تمديد عمر محامل الطين - SKF

2018 أكتوبر 23 ، 10:00 بتوقيت وسط أوروبا

يجب تصميم محامل محرك الطين بعناية لأنهم مدعوون للتعامل مع الضغوط الاستثنائية والظروف القاسية بشكل خاص

غوتنبرغ ، السويد ، 22 أكتوبر 2018: يمثل تزييت محامل المحركات الطينية تحديات خاصة في قطاع التنقيب عن النفط والغاز مع إخفاق تحملها مما يؤدي إلى توقف العمل بشكل باهظ. ومع ذلك ، هناك طرق لجعل المحركات أكثر موثوقية ، كما يشرح رولاند موتنثالر ، مدير تطوير الأعمال في شركة SKF للنفط والغاز.

فمع وجود العديد من تكاليف الحفارات وأفراد الطاقم تصل إلى 200000 يورو في اليوم ، فإن أقل فترة انقطاع للإنتاج يمكن أن تكلف شركات النفط والغاز كمية كبيرة من الإيرادات. وهذا يجعل من الموثوقية عامل النجاح الحرج رقم واحد في قطاع الطاقة الرئيسي هذا.

تعتبر الموثوقية في صميم كل تطور في النفط والغاز بسبب ارتباطه الأساسي بالإنتاجية وبالتالي بالربحية. ولا يوجد تأثير على الإنتاجية في أي مكان أكثر حدة من "النهاية الحادة" للتنقيب عن النفط والغاز - سلسلة الحفر (التي تتكون أساسًا من أنابيب الحفر ، وأطواق الحفر ، والأدوات وقمة الحفر).

يجب أن تتعامل معدات الحفر مع التكوينات الجيولوجية المختلفة بما في ذلك الصخور الصلبة والرمال حتى تكون الأحمال المحورية والصدمات عالية بشكل ملحوظ وهناك العديد من طرق الفشل المحتملة ، بما في ذلك التآكل الثقيل والحلقات المتشققة.

يجب أن تعمل محامل محرك الطين المستخدمة في التنقيب عن النفط والغاز بشكل موثوق به في هذه البيئة الشديدة الطلب. لكن التحديات لا تنتهي عند هذا الحد. إلى جانب التعامل مع الأحمال الشديدة ، يجب أن يتم "تشحيم" محامل تطبيقات الحفر على النفط والغاز باستخدام طين كاشط للغاية يحتوي على & gt ؛ محتوى صلب بنسبة 10٪ مثل الرمل. هذا يزيد حتما من ارتداء جلخ على الحلقات والكرات. علاوة على ذلك ، يجب أن تتعامل محامل الطين مع المضافات الكيميائية القاسية مثل الكلوريدات.

تزييت محامل الطين الحركية هو أمر بسيط نسبيا - يتم ضغط الطين إلى حوالي 10،000 رطل / بوصة مربعة (690 بار) ويتم ضخه من خلال سلسلة الحفر في قاع البئر. تمر عبر المحرك ، وتزييت كومة المحمل ، ثم تمر من خلال ثقب الحفر وتدفع خارج سلسلة الحفر ، مع نقل حطام الحفر معها إلى السطح. ثم يتم فحص الطين والحطام وتصفيته على جهاز الحفر قبل ضخه مرة أخرى أسفل الحفرة في عملية الحلقة المغلقة.

لسنوات عديدة ، كانت لقمة الحفر هي "الحلقة الضعيفة" في سلسلة الحفر من حيث الإنتاجية ، لذلك ركزت أعمال التطوير على هذا المجال. نتيجة للتحسينات في أداء مثقاب الحفر وقسم القدرة الحركية ، انتقلت "الحلقة الضعيفة" إلى المحمل. وقد دفع هذا SKF إلى تطبيق قدراتها الواسعة في تحليل الفشل ، وهندسة المواد ، والاختبار والتصميم من أجل الريادة في محامل المحركات الطينية الجديدة التي تسمح بزيادة كبيرة في الوقت المتوسط ​​بين حالات الفشل (انظر المربع).

التحديات بالنسبة لنا كشركة مصنعة تشمل استخدام مواد خاصة مثل الفولاذ المقاوم للارتداء. وعلى الرغم من أنها بدأت تتعافى ببطء ، فقد انخفض سعر النفط الخام بشكل كبير في السنوات الأخيرة. هذا في وقت لا تزال فيه تكلفة الحفر واستخراج النفط عالية بحيث يبحث اللاعبون الكبار عن طرق لتحسين كل قطعة من المعدات - بما في ذلك المحامل الطينية - لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة وتقليل تكاليف التشغيل.

