معدات التكسير

أنواع معدات التكسير

هناك العديد من أنواع معدات التكسير، ولكل منها تصميم خاص بأداء وظائف مختلفة ضمن عملية التكسير الهيدروليكي.

• مُخَلّطات التكسير الهيدروليكي

  تُستخدم المخاليط لإضافة الإضافات الكيميائية إلى سائل التكسير، ثم تُمزج بنسبة معينة قبل ضخها إلى البئر بمعدل الضغط المطلوب. تتألف المخاليط من وعاء خلط، ونظام تحكم، وجهاز تغذية. تتميز معظم المخاليط الحديثة بوجود ميزة تقوم بضبط كمية الإضافات الكيميائية تلقائيًا بناءً على جيولوجيا التكوين المُكسّر.

• ضخّات التكسير الهيدروليكي

  تُستخدم الضخّات لضغط وضخ سائل التكسير إلى البئر بضغط مرتفع. تُصمم الضخّات لتحمل ضغوط مرتفعة ولديها معدلات تدفق محددة. تُجهز أيضًا بأنظمة تحكم متطورة لتنظيم معدل الضخ والضغط، مما يضمن توصيل سائل التكسير بدقة كما هو مطلوب.

• برمجيات إدارة أسطول التكسير الهيدروليكي

  تلعب برمجيات إدارة أسطول التكسير دورًا رئيسيًا في مراقبة وإدارة المعدات المستخدمة في التكسير الهيدروليكي. تُمكّن هذه البرمجيات المشغّلين من تحسين أداء معدات التكسير، وتقليل فترات التوقف عن العمل، وتحسين الكفاءة.

• عوازل التكسير الهيدروليكي

  تُستخدم العوازل للتحكم في تدفق وتوزيع سوائل التكسير من الضخّات إلى خطوط الحقن. تتكون عادةً من سلسلة من الصمامات، والعناوين، والفروع التي تسمح للمشغّلين بتنظيم ضغط وحجم سائل التكسير المتجه إلى بئر النفط.

• حاويات التخزين

  تُستخدم الحاويات لتخزين الدعامات، وسوائل التكسير، والإضافات الأخرى المستخدمة في عملية التكسير. تُصنع عادةً من الفولاذ أو البلاستيك ويمكنها أن تحتوي على كميات كبيرة من المواد. تُصمم الحاويات لحماية المحتويات من الانسكابات، والتسريبات، أو التلوث، ويمكن نقلها إلى مواقع التكسير المختلفة حسب الحاجة.

المواصفات والصيانة لمعدات التكسير

المواصفات

• الأحجام:

  عادةً ما يكون طول خزانات التكسير 22 قدمًا وسعتها 500 برميل. يمكن لكل خزان أن يحمل ما يصل إلى 21,000 جالون من الماء أو سائل التكسير، وعادةً ما تشكل 8-10 خزانات تكسير وحدة واحدة في موقع العمل. تُبلغ أطوال وحدات خلط التكسير 60 قدمًا غالبًا، وتأتي بعضها مع مصافي متنقلة ذات تركيب داخلي 50X14 قدم. يمكن للمصفاة أن تُعالج 3000 جالون من الديزل في الساعة.

• الطاقة:

  يمكن أن تكون ضخّات التكسير تعمل بالكهرباء أو الديزل. تُستخدم، على سبيل المثال، وحدة ضخ الديزل سوبر فراك ذات 3000 حصان، مزودة بمحرك ديزل يُولّد الطاقة عن طريق حرق الغاز الطبيعي داخل مصنع غاز فراك مُدمج. تُولّد ضخّات الديزل النموذجية ضغطًا يتراوح من 2,000 إلى 5,500 رطل لكل بوصة مربعة. تُشغل محركات كهربائية صندوق E-frac بضغط 200 كيلوواط، بينما تُشغّل مولد مستقل بضغط 500 كيلوواط.

• الضغط:

  تتراوح ضخّات التكسير ذات الضغط العالي بين 5,600 و 7,500 رطل لكل بوصة مربعة تقريبًا. تتمتع صمامات وعوازل التكسير بضغوط تكسير مختلفة. تُبلغ ضغوط صمامات NPT بين 3,000 و 20,000 رطل لكل بوصة مربعة. تُبلغ ضغوط صمامات التكسير بشكل عام من 5,000 إلى 25,000 رطل لكل بوصة مربعة. تُبلغ ضغوط عمل عوازل التكسير 10,000 رطل لكل بوصة مربعة. يُبلغ ضغط عمل ضخّات التكسير الوسيطة 5,500 رطل لكل بوصة مربعة، و7,500 رطل لكل بوصة مربعة قوة دفع. تختلف ضغوط الدفع والعمل لضخّات الديزل والكهرباء. تُبلغ ضغوط عمل بعض ضخّات التكسير الكهربائية 6,000 رطل لكل بوصة مربعة.

