كيف يتم اختيار صمام معدات الحفر المناسب للتكيف مع بيئات الحفر المختلفة؟

في مجال هندسة الحفر المعقد والصعب، اختر الخيار الصحيح صمام معدات الحفر أمر بالغ الأهمية لضمان التقدم السلس لعمليات الحفر وتحسين الكفاءة وضمان السلامة.
بادئ ذي بدء، ينبغي النظر في عمق وبيئة الضغط للحفر. بالنسبة للآبار الضحلة ذات بيئات الحفر ذات الضغط المنخفض نسبيًا، مثل حفر بعض آبار المياه المدنية الصغيرة، يمكن اختيار صمامات البوابة العادية أو الصمامات الحابسة. تتميز صمامات البوابة بخصائص مقاومة السوائل المنخفضة والفتح والإغلاق الموفر للعمالة نسبيًا، والذي يمكن أن يلبي المتطلبات الأساسية للتحكم في السوائل في ظروف الحفر البسيطة نسبيًا. يتميز الصمام التوقف بختم أفضل في الحالة المغلقة، مما يمكن أن يمنع تسرب المياه الجوفية. ومع ذلك، عند مواجهة حفر الآبار العميقة، مثل الآبار التي يبلغ عمقها آلاف الأمتار في التنقيب عن النفط، والضغط الضخم في قاع البئر، هناك حاجة إلى صمامات فحص خاصة للضغط العالي وصمامات أمان. يمكن أن تضمن صمامات فحص الضغط العالي أن سائل الحفر يمكن أن يتدفق فقط في اتجاه واحد، ويمنع التدفق العكسي تحت الضغط العالي، ويتجنب الإضرار بالمعدات والأفراد. يتم فتح صمام الأمان تلقائيًا لتحرير الضغط عندما يتجاوز الضغط القيمة المحددة، مما يضمن سلامة واستقرار نظام الحفر بأكمله. على سبيل المثال، في منصات التنقيب عن النفط في أعماق البحار، تعد موثوقية صمام الأمان بمثابة خط الدفاع الرئيسي لمنع حوادث الانفجار. بمجرد أن يرتفع الضغط في قاع البئر بشكل غير طبيعي، يمكن أن يستجيب صمام الأمان بسرعة لتحرير الضغط وتجنب العواقب الكارثية.
ثانيا، تؤثر الظروف الجيولوجية للحفر أيضا على اختيار الصمامات. وفي التكوينات ذات الجيولوجيا المستقرة نسبيًا وصلابة الصخور المعتدلة، قد تكون الصمامات المصنوعة من مواد عادية كافية. ومع ذلك، إذا كان في تكوينات ذات جيولوجيا معقدة ومواد مسببة للتآكل، مثل بعض التكوينات الحمضية أو التكوينات المحتوية على الكبريت، فيجب اختيار الصمامات ذات المقاومة للتآكل. تتمتع الصمامات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الصمامات المصنوعة من السبائك الخاصة بمزايا واضحة في هذه البيئة. يمكنها مقاومة تآكل المواد الحمضية والكبريتيدات، مما يضمن عمر الخدمة والوظيفة الطبيعية للصمامات. على سبيل المثال، في بعض مشاريع الحفر بالطاقة الحرارية الأرضية، نظرًا لأن المياه الساخنة تحت الأرض قد تحتوي على كمية كبيرة من الأيونات المسببة للتآكل، فإن استخدام الصمامات المقاومة للتآكل يمكن أن يطيل عمر خدمة الصمامات بشكل فعال ويقلل من زيادة التكلفة وتأخير البناء الناجم عن الصمام المتكرر استبدال.
علاوة على ذلك، فإن خصائص السوائل لعمليات الحفر تعتبر أيضًا من الاعتبارات المهمة. إذا كان سائل الحفر يحتوي على الكثير من الجزيئات الصلبة، كما هو الحال في بعض عمليات حفر الغاز الصخري، فمن أجل منع التآكل الداخلي وانسداد الصمام، يجب اختيار صمام بتصميم مقاوم للتآكل ومضاد للانسداد. على سبيل المثال، يمكن للصمام الكروي ذو هيكل مقعد الصمام الخاص وسطح إغلاق الكربيد أن يقطع بشكل فعال السائل الذي يحتوي على جزيئات صلبة أثناء الدوران، ولا يلتصق بسهولة بالجزيئات، مما يضمن التحكم السلس في السائل.