يحتوي محرك الطين التقليدي SKF على ما بين ثمانية و 12 صف من المحامل. عندما يكون المحمل جديدًا ، يتم أخذ معظم الحمولة عن طريق الصفوف القليلة الأولى. عندما يبدأ كل صف بالارتداء ، يتم إزاحة الحمل إلى الصف التالي والأخرى حتى يتم ارتداء جميع الصفوف بشكل متساوٍ. ثم يتم نقل التحميل مرة أخرى إلى الصف الأول وتكرار العملية.

نظرًا لأن كل حالة تختلف ، فإن SKF تجلب مجموعة محددة من الأدوات لتخصيص محامل الطين لكل مشروع اعتمادًا على حدود المساحة ، ومتطلبات التقلب في عمليات الحفر وعمق واتجاه الحفر والظروف الجيولوجية. وتشمل هذه الأدوات الاختبار الداخلي وبعض الاختبارات الميدانية ومراجعة العمليات ومعاملات التشغيل ؛ يشرح المربع أكثر على هذا.

مع توقع زيادة نشاط التنقيب على مستوى العالم خلال السنوات القادمة ، فإن زيادة الموثوقية ستترجم إلى متوسط ​​فترة زمنية طويلة قبل الفشل والأداء المحسن الذي تقدمه الشركات مثل SKF يوفر ميزة حاسمة لمنتجي النفط الذين يتطلعون إلى اكتساب ميزة في هذه السوق التنافسية الشرسة.

صندوق
عملية تصميم SKF

ولتحسين الأداء والموثوقية في تطبيقات استكشاف النفط والغاز ، استخدم مهندسو SKF أدوات التصميم والمحاكاة الخاصة بالشركة من أجل:
• تحديد بدقة سلوك مكدس الحاملة.
• إعادة تصميم تحمل لتقليل الضغوط وتحسين القدرة على تحمل الحمولة.
• اختبار التصاميم والمواد الجديدة.

من المستحيل إجراء تحليل الحمل الدقيق في بيئة العمل "الحية" لأنه لا يمكن الوصول إلى رأس الحفر أثناء التشغيل. ومع ذلك ، قامت SKF ببناء منصة اختبار تحاكي ظروف التشغيل الأساسية لمكونات تحمل كومة الطين لاستكشاف طرق حل مشكلة فشل الحمل المبكر. باستخدام هذه الحفارات ، تمكنت الشركة من تكرار أنماط التآكل والتشققات في الحلقات بطريقة تتوافق مع أوضاع الفشل النموذجية.

ومع ذلك ، فإن منهجية SKF تتجاوز تحليل التحمل ، وتشمل مراجعة للتطبيق الكلي وبيئة التشغيل. إن الكفاءة الفريدة في SKF هي عمق معرفتها بتطوير المواد ، خاصةً الفولاذ.

أظهر التحليل الأولي لسبب فشل الفشل الذي أجراه مهندسو SKF أن الصلب الأساسي وكذلك عمليات ما بعد الإنتاج سيكون له تأثير كبير على تحمل عمر الخدمة.

تصنيع SKF عدد محدود من محامل التصميم الجديد لجهاز الاختبار. بالإضافة إلى الفولاذ الخاص لمقاومة التآكل المحسنة ، تميزت المحامل بمجموعة كاملة من الكرات لزيادة سعة حمل الحمولة ، وحلقات قابلة للتبادل من أجل توزيع الحمل الأمثل وهندسة داخلية فريدة لدعم أحمال الحفر المحورية الثقيلة ومقاومة الملوثات.

بعد النتائج الإيجابية على منصات اختبار SKF ، تم تشغيل المحامل في وظيفة ميدانية للعملاء. تم تقييم المحامل خلال فترات الخدمة القياسية لمحرك الحفر وتم العثور عليها في حالة قابلة للاستخدام وتم إرسالها مرة أخرى لتشغيلها مرة أخرى. من خلال تغيير تصميم الحركات وإجراء تعديل للمحرك ، تم تحسين ساعات التشغيل في هذه الحالة المحددة بنسبة 100٪ تقريبًا.

التوقعات هي أن حل المحرك الحركي الطائر من SKF سوف يؤدي في ظروف قاع البئر إلى فترة أطول بكثير من ساعات الخدمة الحالية التي تتراوح ما بين 50-200 ساعة في الصناعة.