1. مقدمة موجزة
كتلة التوازن هي جزء مهم من وحدة ضخ الشعاع، وظيفتها هي موازنة وحدة الضخ الفرق في الحمل المتناوب أثناء الضربات لأعلى ولأسفل، لأن رأس الحمار يتحملوزن العجلاتt عمود السائل المؤثر على قسم المكبس ووزن عمود قضيب الشفط في السائل، بالإضافة إلى الاحتكاك والقصور الذاتي والاهتزاز والأحمال الأخرى أثناء الشوط العلوي لوحدة الضخ. دفع الكثير من الطاقة: بسبب جاذبية قضيب الشفط أثناء الشوط السفلي، يتحمل رأس الحمار فقط قوة السحب لأسفل. لا يحتاج المحرك إلى دفع الطاقة فحسب، بل إنه يعمل على المحرك. نظرًا لأن حمل الشوطين العلوي والسفلي مختلفان جدًا، فإن المحرك سهل الاحتراق، مما يتسبب في عدم عمل وحدة الضخ بشكل صحيح. لحل المشكلات المذكورة أعلاه، يجب استخدام جهاز موازنة لتقليل فرق الحمل بين الشوطين العلوي والسفلي، بحيث يمكن للمعدات أن تعمل بشكل طبيعي.
الوزن العجلةمتصلٌ بذراع التدوير بمسامير على شكل حرف T. مع دوران ذراع التدوير، تُحدث حركة دائرية. وزنوزن العجلةيتراوح وزن ذراع التدوير بين 500 و1500 كجم. في وحدة ضخ الشعاع، يُستخدم ذراع التدوير عادةً للآلات الثقيلة. يكون حمل قاع البئر كبيرًا نسبيًا، ويؤدي تأثير الأحمال المتناوبة المختلفة إلى فكّ كتلة التوازن بسهولة. في حالة فكّ كتلة التوازن وانزلاقها، سيتسبب ذلك في ضخّ حوادث مثل اعوجاج قضبان التوصيل وتمزق ذراع التدوير ووحدات الضخ، والتي لن تُلحق أضرارًا جسيمة بمعدات رأس البئر فحسب، بل تُعرّض السلامة الشخصية للخطر أيضًا. لذلك، من المهم للغاية تحليل أسباب فكّ كتلة توازن وحدة الضخ واتخاذ التدابير المناسبة للحدّ من وقوع الحوادث وضمان التشغيل الطبيعي لمعدات وحدة الضخ.
2. سبب ارتخاء البراغي
الأسباب الرئيسية لتفكك نوع "T"صواميل العجلاتعندما تعمل آلة الزيت تكون كما يلي:
(1) عدم كفاية التحميل المسبق أو، في الشجاعة، لكي تسير الشوكولاتة بسلاسة، ولكنصواميل العجلاتيجب شدها مسبقًا. يتم الحد من صعوبات شد الخيط بشكل كبير. اجتهد جاهدًا للتغلب على اختبار الاعتماد على الذات في الخيط. هناك الكثير من النفوذ عند التنافس بشراسة لمنع وضع المنافسة على المحك. ليس من السهل شد البراغي، مما يؤدي إلى ارتخاء وزن الموازنة بسهولة.
(2) هناك عيوب في المزدوجبندقطريقة القفل: يُعد قفل الصمولة المزدوجة شكلاً شائعًا من أشكال منع فك الخيوط في التطبيقات العملية الحالية. يتميز بسهولة المعالجة، والاستقرار، والموثوقية، وسهولة الفك والتركيب. يُستخدم على نطاق واسع في صناعات البتروكيماويات والمعالجة والتصنيع، ولكنه لا يلبي إلا متطلبات الفك العامة. لا يُعد هذا التأثير مثاليًا في ظل الأحمال المتناوبة المتكررة لفترة طويلة، لأن التوافق بين الوصلات الملولبة يكون خلوصًا، ويتوافق الخيط الداخلي والخارجي تدريجيًا بإحكام أثناء عملية الشد المسبق، بينما يُطبق الخيط الخارجي قوة محورية خارجية، والتي بدورها تُولد قوة احتكاك معاكسة لاتجاه الشد، مما يمنع فك البرغي، وبالتالي يلعب دورًا في الشد. ومع ذلك، نظرًا للفجوة بين البرغي والصامولة، يتغير الحمل باستمرار أثناء تشغيل الجهاز، بحيث تتغير قوة الشد المسبق بين الخيطين الداخلي والخارجي، ويصبح الوصل الملولب مرتخيًا بعض الشيء. سيستمر هذا الارتخاء في التراكم بمرور الوقت حتى يسقط البرغي.
(3) جودة معالجة الخيوط غير المؤهلة: تؤثر جودة معالجة الأجزاء الملولبة بشكل كبير على زوج التوصيل. فجوة الخيط المشتركة غير متساوية. عندما تكون فجوة الخيط كبيرة، تزداد فجوة التركيب، بحيث لا يمكن لقوة شد الخيط المسبقة أن تصل إلى التوقعات، ويصعب توليد احتكاك كافٍ. يسرع فك الخيط تحت الحمل المتناوب؛ عندما تكون خلوص الخيط صغيرًا، تصبح مساحة التلامس بين الخيوط الداخلية والخارجية أصغر، وتحت تأثير الحمل، يتحمل جزء من الخيط الحمل الكامل، مما يقلل من قوة الخيط ويسرع من فشل اتصال الخيط.
