المحركات الجوفية التوربينية turbine motor - (الجزء الأول)

​

^ مقدمة ^ :

& من المعروف أن عملية حفر الآبار النفطية تعتمد على عمل رأس الحفر على قعر البئر ، حيث تنغرز أسنان الدقاق في الصخر نتيجة الحمولة المسلطة على الدقاق ، ثم تقوم هذه الأسنان بتحطيم الصخر نتيجة الحركة الدورانية ، إن هذه الحركة الدورانية لرأس الحفر على القعر يمكن تأمينها من خلال ثلاثة طرق :

- عن طرق الروتر Rotary Table

- عن طريق التوب درايف Top Drive

- عن طريق محركات جوفية توضع فوق الدقاق مباشرة (Mud Motor& Turbine Motor )

 وسبق أن بينا سابقا عمل و أقسام كل من الروتر و التوب درايف ، و سنطلع في الصفحات التالية على عمل و أقسام المحركات الجوفية بشكل مفصل  &

**التوربين (Turbine motor  ) **: &

التوربين : هو محرك هيدروليكي يركب فوق الدقاق مباشرة يقوم بتحويل الطاقة الهيدروليكية لسائل الحفر إلى طاقة ميكانيكية تدور محور التوربين وبالتالي تدور الدقاق الموصول معه . (دون تدوير المواسير) &

الشكل يوضح التوربين وأقسامه  

**الأجزاء الرئيسية للتوربين ** : &

1. الغلاف الخارجي ( جسم التوربين ) : و هو يشكل الجزء الثابت من التوربين حيث يتم وصله من

الأعلى مع المواسير بواسطة شرار خاص . و من الداخل تركب عليه الأجزاء الثابتة من الفراشات والمساند.

2. محور التوربين : و هو يشكل الجزء الدوار من التوربين حيث يتصل من الأسفل مع الدقاق ، كما تركب عليه الأجزاء المتحركة من الفراشات ، يتم شد الفراشات المتحركة و تثبيتها على جسم المحور بواسطة صملة خاصة تركب أعلى المحور ، و في القسم السفلي من المحور توجد فتحات خاصة لعبور سائل الحفر إلى الدقاق .
3. الفراشات ( العنفات ) : و هي عبارة عن أقراص دائرية تحتوي كل عنفة منها على شفرات مائلة يصطدم بها سائل الحفر ، مولدة بذلك الطاقة الحركية . و هذه العنفات نوعين : :عنفات ثابتة تثبت على غلاف التوربين من الداخل و الغاية منها توجيه سائل الحفر :عنفات دوارة تثبت على محور التوربين و هي تشبه العنفات الثابتة لكن ميلان الشفرات فيها يعاكس اتجاه میلان شفرات العنفات الثابتة ، و الغاية منها توليد الطاقة الحركية نتيجة اصطدامها بسائل الحفر. كل زوج من الفراشات ( العنفات ) المتتالية ( فراشة ثابتة + فراشة دوارة ) يدعى طابق ، حيث يتألف التوربين بالمتوسط من 100 طابق

4-  المساند ( البيليا ) : تقوم مراکز استناد محور التوربين بعمل بیلیات ( مطاطية - معدنية ) وتركب المساند في أعلى محور التوربين وفي منتصفه وفي أسفله ، فالمساند العلوية هي مساند انزلاقية ( قطرية ومحورية ) والتوربين الواحد يحتوي على عدة مساند انزلاقية أما المساند الوسطى والسفلية فهي مركزية فقط .

 - مراكز الاستناد العلوية تقوم بتعليق المحور بجسم التوربين و مركزته داخله .

- مراكز الاستناد الوسطية تقوم بالمحافظة على محور التوربين شاقوليا وكذلك تمنعه من الانحناء تحت تأثير الحمل على الدقاق كما تمنع تلامس أقراص الفراشات الثابتة مع المتحركة باتجاه مركز المحور .

 - مراكز الاستناد السفلية تقوم بثلاثة وظائف :

 أ- مسند مركزي .

      ب- مانع يوجه الطفلة إلى داخل المحور بعد خروجها من الفراشات .

      ج-   مكبس عند شده أو ربطه في غلاف التوربين يقوم برص جميع الأقراص الثابتة ويؤمن ثباتها وعدم حركتها بالنسبة للغلاف .

5 -  نبل التوربين : يوجد عند الجزء السفلي للتوربين و يتم شده على الجسم بشرار خاص ، حيث يؤدي هذا الشد إلى تراص الفراشات الثابتة و تثبيتها ، و النبل يحقق الإغلاق الجيد ما بين محور التوربين وجسمها من خلال موانع من الكاوتشوك بوضع داخلهم لمنع سائل الحفر من العبور إلى الفراغ الحلقي المتشكل مابين جسم التوربين و محوره دون المرور على الدقاق ، بل يتم إجباره على العبور من الفتحات الخاصة الموجودة  في المحور و منها إلى الدقاق .&

**تحضير التوربين وكيفية عمله في البئر** :

 & مهما كان نوع التوربين جديدا أو مستخدما وقبل إنزاله في البئر يجب فحصه لتلافي نقله وإنزاله غير المجدي في البئر ويجرب التوربين بعد أن يربط مع الدقاق والقلم و يتم إجراء دوران طفلة فإذا كان جاهزا يتابع إنزال حتى القاع بسرعة متوسطة أما إذا لم يعمل يمكن أن تجرى له عملية مقالشة ( ترويض - أو معاملة التوربين - حيث يوضع الدقاق بالسطل الخاص به ضمن الروتر و يتم تثبيت جسم التوربين ثم تدوير الروتر ( دون تشغيل الدفاش ) و ذلك لمدة 10-15 دقيقة ثم يتم إنزال الدقاق أسفل الروتر واختبار التوربين بتشغيل الدفاش ، إذا لم يعمل التوربين يعاد إلى ورشة الإصلاح . أثناء إنزال التوربين في البئر يجب مراقبة مؤشرات الوزن فعند ملاحظة تناقص الوزن والذي يعني حدوث تضيق في البئر نتيجة انتفاخ الصخور . عند ذلك يجب تركيب القلم وينشط المجال بعد ذلك يتابع إنزال التوربين . و قبل أن يتلامس مع قعر البئر يتم تشغيل الدفاش و النزول و البدء بالحفر التوربيني . أثناء الحفر يجب مراقبة عمل التوربين باستمرار وذلك من خلال مراقبة جهاز قياس الوزن وجهاز قياس الضغوط فإذا لوحظ زيادة أو نقصان الضغط فانه يعني ظهور بعض الأعطال في التوربين أو في مجموعة مواسير الحفر . إن نظام الحفر للتوربين يحدد باختيار الحمل على الدقاق لأن كل من الغزارة وعدد الدورات تابعان لنوع التوربين ويختار الحمل الذي يحقق أكبر سرعة تقدم أما في الصخور القاسية فان نظام الحفر التوربين يحدد حسب نوعية الاهتزازات مجموعة مواسير الحفر .

​