وحدات الضخ في حقول النفط

أنواع وحدات ضخ حقول النفط

وحدة الضخ هي جهاز ميكانيكي يُستخدم لاستخراج النفط الخام من بئر نفط بعد توقف التدفق الطبيعي. بشكل عام، يمكن تصنيف وحدات الضخ إلى أربع فئات رئيسية بناءً على تصاميمها وخصائصها الوظيفية.

• وحدات الضخ طويلة الشوط

  تُستخدم وحدات الضخ طويلة الشوط بشكل شائع في حقول النفط. من خلال نظام الكرنك والرافعة، يمكنها تحويل الحركة الدائرية للمحرك إلى حركة خطية، مما يدفع مضخات البئر إلى استخراج النفط الخام من التكوينات تحت الأرض. تتميز وحدات الضخ طويلة الشوط بشوطها الطويل، مما يسمح لها باستخراج النفط الخام من التكوينات تحت الأرض العميقة. فهي مناسبة للآبار ذات أعماق المضخات الكبيرة وحجوم الاستخراج العالية. بالإضافة إلى ذلك، تُجهّز وحدات الضخ طويلة الشوط بمحركات كهربائية فعالة وأجهزة تحكم في السرعة. وبالتالي، يمكن تحسين كفاءة الاستخراج بشكل أكبر من خلال ضبط سرعة الاستخراج.

• وحدات ضخ رأس الحصان

  كما يوحي اسمها، تتميز وحدات ضخ رأس الحصان ببنائها على شكل رأس حصان. وهي أكثر أنواع وحدات الضخ شيوعًا في صناعة آلات النفط. يتحرك رأس الحصان لأعلى ولأسفل من خلال آلية الكرنك والرافعة لدفع قضبان المصاص في البئر لاستخراج النفط الخام. تتميز وحدات ضخ رأس الحصان بسهولة تشغيلها وصيانتها، لذلك تُستخدم على نطاق واسع في أنواع مختلفة من حقول النفط.

• وحدات ضخ مُتحكم فيها بالسرعة

  تُجهّز وحدات الضخ مُتحكم فيها بالسرعة بأجهزة تنظيم السرعة التي يمكنها ضبط سرعة الاستخراج حسب الحاجة. يناسب هذا النوع من وحدات الضخ آبار النفط ذات كميات ونوعيات الاستخراج المختلفة. علاوة على ذلك، يمكن لوحدات الضخ مُتحكم فيها بالسرعة التكيف مع التغيرات في خصائص بئر النفط وتحسين معدلات استخلاص النفط.

• وحدات الضخ تعمل بالطاقة الشمسية

  تستفيد وحدات الضخ تعمل بالطاقة الشمسية من الطاقة الشمسية من خلال الألواح الشمسية لتوفير الطاقة لاستخراج النفط. فهي مناسبة للمناطق التي تفتقر للكهرباء أو المناطق النائية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لوحدات الضخ تعمل بالطاقة الشمسية أن تقلل من الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية وتعزز التنمية المستدامة.

المواصفات والصيانة

فيما يلي المواصفات النموذجية لحقل وحدة ضخ النفط.

• سعة التحميل

  تشير إلى أقصى وزن أو حمولة يمكن لوحدة الضخ التعامل معها بكفاءة وأمان. بشكل عام، يكفي القول إن سعة التحميل يجب أن تكون قادرة على تحمل وزن أقصى إنتاج للغاز والنفط بشكل كافٍ.

• القوة

  تشير قوة وحدة الضخ إلى المحرك الكهربائي الذي يدفع وحدة الضخ. تُعبّر القوة عادة بالكيلووات (kW) أو الحصان (hp). يمكن أن تشمل الخيارات الشائعة 5.5 كيلو وات، 7.5 كيلو وات، إلخ.

• طول الشوط

  يشير طول الشوط إلى أقصى مسافة تتحركها رأس الصليب في وحدة الضخ. وهذا يحدد كمية النفط التي ستخرجها كل ضربة. يؤثر طول الشوط على كمية النفط التي يمكن لوحدة الضخ استخراجها يوميًا. تتراوح أطوال الشوط النموذجية بين 1.5 متر، 2 متر، إلخ.

• السرعة

  تشير السرعة إلى عدد الضربات التي ستؤديها وحدة الضخ في الدقيقة. سيؤثر ذلك بشكل مباشر على كمية النفط التي يتم استخراجها يوميًا. تشمل السرعات الشائعة 10 دورة في الدقيقة، 15 دورة في الدقيقة، وما إلى ذلك.

