دراسة الحمل على القضيب الأملس و تصميم قضبان الضخ

^ مقدمة ^ :

& إن الحركتان الأساسيتان لوحدة الضخ العمودية هما:

1. الحركة الخطية المتناوبة لتشكيلة قضبان الضخ و مكبس المضخة الجوفية.
2. حركة كرنك و ذراع و ميزان (Walking Beam ) الوحدة السطحية .

 و تعتبر حركة الوحدة السطحية هامة جدا لأنها تتحكم بسرعة قضبان الضخ، و بالتالي تتوقف عليها إنتاجية المضخة الجوفية، كما تتغير الأعمال التي تتعرض لها تشكيلة القضبان .&

**الحمولة على القضيب الأملس** :

& تتركز الحمولة على القضيب الأملس ( إذ يتحمل وزن جميع القضبان و السائل والإجهادات الأخرى الناتجة عن عملية الإنتاج و الحركة ) ، و تتكون الحمولة العظمى على القضيب الأملس (PPRL : Peak Polished Rod Load) من الوزن الستاتيكي لقضبان الضخ و وزن السائل المرفوع و الوزن الزائد الناتج عن الاحتكاك و عن التسارع و هو يتوافق مع الشارع الأعظمي و تكون بالقرب من بداية المشوار الصاعد، أما الحموية الصغرى (MPRL : Minimum Polished Rod Load) فتتوافق مع التخامد الأعظمي للقوى باتجاه الأسفل، و يكون ذلك قرب قيمة الشوط حالما تبدأ مجموعة القضبان الحركة للأسفل، حيث تم تفريغ السائل و انتقل الحمل الجوفي على صمام السحب الذي أغلق .

توجد العديد من العلاقات التي تعطي التسارع الأعظمي و الأصغري، و أشهرها علاقات ( Mills)، و تأخذ أكثر هذه العلاقات بالاعتبار - كتقريب أولي مقبول - أن هناك توافق بين حركة الوحدة السطحية و مكبس المضخة الجوفية ، و تهمل تأثير تسارع حركة السائل في مواسير الإنتاج، كما أنها تهمل تأثير نسبة طوق الكرنك إلى الذراع ( C / P ). و يعطى معامل تسارع (Mills) بالعلاقة التالية :

و يسمى المعامل ( α+1) بالمعامل النبضي، و يضعه العالم میلز ( Mills ) في علاقاته بما يخص وزن القضبان لا السائل . و بالنسبة لوحدات الضخ العمودية الاعتيادية ( Conventional) يكون الحمل الأعظمي على القضيب الأملس :

أما الحمل الأصغري على القضيب الأملس فيكون حسب العلاقة التالية :

حيث أن :

fϒ: كثافة السائل