• المواد:

  تُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني بشكل أساسي في صناعة ضخّات وعوازل التكسير. تُعدّ 6061 أكثر سبيكة شائعة تُستخدم في صناعة خزانات التكسير من الألومنيوم، والتي تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل. الفولاذ الكربوني هو مزيج من الحديد والكربون، وجزيئاته تجعله مادة قوية جدًا تُستخدم في تصنيع العديد من المنتجات، بما في ذلك معدات التكسير.

الصيانة

• جولة فحص يومية:

  يساعد إجراء جولة فحص يومية على مهام الصيانة في تحديد أي مشكلات طفيفة، وتجنب فترات التوقف عن العمل في موقع التكسير، و تحسين السلامة. تتضمن بعض المهام النموذجية فحص الأجزاء المهمة مثل مجموعات نهاية السائل، و فلتر الهواء بحثًا عن علامات التآكل. يجب على المشغّلين أيضًا فحص خزانات الزيت ومواد التشحيم، ومكونات HPU، والوصلات الكهربائية، وخطوط التفريغ، ومواد التشحيم البلاستيكية، ومدافئ التكسير داخل الخزان، ومدافئ التكسير لمصانع الغاز للتأكد من عدم وجود تسريبات أو وصلات فضفاضة. يجب أيضًا أن تكون مستويات الزيت في المستويات الصحيحة، و يجب استخلاص الرطوبة من خزانات ضاغط الهواء. يجب على المشغّلين فحص مستويات الزيت باستخدام كاميرات ثعبان في خطوط الزيت، و يجب أن يكون اللهب مرئيًا أثناء الفحص على مدفئ التكسير.

تطبيقات معدات التكسير

نظرًا لقدرتها على استخراج الغاز والنفط من الآبار ذات العوائد العالية، تُعدّ معدات التكسير عنصرًا أساسيًا في قطاع البترول.

• التكسير الهيدروليكي:

  تُستخدم معدات التكسير بشكل أساسي في التكسير الهيدروليكي، أو "التكسير"، وهي تقنية مدروسة جيدًا تُستخدم لاستخراج الغاز الطبيعي والنفط من تشكيلات صخرية عميقة. في هذه الطريقة، تُستخدم معدات التكسير لحقن خلائط سوائل عالية الضغط في الشقوق تحت الأرض لتوسيعها، مما يسمح للغاز أو النفط بالتدفق بسهولة أكبر إلى رأس البئر للاستخراج.

• استعادة غاز الفحم:

  تُستخدم آلات التكسير أيضًا في استخراج غاز الفحم. يوجد هذا النوع من الغاز داخل طبقات الفحم، ويمكن إطلاقه عن طريق حقن الماء أو سوائل أخرى في الطبقات من خلال الشقوق، مما يُقلل من الضغط ويعزز تدفق الغاز.

• استخراج الطاقة الحرارية الأرضية:

  في بعض السياقات، يمكن أيضًا استخدام أجهزة التكسير لاستخراج الطاقة الحرارية الأرضية. قد تتطلب عملية إنشاء محطات الطاقة الحرارية الأرضية التكسير الهيدروليكي لجعل خزانات الحرارة أكثر نفاذية، و تحسين تدفق المياه المستخدمة لنقل الحرارة إلى السطح لتوليد الطاقة.

• إنتاج النفط الضيق:

  يشير النفط الضيق إلى النفط الموجود في تشكيلات صخرية مضغوطة يصعب استخراجه دون تقنيات خاصة. يمكن استخدام التكسير الهيدروليكي لتحسين نفاذية هذه الاحتياطيات النفطية الضيقة، مما يُسهل استخراج النفط.

كيفية اختيار معدات التكسير

عند اختيار المعدات للتكسير الهيدروليكي، من المهم مراعاة عدد من العوامل مثل المواصفات، ومعدل التدفق، وأنظمة التحكم، والتوافق مع سوائل التكسير، وميزات السلامة، ومتطلبات الصيانة، ودعم المورد.

