معجم المصطلحات الفنية مستعمل في Drilling & Well Completion: walking beam

walking beam

قلب المضخة: فهم شعاع المشي في حفر الآبار وإكمالها

في عالم استخراج النفط والغاز، يُعد شعاع المشي مكونًا أساسيًا في **وحدة ضخ الشعاع (BPU)**، المعروفة أيضًا باسم **مضخة رأس الحصان**. تلعب هذه الآلية البسيطة ولكن الأساسية دورًا حيويًا في إخراج النفط والغاز إلى السطح.

**ما هو شعاع المشي؟**

شعاع المشي هو **عضو فولاذي أفقي** يشكل قلب BPU. يتميز **بحركة متأرجحة أو متذبذبة** مدفوعة بواسطة **نظام ذراع ومُعَقِّل** يتم تشغيله بواسطة محرك كهربائي أو محرك احتراق داخلي. يتم نقل هذه الحركة بعد ذلك إلى **رافعة الضخ** ثم إلى **مضخة البئر** التي تقوم بسحب النفط والغاز من البئر.

**الوظيفة والآلية:**

تتمثل الوظيفة الأساسية لشعاع المشي في **تحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية**. يدور ذراع الدوران، الذي يتم تشغيله بواسطة المحرك، مما يتسبب في تذبذب مُعَقِّل. يتم نقل هذه الحركة المتذبذبة إلى شعاع المشي، الذي يتحرك بعد ذلك لأعلى ولأسفل. يتم تضخيم هذه الحركة لأعلى ولأسفل بواسطة **رافعة الضخ**، التي تعمل كرافعة لزيادة طول الشوط.

يتم نقل طول الشوط المتزايد بعد ذلك إلى **قضيب مصقول**، والذي يتم توصيله بـ **مضخة البئر** عبر سلسلة من القضبان. هذه المضخة، الموجودة في أعماق البئر، مسؤولة عن رفع النفط والغاز إلى السطح.

**الأهمية في الحفر وإكمال البئر:**

يُعد شعاع المشي مكونًا رئيسيًا في عملية **الرفع الاصطناعي**، المستخدمة لإخراج النفط والغاز إلى السطح عندما يكون الضغط الطبيعي غير كافٍ. يتم استخدامه بشكل شائع في **حقول النفط والغاز الناضجة**، حيث استنفدت الآبار الضغط الطبيعي بمرور الوقت.

**مزايا استخدام شعاع المشي:**

  • **البساطة:** يُعد BPU نظامًا بسيطًا وقويًا نسبيًا، مما يجعله موثوقًا به وسهلاً في الصيانة.
  • **الكفاءة:** يوفر تصميم شعاع المشي تحويلًا فعالًا للحركة الدورانية إلى حركة خطية، مما يؤدي إلى كفاءة ضخ عالية.
  • **التكيف:** يمكن تكييف وحدات BPU مع مجموعة متنوعة من ظروف الآبار ويمكنها التعامل مع مجموعة واسعة من معدلات تدفق النفط والغاز.

**الاستنتاج:**

يُعد شعاع المشي مكونًا أساسيًا في وحدة ضخ الشعاع، ويلعب دورًا حيويًا في عملية استخراج النفط والغاز. أدى تصميمه البسيط ولكن الفعال إلى جعله تقنية قياسية وموثوقة للرفع الاصطناعي، مما يساهم بشكل كبير في الإنتاج المستدام لموارد النفط والغاز في جميع أنحاء العالم.


Test Your Knowledge

Quiz: The Heart of the Pump: Understanding the Walking Beam

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the primary function of the walking beam in a beam pumping unit (BPU)?

a) To provide power to the downhole pump b) To regulate the flow of oil and gas to the surface c) To convert rotational motion into linear motion d) To prevent the downhole pump from overheating

Answer

c) To convert rotational motion into linear motion

2. What is another name for the beam pumping unit?

a) Centrifugal pump b) Horsehead pump c) Plunger pump d) Submersible pump

Answer

b) Horsehead pump

3. What component drives the walking beam's reciprocating motion?

a) The downhole pump b) The pumping jack c) The polished rod d) The crank and connecting rod system

Answer

d) The crank and connecting rod system

4. In which type of oil and gas fields are BPUs commonly used?

a) Newly discovered fields b) Mature fields with depleted natural pressure c) Fields with high natural pressure d) Fields with low viscosity oil

Answer

b) Mature fields with depleted natural pressure

5. What is a key advantage of using a walking beam in artificial lift?

a) High initial cost b) Complex maintenance requirements c) Adaptability to different well conditions d) Limited pumping efficiency

Answer

c) Adaptability to different well conditions

Exercise: Understanding Walking Beam Movement

Scenario: Imagine a walking beam is moving up and down. Describe the movement of the following components in relation to the walking beam:

  • Pumping jack
  • Polished rod
  • Downhole pump

Instructions: Explain how the movement of each component is linked to the walking beam's motion.

Exercice Correction

The walking beam's up and down motion is amplified by the **pumping jack**, which acts as a lever. As the walking beam moves upwards, the pumping jack moves downwards, and vice versa. This amplified motion is then transferred to the **polished rod**, which is directly connected to the pumping jack. The polished rod moves in sync with the pumping jack, creating a linear up-and-down motion. This motion is finally transmitted to the **downhole pump** through a string of rods. The downhole pump moves up and down in response to the polished rod's motion, effectively drawing oil and gas from the well.


Books

  • Petroleum Engineering Handbook: This comprehensive handbook covers various aspects of oil and gas production, including artificial lift methods like beam pumping.
  • Artificial Lift Systems: By John M. Campbell. This book delves into various artificial lift methods, including beam pumping, with detailed explanations of their design, operation, and applications.
  • Oil Well Drilling and Production: By William C. Lyons. This book provides a broad overview of drilling and production techniques, including a section on beam pumping units.

Articles

  • "Beam Pumping: A Practical Guide" by Petroleum Engineer Magazine. This article offers a detailed overview of beam pumping unit operation, including a breakdown of the walking beam's function.
  • "Optimizing Beam Pumping Operations for Enhanced Oil Production" by SPE Journal. This journal article explores optimizing beam pumping performance for better oil recovery, analyzing the role of the walking beam in the process.
  • "The Impact of Walking Beam Design on Pump Performance" by Oil & Gas Science and Technology. This research article focuses on the influence of walking beam design parameters on pumping efficiency and overall well productivity.

Online Resources

  • The Energy Institute: This institute offers a range of resources, including webinars and technical reports, on various aspects of oil and gas production, including beam pumping technology.
  • Oil & Gas Journal: This online journal publishes articles and news on the latest advancements and trends in the oil and gas industry, including those related to artificial lift.
  • SPE (Society of Petroleum Engineers): SPE's website features a vast library of technical papers and research publications, including those focusing on beam pumping units and the walking beam mechanism.

Search Tips

  • "walking beam mechanism" + "oil and gas"
  • "beam pumping unit" + "artificial lift"
  • "pumping jack design" + "oil well production"
  • "polished rod" + "downhole pump" + "walking beam"
مصطلحات مشابهة
  • Grade beam دعم الأساس: فهم عوارض الدرجة …
الأكثر مشاهدة

Comments


No Comments
POST COMMENT
captcha
إلى