الدليل الهندسي الشامل لمعدات السيطرة على المواد الصلبة (Solid Control Equipment)

أولاً: المبادئ الأساسية وتصنيف معدات السيطرة على المواد الصلبة

يا هندسة، عملية الـ Solid Control بتعتمد بشكل أساسي على تلات حاجات: الغربلة (Screening)، وقوة الطرد المركزي (Centrifugal force)، أو الاثنين مع بعض. وعشان المعدات دي تشتغل بكفاءة، لازم نراقب مساحة الغربلة، عدد المش (Mesh)، معدل ضخ الطلمبات، وسرعة الحفر (ROP)، ولزوجة الطفلة.

ثانياً: أجهزة الهزازات (Shale Shakers)

س: ما هي العوامل التي تؤثر على كفاءة الهزاز في إزالة المواد الصلبة؟

كفاءة الشيكر بتعتمد بشكل رئيسي على اختيار الشاشة (Screen Selection) المناسبة اللي بتشيل أكبر كمية من الصلب وتمنع رجوعه للسيستم. الاختيار ده بيعتمد على: حجم وشكل المواد المراد إزالتها، معدل السركلة (Circulating rate)، اللزوجة، والعمر الافتراضي للشاشة. خد بالك من ملاحظات هندسية مهمة: 1- أحياناً بنشيل جزيئات أنعم من فتحة المش بسبب ظاهرة الـ Piggy-backing (الجزيئات الكبيرة بتشيل معاها صغيرة). 2- تغيير قطر سلك الشاشة بيغير الـ Cut point حتى لو رقم المش ثابت. 3- الشاشات الناعمة بتفقد مية أكتر بسبب زيادة مساحة السطح.

س: ما هي أنواع الشاشات (Screen Types) ومميزات كل نوع؟

• Sandwich: لو هي 40 مش، فهي فعلياً 80 مش. ميزتها إنها مش بتتسد بالرمل، بس عيبها إنها بتتسد بالـ Gumbo shales.
• Conventional: بتتحمل أكتر من الساندوتش بس بتتسد بالرمل أسرع.
• Pyramidal: ميزتها إنها مش بتتسد بالرمل، بس عيبها برضه الـ Gumbo shales.
• أنواع أخرى: Rectangular opening، Plain weave، والـ Oblong (الأفضل في الشاشات المربعة).

س: ماذا يعني رقم الـ Mesh هندسياً وكيف يتحكم في الـ Cut Point؟

المش (Mesh) هو عدد الفتحات في البوصة الطولية. يعني 80 مش تعني 80 فتحة في البوصة الطولية في كل اتجاه. حجم الفتحة بيعتمد على رقم المش "وكمان" قطر السلك. لو السلك تخن والمش ثابت، الفتحة هتصغر والـ Cut point هيتغير. ملحوظة: لو الشاشات بتتقطع في نفس المكان كذا مرة، لازم تغير الـ Support cushion (المخدات المطاطية).

س: ما هو تأثير نوع الحركة (Motion) وزاوية السطح (Deck Angle)؟

الحركة تلات أنواع: دائرية (Circular)، بيضاوية (Elliptical)، وطولية (Longitudinal). الحركة الدائرية والبيضاوية بتهلك الشاشات أسرع، بس البيضاوية أحسن في تعريض المواد لمساحة أكبر. بالنسبة للزاوية: - Horizontal decks: قدرتها أعلى في التعامل مع السوائل (Liquid capacity) لأنها مش بتهرب طفلة من الآخر. - Sloped decks: قدرتها أعلى في التعامل مع المواد الصلبة (Solid capacity) لأن الزاوية بتساعد الكسر يقع أسرع.

س: كيف تؤثر خواص الطفلة وحالة الشاشة على سعة التدفق (Flow Capacity)؟

سعة التدفق بتقل لو الـ PV زادت، وبتزيد لو رقم المش زاد أو لو غطت الطفلة مساحة أكبر من الشاشة. لازم تعرف إن الشاشات ليها حدود في اللزوجة والمواد الصلبة. عشان كدة لازم تغسل الشاشات قبل الـ Trips وتحافظ عليها نضيفة عشان تمنع الـ Blinding والـ Plugging.

س: ما هي مواصفات سرعة الدوران وقوة الـ G Force؟

سرعة الاهتزاز (Vibration frequency) بتتراوح من 1100 لـ 3300 RPM. وطول المشوار (Stroke length) من 0.025 لـ 0.5 بوصة. كل ما زاد طول المشوار، زادت قدرة الجهاز على إزالة الصلب، بس الضغط العالي ممكن يحشر المواد الصلبة في الفتحات (Blinding) خصوصاً لو المواد لزجة.

س: ما هي معايير التشغيل المثالي للهزاز (Optimum Shaker Operation)؟

• لازم الشيكر يكون "ميزان" (Leveled) عشان الطفلة متوزعش غلط وتهرب.
• التأكد من اتجاه دوران الموتور الصحيح.
• استخدام شاشات ومخدات (Cushions) مناسبة.
• شد الشاشة (Tension) لازم يكون مظبوط.
• الطفلة لازم تغطي من 75 لـ 80% من طول الشاشة. لو غطت 50% بس، يبقى لازم تستخدم شاشات أنعم.
• غسل الشاشات بالمية وقت الـ Trips.
• التأكد إن الـ By-pass مش بيسرب، وإلا المواد الصلبة هتروح للسيستم فوراً.

