شاشة حزمة الحصى لسيطرة سمال المياه-التحليل العلمي والتقني

1. مقدمة لتكنولوجيا شاشة حزمة الحصى

تمثل شاشات حزمة الحصى تقنية حرجة في أنظمة التحكم في الرمال لآبار المياه, آبار النفط والغاز, وبيئات الاستخراج تحت السطحية الأخرى حيث تنتج التكوينات غير الموحدة أو الموحدة بشكل فضفاض الرمال المفرطة أثناء إنتاج السوائل. يمكن أن يؤدي اقتحام الرمل في حفرة البئر إلى تلف شديد في معدات الضخ, انسداد مسار التدفق, انخفاض معدلات الإنتاج, وزيادة تكاليف الصيانة. شاشات حزمة الحصى, عند تصميم وتثبيت بشكل صحيح, توفير حاجز مادي فعال يسمح بسوائل التكوين (المياه, زيت, أو الغاز) لدخول البئر مع منع ترحيل الرمال والجسيمات الدقيقة في أنابيب الإنتاج. يتم تحقيق ذلك من خلال مجموعة من مجموعة الشاشة ذات الهندسة الدقيقة وحزمة الحصى المتدرجة التي تحيط على الشاشة, تشكيل منطقة ترشيح بين التكوين وحفرة البئر.

يتضمن مبدأ التشغيل وضع طبقة الحصى عالية النقل حول الشاشة, بحجم لحظر جزيئات الرمل في التكوين مع السماح بالسوائل المنتجة بالتدفق مع الحد الأدنى من انخفاض الضغط. تعمل الشاشة كدعم ميكانيكي لمنع انهيار حزمة الحصى وكطبقة ترشيح ثانوية. يمكن بناء شاشات حزمة الحصى من مجموعة متنوعة من السبائك المقاومة للتآكل وغالبًا ما يتم تصميمها بأحجام محددة, تكوينات ملفوفة الأسلاك, أو تجميعات عرض معدنية مميزة لتتناسب مع توزيع حجم الجسيمات لرمال التكوين. لقد ثبت أن مزيجًا من تعبئة الحصى وشاشة مصممة جيدًا تمدد بشكل كبير الحياة التشغيلية لآبار المياه وآبار الإنتاج, لا سيما في البيئات التي تشكل فيها الجسيمات الكاشطة ومعدلات التدفق العالية تحديًا لطرق الإنجاز التقليدية.

شركتنا متخصصة في التصميم, هندسة, وتصنيع شاشات حزمة الحصى المصممة لسيطرة رمل الآبار على الماء. مع عقود من الخبرة الميدانية وقدرات التصنيع المتقدمة, نضمن أن كل منتج يفي بمعايير أداء صارمة للقوة الميكانيكية, كفاءة الترشيح, ومقاومة التآكل والتآكل. في الأقسام التالية, سنقدم تحليلًا فنيًا متعمقًا لمنتجات شاشة الحزمة الخاصة بنا, بما في ذلك أوصاف المنتج التفصيلية, الخصائص الميكانيكية, مواصفات, تكوين المواد, تحليل الأداء, تطبيقات, وتدابير ضمان الجودة.

2. وصف المنتج

منتجات شاشة حزمة الحصى الخاصة بنا عبارة عن أجهزة ترشيح ذاتية للهندسة المستخدمة في آبار المياه وتطبيقات التحكم في الرمال لضمان أقصى إنتاجية للسوائل مع تقليل دخول الرمل إلى أدنى حد. تتكون كل شاشة من أنبوب قاعدة (في كثير من الأحيان API 5CT غلاف أو أنابيب قياسية) مع تصميم مثقوب أو محدد للسماح بدخول السوائل, مغطاة بوسط مرشح (مثل غلاف الأسلاك أو شبكة معدنية) الذي يوفر ترشيح دقيق. يتم وضع حزمة الحصى في المسافة الحلقية بين الشاشة وجدار البئر, إنشاء نظام ترشيح على مرحلتين: طبقة الحصى تمنع غالبية رمال التكوين, بينما تجسد الشاشة أي غرامات متبقية تمر عبر الحصى.