• القدرة وتصنيف الضغط: هذا هو أول شيء يجب مراعاته. لا يمكن استخدام هذه المعدات إلا من قبل أولئك الذين لديهم المعرفة والمهارات والخبرة المطلوبة. يجب أن يكونوا قادرين على شرح وفهم قدرة المعدات وتصنيف الضغط.
• معدل تدفق الضخّات: من جوانب أخرى مهمة التي يجب تحديدها هي قدرة المعدات على توصيل الحجم المطلوب من سائل التكسير إلى التكوين المستهدف.
• أنظمة التحكم: يُزود نظام التكسير الهيدروليكي الحديث بأنظمة تحكم بالكمبيوتر المتطورة التي توفر مراقبة وتحكمًا في الوقت الفعلي لعملية الضخ. يجب أيضًا فحص هذه الأنواع من الأنظمة في المعدات التي سيتم استخدامها.
• التوافق مع سوائل التكسير: يُعد اختيار معدات التكسير التي يمكنها التعامل مع أنواع مختلفة من سوائل التكسير أمرًا مهمًا حقًا. يضمن ذلك أن عملية التكسير تسير على ما يرام وأن السوائل لا تُلحق أي ضرر بالمعدات.
• ميزات السلامة: تُعدّ جوانب السلامة لمعدات التكسير الهيدروليكي مهمة جدًا. تشمل هذه ميكانيكا التوقف عن العمل في حالات الطوارئ، و صمامات تخفيف الضغط، و قفلات السلامة، من بين أشياء أخرى.
• متطلبات الصيانة والخدمة: من المهم معرفة احتياجات الصيانة والخدمة الخاصة بالمعدات. يجب على أولئك الذين يشترون المعدات أن يعرفوا إجراءات الصيانة المطلوبة، و فترات الخدمة، و أي متطلبات رعاية خاصة للحفاظ على المعدات تعمل بشكل صحيح ومنع أي مشكلات قد تنشأ بسبب إهمال المعدات.
• دعم المورد: يجب على مشتري المعدات مراعاة الدعم الذي يقدمه مورد المعدات. هل هناك أي دعم فني يوفره المورد؟ هل هناك أي برنامج تدريبي للموظفين؟ هل هناك أي خدمات إمداد قطع غيار؟ قد تؤثر كل هذه العوامل على أداء ونجاح عملية التكسير الهيدروليكي.

الأسئلة الشائعة

س1: كيف تعمل معدات التكسير؟

ج1: قد تختلف عملية عمل جهاز التكسير اعتمادًا على المواصفات والأنواع المختلفة، ولكن بشكل عام، ستتبع نفس خطوات التعليمات. أولاً، اجمع المعدات وقم بتوصيلها بمصدر الطاقة وخزان تخزين المواد. بعد ذلك، يقوم مصدر الطاقة بتشغيل الضخّات والمحركات في آلة التكسير لوضع سائل التكسير في البئر بمعدل تدفق مرتفع. أخيرًا، بعد حقن السائل في البئر، يزداد الضغط في البئر حتى يتجاوز ضغط تمزق الصخور، مما يتسبب في تكسير الصخور.

س2: ما هي بعض الاتجاهات في سوق معدات التكسير؟

ج2: من الاتجاهات الملحوظة الاستخدام المتزايد لسوائل التكسير الصديقة للبيئة. تبدأ المزيد والمزيد من الشركات في إدراك أهمية الاستدامة البيئية وتحاول تقليل بصمتها الكربونية. ومن الاتجاهات الأخرى رقمنة وأتمتة معدات التكسير. تُزوّد بعض الأجهزة المتقدمة الآن بأنظمة تحكم أوتوماتيكية وإمكانيات مراقبة رقمية، مما قد يضمن الدقة والكفاءة أثناء عملية التكسير.

س3: ما هي العلاقة بين معدات التكسير ومعدات الحفر؟

ج3: تُعدّ آلة التكسير ومعدات الحفر كلاهما قطعًا أساسية من الآلات المستخدمة في استخراج النفط والغاز من باطن الأرض. تُعدّ مستقلّة ولكنها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض. تُستخدم معدات التكسير غالبًا بعد أن تُنشئ معدات الحفر آبارًا. بمجرد حفر البئر، تُستخدم آلة التكسير بعد ذلك لكسر الصخور المحيطة بالبئر لتحسين تدفق النفط أو الغاز من خلاله.