعالجة مجاري مختلفة: نفط خام وماء ومستحلبات وحمأة مجمّعة. حدّد المجرى عند مدخل المضخة بدل الاختيار من تسمية «النفط والغاز».

• مضخات الطرد المركزي: مرشّحة لكثير من واجبات التجميع والنقل والماء والعملية. تحقق من منحنى التشغيل وتأثيرات اللزوجة وظروف المدخل ونطاق التشغيل.
• مضخات لولبية وتروس: خيارات إزاحة موجبة دوّارة لواجبات نقل الزيت المناسبة. راجع حدود التزييت والمواد الصلبة والغاز واللزوجة للتصميم المعيّن.
• مضخات الفصوص الدوّارة: مرشّحة لواجبات مختارة لسوائل لزجة وزيت الحمأة ونقل الخزانات. أكّد توافق المواد وامتلاء المدخل والتآكل والضغط التفاضلي.

توضّح تطبيقات مضخات الطرد المركزي من Baker Hughes وخيارات النقل بالتروس واللولب والطرد المركزي من SLB لماذا يأتي الواجب قبل اسم المضخة.

يحتاج مجرى غير مفصول من النفط والغاز والماء مراجعته متعددة الأطوار الخاصة. يهمّ محتوى الغاز وضغط المدخل وتغيّرات التركيب؛ والقدرة على تمرير هواء عَرَضي لا تُثبت قدرة متعددة الأطوار مستمرة.

تصف نظرة Sulzer العامة على الضخ متعدد الأطوار معدات مخصّصة لنقل هذه المجاري المختلطة.

4. الحقن: الماء والجرعات والتحفيز

ضغط الحقن وحده لا يصف المهمة. بيّن ما إذا كان النظام يوفّر ماءً بكميات كبيرة أو جرعة كيميائية مضبوطة أو خدمة تحفيز:

• حقن الماء: يقود الضغط وجودة الماء والتآكل والجسيمات الكاشطة مراجعة المعدات. تُستخدم تصاميم طرد مركزي متعددة المراحل في هذه الخدمة؛ وقد تستدعي واجبات أخرى معدات ترددية.
• الجرعات الكيميائية: توجّه الجرعة المطلوبة ونطاق التدفق القابل للتحكم وضغط الحقن ومتطلبات الاحتواء اختيار مضخات القياس بغشاء أو مكبس.
• التحفيز أو التكسير: يتطلب معدات عالية الضغط مصمّمة لهذا الغرض ومواصفة مشروع منفصلة.

أمثلة معدات: مضخات حقن الماء من Sulzer وحزم الحقن الكيميائي من LEWA.

5. النقل: واجب خط أنابيب أم تفريغ خزان؟

قد تنقل مضخة تعزيز خط أنابيب ومضخة تفريغ خزان الزيت نفسه في ظروف مختلفة جدًا. يمكن أن يهيمن على واجب خط الأنابيب التدفق المستمر والارتفاع المطلوب. ويمكن أن يهيمن على التفريغ خرطوم سحب طويل ومستوى خزان متغيّر وزيت بارد والمرحلة النهائية من الإفراغ.

احسب خسائر النظام عند الإقلاع وعند درجة الحرارة العادية. أدرج الارتفاع الساكن وضغط المدخل وأبعاد الخرطوم أو الأنبوب والمصفّيات وضغط نظام الاستقبال. للواجبات المتغيّرة، قارن نطاق التشغيل بدل نقطة تدفق اسمية واحدة.

لتخطيط النقل السطحي، انظر نقل النفط الخام وزيت الحمأة، وتطبيقات النفط والغاز والبحرية، ومقال عزم إقلاع الزيت البارد.

6. أين تناسب مضخة الفصوص الدوّارة

تراجع YANESS مضخات الفصوص الدوّارة لنقل مختار للنفط الخام وزيت الحمأة ودوران الخزانات والتحميل والتفريغ. اللزوجة والمواد الصلبة المعلّقة وعكس اتجاه النقل ووصول خدمة الطرف المبلل أسباب مفيدة لإدراجها في المقارنة.

تحقق من التكوين الكامل. يؤثر تركيب الزيت وتعرّض التنظيف على المطاطيات والموانع؛ ويؤثر الحصى على التآكل؛ وتؤثر الإقلاعات الباردة على امتلاء المدخل وعزم الدفع. يحتاج كل من الغاز والمواد الصلبة الكاشطة وتعرّض التشغيل الجاف حدودًا مذكورة للمضخة المقترحة.

راجع المواد والتوافق، واللزوجة والاختيار، وظروف التشغيل الجاف. استخدم مقارنات أنواع المضخات عندما ما زالت عائلة المعدات مفتوحة.

7. ما الذي يجب إرساله لمراجعة نقل سطحي

• الواجب: مرحلة العملية والمدخل والوجهة والتشغيل المستمر أو المتقطع ونطاق التدفق المطلوب.
• السائل: نوع الزيت أو تركيبه والكثافة وكسر الماء والغاز الحر وحجم المواد الصلبة وتركيزها والمكوّنات المسبّبة للتآكل.
• درجة الحرارة واللزوجة: ظروف الإقلاع والتشغيل العادي والإيقاف؛ أدرج ترتيبات التسخين والقياسات المتوافرة.
• الضغط والأنابيب: ضغوط السحب والتفريغ والارتفاعات وأبعاد الأنبوب أو الخرطوم والصمامات والمصفّيات.
• الموقع والحزمة: الطاقة والتحكمات ومتطلبات المنطقة الخطرة حيث تنطبق ووثائق المواد ووصول الصيانة والاختبار المطلوب.

إذا كنت تستبدل مضخة، أدرج لوحة اسمها وقراءات التشغيل وصور التركيب وسبب الاستبدال. تساعد هذه التفاصيل على التمييز بين عدم ملاءمة نوع المضخة وتقييد المدخل أو مشكلة تآكل أو تغيّر في السائل.