تعبئة مضخة الغطاس ذات الخدمة الجيدة يلعب دورا حاسما في صناعة النفط والغاز ، وخاصة في عمليات صيانة الآبار.

1. الوظيفة

الوظيفة الأساسية لـ تعبئة مضخة الغطاس الهدف هو إنشاء سدٍّ موثوق بين المكبس وأسطوانة المضخة. يمنع هذا السد تسرب السوائل، مثل طين الحفر، أو سوائل التكسير، أو السوائل المُنتجة (خليط النفط والغاز).

2. المواد والبناء

تتكون هذه الحشوات عادة من مجموعة من المواد لتتحمل الظروف القاسية لخدمة الآبار.

• الإيلاستومرات: تُستخدم مواد مثل مطاط النتريل (NBR) ومطاط النتريل المهدرج (HNBR) بشكل شائع. يتميز مطاط NBR بمقاومة جيدة للزيوت والهيدروكربونات، وهو مناسب لدرجات حرارة متنوعة. أما مطاط HNBR، فيتميز بمقاومة مُحسّنة للحرارة والمواد الكيميائية والتآكل، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات الأكثر تطلبًا.
• المركبات المُقوّاة بالألياف: تُستخدم أحيانًا ألياف، مثل ألياف الأراميد، لتقوية مواد التعبئة. تتميز الحشوات المُقوّاة بالأراميد بقوة عالية ومقاومة ممتازة للتآكل. تُساعد هذه الألياف على الحفاظ على سلامة الحشوة في ظروف الضغط والاحتكاك العاليين.

3. خصائص الأداء

• إمكانية الختم: يمكن للحشوات عالية الجودة الحفاظ على الختم حتى عند الضغوط العالية للغاية، وهو أمر شائع في تطبيقات الخدمة الجيدة مثل التكسير الهيدروليكي، حيث يمكن أن تصل الضغوط إلى آلاف الجنيهات لكل بوصة مربعة.
• مقاومة التآكل: تتعرض حشوة مضخة المكبس لاحتكاك مستمر أثناء تحرك المكبس ذهابًا وإيابًا داخل الأسطوانة. تضمن مقاومة التآكل الجيدة عمرًا أطول.
• المقاومة الكيميائية: قد تحتوي سوائل صيانة الآبار على مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية. يجب أن تقاوم الحشوة التلف وتحافظ على خصائصها المانعة للتسرب عند تعرضها لهذه المواد. تُعد هذه المقاومة الكيميائية أساسية لضمان تشغيل مضخة الغطاس بكفاءة في مختلف حالات صيانة الآبار.
• مقاومة درجات الحرارة: تختلف درجة الحرارة بشكل كبير تبعًا لعمق البئر وطبيعة التشغيل. يجب أن تعمل حشوات مضخة الغطاس بكفاءة ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة. على سبيل المثال، في عمليات الآبار العميقة، قد تكون درجة الحرارة مرتفعة جدًا، ويجب أن تحافظ مادة الحشو على خواصها الإحكامية والميكانيكية دون أن تلين أو تتصلب بشكل مفرط.

4. التطبيق في صناعة النفط والغاز

في قطاع خدمة آبار النفط والغاز، يتم استخدام عبوات مضخة الغطاس في عمليات مختلفة.

• الحفر: أثناء عملية الحفر، تُستخدم المضخة لتدوير طين الحفر. تضمن الحشوة ضخ الطين بالضغط المطلوب دون أي تسرب، مما يحافظ على استقرار البئر، ويساهم في تبريد وتزييت لقمة الحفر.
• التكسير والتحميض: في التكسير الهيدروليكي، تُضخ سوائل عالية الضغط إلى البئر لإحداث شقوق في التكوين الصخري لتعزيز إنتاج النفط والغاز. يجب أن تتحمل الحشوة في مضخة الغطاس هذه الضغوط العالية والطبيعة التآكلية لسوائل التكسير. وبالمثل، في عمليات التحميض، حيث تُستخدم الأحماض لإذابة التكوينات الصخرية وتحسين نفاذيتها، يجب أن تقاوم الحشوة السوائل الحمضية.