تتوفر شاشات حزمة الحصى التي نصنعها في مجموعة من التكوينات, بما في ذلك التفاف المباشر, انزلق, غلاف الأسلاك القائم على قضيب, وشاشات الشبكة الممتازة. يتم تحديد كل تصميم بناءً على متطلبات التحكم في الرمال المحددة للبئر, خصائص السوائل, ومعدلات الإنتاج المتوقعة. تتوفر مادة الأنابيب الأساسية في فولاذ الكربون عالي القوة أو سبائك مقاومة للتآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك القائمة على النيكل, اعتمادًا على كيمياء المياه والبيئة التشغيلية. تضمن تحمل التصنيع لدينا فتحات موحدة للفتحات, وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على أداء ترشيح متسق عبر طول الشاشة بالكامل.

المعلمة	نطاق المواصفات
القطر الخارجي (التطوير التنظيمي)	3 1/2″ إلى 13 3/8″
طول	تصل إلى 12 متر (الأطوال المخصصة المتاحة)
مادة الأنابيب الأساسية	API J55, K55, L80, 316ل ss, 904L, Inconel, Hastelloy
نوع المرشح	غلاف الأسلاك, شبكة معدنية, مثقب
فتحة/حجم الفتح	0.15 مم إلى 3.0 مم
نوع الاتصال	API LTC, BTC, اتصالات مميزة

3. الخصائص الميكانيكية

تعتبر السلامة الميكانيكية لشاشة حزمة الحصى أمرًا بالغ الأهمية لضمان موثوقيتها على المدى الطويل تحت الضغوط التي واجهتها أثناء التثبيت والتشغيل. تم تصميم شاشات حزمة الحصى الخاصة بنا لتحمل الأحمال المحورية, ضغوط الانهيار, والضغوط الالتوائية التي تحدث في إكمال بئر المياه. تم تصميم الأنبوب الأساسي لتوفير القوة الهيكلية اللازمة, في حين أن وسيط المرشح مرتبط أو لحام لمقاومة الانحلال أو الفصل تحت ضغوط تفاضلية. نجري تحليل العناصر المحدودة صارمة (FEA) خلال مرحلة التصميم لمحاكاة الظروف التشغيلية في العالم الحقيقي, التأكد من أن كل منتج يلبي أو يتجاوز معايير الصناعة للأداء الميكانيكي.

ملكية	القيمة النموذجية
قوة الشد	≥ 600 MPA
قوة العائد	≥ 450 MPA
انهيار المقاومة	حسب API 5CT, يعتمد على الحجم والصف
مقاومة انفجار	≥ 30 MPA
أقصى درجة حرارة التشغيل	ما يصل إلى 400 درجة مئوية (اعتمادا على السبائك)
المقاومة للتآكل	عالية, اعتمادًا على اختيار المواد

4. المواصفات المشتركة

يتم تصنيع شاشات حزمة الحصى الخاصة بنا للامتثال للمعايير والمواصفات المعترف بها دوليًا لضمان التوافق مع أنظمة إكمال الآبار وتلبية متطلبات أداء عملائنا. نحن نتبع API (معهد البترول الأمريكي) مواصفات الأنابيب الأساسية, معايير ISO لجودة وسائط الترشيح, والمتطلبات الهندسية الخاصة بالعميل للتطبيقات الخاصة. يحدد الجدول أدناه بعض المواصفات الأكثر شيوعًا التي تلتقي بها منتجاتنا:

القياسية	الوصف
API 5CT	مواصفات الغلاف والأنابيب
ISO 17824	معيار اختبار شاشة التحكم في الرمال
Nace MR0175	متطلبات المواد لمقاومة تكسير الإجهاد الكبريتيد
ASTM A312/A213	مواصفات أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ
ASME B31.3	عملية الامتثال لتصميم الأنابيب

5. التكوين الاسمي للكيمياء

يعد اختيار المواد لشاشات حزمة الحصى أمرًا ضروريًا لضمان كل من القوة الميكانيكية ومقاومة التآكل. اعتمادًا على البيئة التشغيلية, يمكن تصنيع وسائط الأنابيب والمرشح من سبائك مختلفة. فيما يلي مثال على التكوين الاسمي لشاشة حزمة الحصى الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 316L للمرشح المتوسط والأنبوب الأساسي:

عنصر	تعبير (%)
حديد (Fe)	توازن
الكروم (كر)	16.0 – 18.0
النيكل (في)	10.0 – 14.0
الموليبدينوم (شهر)	2.0 – 3.0
المنغنيز (MN)	≤ 2.0
السيليكون (و)	≤ 1.0
كربون (ج)	≤ 0.03
الفسفور (ف)	≤ 0.045
الكبريت (S)	≤ 0.03