محرك الإزاحة الموجبة في البئر (PDM Drill)

مثقاب PDM (محرك الإزاحة الموجبة) هو محرك إزاحة موجبة يعمل في قاع البئر، ويستخدم سائل الحفر كمصدر للطاقة لتحويل الطاقة الهيدروليكية إلى طاقة ميكانيكية. عندما يتدفق الطين الذي تضخه مضخة الطين عبر...صمام تحويلوعند دخوله إلى المحرك، يتشكل فرق ضغط معين بين مدخل المحرك ومخرجه. يدفع هذا الفرق الدوار للدوران حول محور الجزء الثابت، ناقلاً السرعة وعزم الدوران عبر المفصل العالمي وعمود الدوران إلى رأس الحفر، مما يُمكّن عمليات الحفر.

المكونات الأساسية

يتكون جهاز الحفر PDM بشكل أساسي من أربعة مكونات رئيسية: صمام التجاوز،محرك الطين، والمفصل العالمي، وعمود الدوران.

يُعدّ محرك البرغي المكوّن الرئيسي للأداة. ووفقًا للتحليل العملي والنظري، لكي يعمل المحرك بكفاءة، يجب ألا يتجاوز انخفاض الضغط لكل مرحلة من مراحل تشغيله 0.8 ميجا باسكال. وإلا، فقد يتسرب الزيت من المحرك، مما يؤدي إلى انخفاض سريع في السرعة أو توقفه تمامًا، الأمر الذي قد يُلحق الضرر به.

تُعرَّف مرحلة واحدة من مراحل المحرك بأنها دورة واحدة. يجب أن يبقى معدل تدفق الطين المستخدم في الموقع ضمن النطاق الموصى به؛ وإلا سيؤثر ذلك على كفاءة المحرك وقد يزيد من تآكله. تُعدّ معايير أداء محرك البرغي هي معايير الأداء الأساسية لحفارة PDM.

يتناسب عزم الدوران النظري للمحرك طرديًا مع انخفاض الضغط، بينما تتناسب سرعة الدوران طرديًا مع معدل تدفق الطين الداخل. ومع ازدياد الحمل، تنخفض سرعة دوران الأداة. لذا، يمكن التحكم في عزم الدوران وسرعة الدوران في قاع البئر من خلال ضبط قراءة مقياس الضغط ومعدل تدفق المضخة على السطح.

قسم صمام التجاوز

يتكون صمام التحويل من جسم الصمام، وجلبة الصمام، وبكرة الصمام، والنابض، ومكونات أخرى. تحت تأثير الضغط، تنزلق بكرة الصمام داخل جلبة الصمام. وتؤدي حركة بكرة الصمام إلى تغيير اتجاه تدفق السائل، مما يسمح بوضع صمام التحويل إما في حالة التحويل أو في حالة الإغلاق.

أثناء عمليات السحب والتفريغ، لا تُغلق الممرات الموجودة في غلاف الصمام وجسمه، لذا يكون صمام التجاوز في وضع التجاوز. وهذا يسمح للطين من سلسلة الحفر بتجاوز المحرك والدخول إلى الفراغ الحلقي.

عندما يصل معدل تدفق الطين وضغطه إلى القيم القياسية المحددة، يتحرك صمام البكرة إلى الأسفل، مغلقًا منافذ صمام التجاوز. بعد ذلك، يتدفق الطين عبر المحرك، محولًا الطاقة الهيدروليكية إلى طاقة ميكانيكية.

عندما يكون معدل تدفق الطين منخفضًا جدًا أو تتوقف المضخة، يقوم الزنبرك بدفع بكرة الصمام لأعلى، مما يفتح منافذ التجاوز ويضع الصمام في حالة التجاوز.

المحرك (قسم الطاقة)

يتكون المحرك من جزء ثابت (ستاتور) وجزء دوار (روتور). يُصنع الجزء الثابت عن طريق حقن بطانة مطاطية داخل أنبوب فولاذي. يتميز تجويفه الداخلي بشكل حلزوني ذي معايير هندسية محددة. أما الجزء الدوار فهو عبارة عن قضيب لولبي ذي سطح مُقسّى.

يتداخل الدوار والجزء الثابت مع بعضهما البعض. ويؤدي اختلاف أطوال أسلاكهما إلى تكوين تجاويف حلزونية مغلقة، مما يسهل تحويل الطاقة.

يمكن أن تكون حلزونات دوار المحرك أحادية الفص أو متعددة الفصوص. كلما قل عدد فصوص الدوار، زادت السرعة وانخفض عزم الدوران؛ وكلما زاد عدد الفصوص، انخفضت السرعة وزاد عزم الدوران.

مفصل عالمي

تتمثل وظيفة المفصل العالمي في تحويل الحركة الكوكبية للمحرك إلى دوران حول محور ثابت لعمود الدوران، ونقل عزم الدوران والسرعة الناتجين عن المحرك إلى عمود الدوران، ومن ثم إلى رأس الحفر. ويُستخدم عادةً نوع من المفاصل العالمية ذات عمود مرن.

عمود الدوران

تتمثل وظيفة عمود الدوران في نقل الطاقة الدورانية للمحرك إلى رأس الحفر، مع تحمل الأحمال المحورية والشعاعية الناتجة عن وزن رأس الحفر. لذا، يتطلب عمود الدوران صلابة عالية، ومقاومة للتآكل، وعمرًا تشغيليًا طويلًا. ويمكن للمعالجة الحرارية بالتبريد أن تطيل عمر عمود الدوران بشكل كبير.

للتواصل: جيسي تشو

جوال/واتساب: +0086-18109206861

Email: energy@landrilltools.com