• بيئة العمل

  تُعمل وحدات الضخ غالبًا في حقول نفط ذات درجات حرارة عالية، وتآكل، ورمل، ورطوبة. لذلك، تشير بيئة العمل إلى نطاق درجات الحرارة والتسامح مع الرطوبة. على سبيل المثال، يمكنها العمل في نطاق درجة حرارة من -20 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية، ويجب ألا تتجاوز الرطوبة 90٪.".
  

الصيانة

تضمن الصيانة والفحص المنتظمين استمرار استخدام وحدة الضخ وتحسين عمرها التشغيلي. فيما يلي بعض ممارسات الصيانة والرعاية الروتينية لوحدات ضخ حقول النفط:

• الفحوصات الروتينية.

  يحتاج المستخدمون إلى فحص الوحدة بأكملها بشكل منتظم لمعرفة ما إذا كان هناك أي علامات على البلى أو الترهل أو التلف. يسمح الفحص المنتظم للمستخدمين باكتشاف المشكلات المحتملة في الوقت المناسب واتخاذ الإجراءات المناسبة لحلها، وبالتالي تجنب أعطال المعدات وتحسين موثوقية وحدة الضخ.

• إدارة التشحيم.

  تحتوي وحدات الضخ عادةً على العديد من الأجزاء المتحركة، مثل الكرنك، وصّلة التوصيل، ومحامل الدفع، إلخ. تتطلب هذه الأجزاء تشحيمًا متكررًا لتقليل الاحتكاك والتآكل. يساعد التشحيم الروتيني المنتظم على الحفاظ على التشغيل السلس لوحدة الضخ وإطالة عمرها التشغيلي.

• الإصلاح/الاستبدال في الوقت المناسب.

  تتضمن الصيانة الروتينية التشحيم المنتظم وإصلاح أو استبدال الأجزاء البالية في الوقت المناسب للحفاظ على استقرار عمليات المعدات. أثناء الصيانة الروتينية، يجب على المشغلين فحص أختام الزيت والمحامل لمعرفة ما إذا كانت هناك علامات على البلى أو التلف وإصلاحها أو استبدالها على الفور. يساعد ذلك على تجنب أعطال المعدات وتحسين موثوقية التشغيل.

سيناريوهات حقول وحدات ضخ النفط

هناك العديد من السيناريوهات لاستخدام أو تطبيق حقول وحدات ضخ النفط في صناعة النفط.

• آبار النفط البرية

  تُوجد وحدات الضخ بشكل رئيسي في حقول النفط البرية، وهي الأماكن الأساسية لاستخدامها. تساعد في استخراج النفط من باطن الأرض من خلال رفع النفط إلى الأرض لمعالجته وتكريره بشكل أكبر.

• منصات النفط البحرية

  يمكن أيضًا استخدام بعض وحدات الضخ العائمة أو تلك التي تحتوي على أنابيب مضخات بحرية في حقول النفط البحرية. يسمح ذلك لها باستخراج النفط الخام في المحيط، وبالتالي توسيع نطاق استخراج النفط البحري.

• خزانات النفط الصعبة

  خزانات النفط الصعبة هي أماكن يصعب فيها استخراج النفط الخام. من خلال اعتماد تقنيات متقدمة، وطرق استخراج عالية الكفاءة، وتحسين تصاميم وحدات الضخ، يمكن تحسين كفاءة استخراج النفط الخام من خزانات النفط الصعبة باستخدام حقل وحدة ضخ النفط.

• استعادة طاقة حقول النفط

  تلعب وحدات الضخ دورًا كبيرًا في عملية استعادة الطاقة من حقول النفط من خلال استخراج النفط الخام. هذا بمثابة المرحلة الأولى من استعادة الطاقة من حقول النفط.

• استخراج النفط المتزامن

  يمكن استخراج وحدات الضخ بشكل متزامن، مما يعني أن العديد من وحدات الضخ تستخرج النفط في وقت واحد. هذا يزيد من كفاءة الاستخراج والإنتاجية.

• تقنيات الاستخراج المدمجة

  بالإضافة إلى ذلك، يمكن دمج وحدات الضخ مع تقنيات استخراج أخرى، مثل رفع الغاز الطبيعي أو الاسترداد الحراري. يسمح ذلك باستخراج أكثر كفاءة للنفط الخام.