ثالثاً: أجهزة الطرد المركزي (Centrifugal Devices)

س: كيف تعمل الهيدروسيكلونات (Hydrocyclones) وما الذي يحكم أداءها؟

الجهاز ده بيفصل المواد بناءً على الحجم والوزن النوعي عن طريق زيادة قوى الـ G. أداء الـ Cones بيعتمد على لزوجة السائل، الحالة الميكانيكية للكون، وضغط التغذية (Feed pressure) اللي لازم يكون من 35 لـ 40 psi (أو 30-40 psi)، وكمية المواد الصلبة.

س: ما هي اشتراطات التركيب والصيانة للهيدروسيكلونات؟

• سعة التدفق لازم تتخطى معدل سركلة البريمة بـ 10 لـ 20%.
• استخدام الـ Agitators الميكانيكية بدل الـ Mud guns في التانكات.
• تخصيص طلمبة طرد مركزي لكل مجموعة هيدروسيكلونات بضغط 35 psi.
• السحب (Suction) يكون من خزان، والطرد (Discharge) يكون في الخزان اللي بعده (Downstream).
• تشغيل الشيكر بشاشات ناعمة جداً عشان تمنع انسداد الكونات.
• التشغيل يكون في حالة "بخاخ" (Spray discharge) لزيادة الكفاءة.

س: ما هي الـ Cut Point ومقاسات الكونات (Cones)؟

كل ما زادت قوة الطرد المركزي، قل الـ Cut point (يعني فصلنا جزيئات أصغر). وكل ما زادت اللزوجة الـ PV، زاد الـ Cut point (يعني الفصل بقى أسوأ). أحجام الكونات والـ Cut point (بالميكرون): - 12 بوصة (Desander): بيفصل من 65 لـ 70 ميكرون. - 6 بوصة: بيفصل من 25 لـ 32 ميكرون. - 4 بوصة (Desilter): بيفصل من 16 لـ 18 ميكرون. - 2 بوصة: بيفصل من 7 لـ 10 ميكرون.

س: ما الفرق بين الـ Spray discharge والـ Rope discharge؟

الـ Spray (البخاخ) هو الوضع المثالي والكفاءة العالية. أما الـ Rope (حبل) فبيحصل لما يكون فيه كمية صلب عالية جداً، وده بيقلل كفاءة الفصل. وزن المادة الخارجة من تحت الـ Cone لازم يكون أثقل من اللي داخلة له، ووزن الـ Desander لازم يكون أثقل من الـ Desilter.

رابعاً: الأجهزة المتخصصة (Mud Cleaner, Degasser, Centrifuge)

س: ما هو الـ Mud Cleaner وكيف نختار الشاشات له؟

هو عبارة عن Desilters راكبة فوق هزاز بشاشات ناعمة جداً. وظيفته يشيل الرمل اللي عدى من شاشات البريمة. بنستخدم شاشات 140-150 مش عشان نحافظ على البارايت، وممكن نستخدم 200 مش بس هتفقد بارايت أكتر.

س: ما هي وظيفة الـ Degasser وكيف يعمل؟

بيفصل الغاز والرغوة من الطفلة عن طريق الطرد المركزي. مقاسه الداخلي من 6 لـ 12 بوصة، وبيسحب الطفلة مباشرة من "تحت" الـ Sand trap مش منه نفسه.

س: لماذا يعتبر السنترفيوج (Centrifuge) هو خط الدفاع الأخير؟

لأنه بيشيل الجزيئات الدقيقة جداً (من 4 لـ 7 ميكرون) اللي الـ Shakers والـ Cones مبيقدروش عليها. الجزيئات دي هي اللي بتدمر الريولوجيا وتزود الـ PV. ملحوظة: السنترفيوج بيشتغل بـ RPM من 1900 لـ 2200. في الطفلة التقيلة لازم تستخدمه بحذر عشان ميفصلش البارايت ويقلل وزن الطفلة.

خامساً: حسابات الـ GPM والتحذيرات الهندسية

س: كيف تحسب الـ GPM للجهاز باستخدام الـ Viscosity Cup؟

الطريقة الميدانية هي: 1- قيس الوقت اللي بياخده ربع جالون (Viscosity cup) عشان يتملي من كون واحد. 2- حول الثواني لدقائق. 3- اقسم 0.25 على الوقت بالدقائق يطلع لك الـ GPM للكون الواحد. 4- اضرب في عدد الكونات يطلع لك الـ GPM للجهاز بالكامل.

س: لماذا نحذر من زيادة وزن الطفلة بنواتج الحفر (LGS)؟

قاعدة ذهبية: إياك تطفئ معدات التنظيف عشان تزود الوزن بنواتج الحفر. مثال: عشان تزود وزن الطفلة 0.1 PPG بنواتج الحفر (LGS)، ده معناه إنك بتضيف 10.92 رطل في كل برميل من المواد الصلبة الصافية. دي كمية ضخمة هتعملك مشاكل Stuck و ROP واطية جداً.

الخلاصة: نصائح التشغيل والصيانة لمهندس الطفلة

يا هندسة، "الزتونة" في الـ Solid Control هي المتابعة الدقيقة: - ضغط المانيفولد لازم يكون 35-40 psi؛ لو عالي هيبوظ الـ Bladder ولو واطي (أقل من 30) يبقى فيه تسريب أو الجهاز مش شغال. - الكونات لازم تكون "بخاخ" (Spray)؛ لو نازلة حبل (Rope) يبقى لازم تظبط الـ Apex. - لو الكونات اتسدت، نضفها بـ سلك من تحت. انسدادها المستمر معناه إن شاشات الهزاز واسعة ومحتاجة تنعم. - إياك تعمل By-pass للهزاز، لأن ده السبب الرئيسي لانسداد الكونات. - وزن الطفلة اللي خارج من السنترفيوج لازم يكون أقل من وزن الطفلة اللي داخلة له، وده دليل إنه شغال صح.

تعديل المقال