• وحدة الضخ الذكية

  تُجهّز وحدات الضخ الذكية بأجهزة استشعار وأنظمة تحكم. فهي تدرك وظيفة المراقبة والتحكم عن بعد، والتي يمكنها تحسين تشغيل وصيانة الوحدات.

• استبدال طرق الاستخراج القديمة

  على الرغم من أن بعض حقول النفط تستخدم طرقًا أخرى للاستخراج، مثل الطرق الطبيعية مثل دفع الغاز أو الطرق الحرارية لتحسين لزوجة طرق استخراج حقول النفط، إلا أن وحدات الضخ لا تزال تُعدّ أجزاء رئيسية من المعدات لاستخراج النفط.

كيفية اختيار حقول وحدات ضخ النفط

عند شراء وحدة ضخ لبئر نفط، من الضروري اختيار الوحدة الصحيحة بناءً على ظروف البئر التي تحتاج إلى ضخها. ابدأ بتقييم عمق البئر وكمية النفط الموجودة فيه. ضع في اعتبارك عوامل مثل قطر البئر، وعمق النفط، وما إذا كانت هناك أي عقبات تحت الأرض. أيضًا، قم بقياس كمية النفط الخام التي ينتجها البئر كل يوم.

تؤثر هذه العوامل على ما إذا كان نظام الضخ ذو الوزن المُقابل، أو الشعاع، أو نوع آخر من وحدات الضخ مناسبًا. بعد ذلك، انظر إلى مصدر الطاقة المطلوب لتشغيل وحدة الضخ بكفاءة. حدد ما إذا كان يمكن استخدام الكهرباء، أو الطاقة الشمسية، أو شكل آخر من أشكال الطاقة بسهولة في موقع النفط. اختر وحدة ضخ تتطابق مع مصدر الطاقة المتاح.

من المهم أيضًا مراعاة تركيب وصيانة وحدة الضخ. حلل المعدات والخبرة المطلوبة للتركيب، بالإضافة إلى أي مهام صيانة روتينية مع تعقيدها. حدد وحدة ضخ تتناسب احتياجات تركيبها وصيانتها مع الموارد المتاحة في موقع النفط.

أخيرًا، اختر تصميم وحدة ضخ يمكنه تحمل الظروف المناخية ومخاطر موقع النفط المحتملة. على سبيل المثال، تأكد من أن وحدة الضخ لديها حماية كافية من التآكل للاستخدام في المناطق الساحلية ذات الرطوبة العالية. أو اختر وحدة ذات مكونات مصنّفة لدرجات الحرارة العالية إذا كان بئر النفط موجودًا في منطقة صحراوية. من خلال مراعاة العوامل البيئية، اختر وحدة ضخ مناسبة للتشغيل على المدى الطويل مع الحد الأدنى من الصيانة.

سؤال وجواب

س1: ما هي اتجاهات وحدات ضخ النفط؟

ج1: تشمل الاتجاهات الطلب المتزايد على وحدات ضخ النفط الذكية، والحاجة المتزايدة إلى الوحدات متعددة الوظائف، والتحول نحو الوحدات الموفرة للطاقة، وشعبية التصاميم المعيارية القابلة للتطوير.

س2: ما هي التحديات التي تواجهها صناعة وحدات ضخ النفط؟

ج2: تواجه الصناعة العديد من التحديات، مثل تقلب أسعار النفط الخام، وزيادة متطلبات كفاءة الطاقة، والحاجة إلى دمج التكنولوجيا الذكية، وصيانة وتحديث المعدات، ومشاكل سلسلة التوريد العالمية.

س3: كم من الوقت ستعمل وحدة ضخ النفط؟

ج3: يمكن لوحدة ضخ النفط المُصانة بشكل صحيح أن تعمل لمدة 20 عامًا أو أكثر. تساعد الفحوصات الروتينية، والتشحيم، واستبدال المكونات، والإصلاحات في الوقت المناسب على إطالة عمر خدمة المعدات.

س4: ما هي المكونات الرئيسية لوحدة ضخ النفط؟

ج4: تتكون وحدة ضخ النفط من الأجزاء التالية: علبة التروس، وحزمة المشي، والكرنك، والوزن المُقابل، والقضيب المصقول، والمكبس، والأنبوب، وخزان التخزين، والدافع.