(4) جودة التركيب غير مطابقة للمواصفات. عند التركيب، يجب أن يكون سطح التلامس مستويًا ونظيفًا، وألا تتجاوز الفجوة القصوى 0.04 مم. وإلا، يُنصح باستخدام مبرد أو مسوي للتسوية. في حال عدم توفر الشروط، يمكن استخدام صفيحة حديدية رقيقة لتسويتها. في حال وجود تلوث زيتي بين سطحي التلامس، لن تُحكم براغي كتلة التوازن بإحكام، مما يسهل فكها وانزلاقها.
(5) تحت تأثير عوامل أخرى، مثل اهتزاز الجسم عندما تتوقف وحدة الضخ وتتوقف، والتغيير المفاجئ في ضغط البئر، وما إلى ذلك، فمن السهل أن يتسبب ذلك في فك صمولة كتلة التوازن.
3. التدابير الاحترازية
لمنع ارتخاء الاتصال الملولب للأوزان العجلات، ينبغي اتخاذ التدابير المقابلة التالية من الجوانب الثلاثة للتصميم والتصنيع والتركيب.
(١) تحسين طريقة التحميل المسبق، أي استخدام طريقة علمية لتطبيق عزم شدٍّ مُطابق لمتطلبات مسامير الشد، لضمان تلبية الوصلة الملولبة لقوة الشد المسبق المطلوبة. وفقًا لمتطلبات عزم الشد المسبق لمسامير التوصيل، يجب أن يصل أقصى عزم شدٍّ مسبق مسموح به لمسامير M42-M48 إلى 312-416 كجم/م². ووفقًا للتجربة الميدانية، لا بأس بارتداد المفتاح قليلاً.
(٢) إضافة تدابير لمنع فك البراغي. لضمان التشغيل المستقر طويل الأمد للمعدات، لا يكفي تطبيق قوة شد مسبقة مناسبة، بل يجب اتخاذ تدابير معينة لمنع فك البراغي. تشمل تدابير منع فك البراغي الشائعة أربعة تدابير رئيسية:
a.الاحتكاك لمنع الارتخاء. تُشبه هذه الطريقة آلية زيادة قوة الشد المسبق. بإضافة ملحقات، يُولّد زوج التوصيل ضغطًا مستمرًا، مما يزيد قوة الاحتكاك بين أزواج الخيوط ويمنعها من الدوران. من الطرق الشائعة: الغسالات المرنة، والصواميل المزدوجة، والصواميل ذاتية القفل، وغيرها. تتميز هذه الطريقة المضادة للارتخاء بسهولة التشغيل والفك، ولكن من السهل فكها تحت الأحمال المتناوبة طويلة الأمد.
b.آلية منع الارتخاء الميكانيكية. يُمنع الدوران النسبي بين الأزواج الملولبة بإضافة سدادة. مثل استخدام دبابيس منفصلة، وأسلاك تسلسلية، وغسالات إيقاف. هذه الطريقة تجعل الفك صعبًا، ويتعرض دبوس السدادة للتلف بسهولة.
c.مثقاب تثبيت لمنع الارتخاء. تُجرى عمليات اللحام والصهر الساخن وغيرها بعد التحميل المسبق، مما يُدمر بنية الخيط ويُفقد زوج الخيوط خصائص الزوج الحركي ويصبح وصلة لا تنفصل. عيب هذه الطريقة هو إمكانية استخدامها مرة واحدة فقط، ويجب تدمير البراغي تمامًا عند فكها.
d.منع الارتخاء الهيكلي. باستخدام خيوط مجزأة، يُدمج الخيوط الموجبة والعكسية في برغي واحد، مما يُغير البنية الثانوية للخيط. يمكن تثبيت أحد البراغي إما في صامولة دوارة موجبة أو صامولة دوارة عكسية. في الاتجاه المعاكس، يُقفل كل منهما الآخر، وهي طريقة منع ارتخاء خيوط داون.
في ظل ظروف العمل المعقدة، وبسبب التأثير طويل الأمد للعزم المتناوب كالاهتزاز والصدمة، يميل كلٌّ من صامولة الشد وصامولة القفل إلى الارتخاء، إلا أن صامولة الشد تُطبّق عزم دوران عكس اتجاه عقارب الساعة على صامولة القفل عند تحريكها ذهابًا وإيابًا. وهذا العزم يُحكم صامولة القفل أكثر بصامولة الشد، ويقفل الصامولتان بعضهما البعض بحيث لا يمكن فكّ الوصلة الملولبة. لا يحتاج خيط داون إلى إضافة ملحقات. فهو يعتمد فقط على صامولتين في اتجاهين متعاكسين ليتم تثبيتهما في نفس البرغي، ويتم قفل الصامولتين معًا. العملية بسيطة وآمنة وموثوقة، لكن بنية الخيط المركب على الخيط الخارجي أكثر تعقيدًا. متطلبات تقنية المعالجة عالية. في وحدة ضخ الشعاع، بسبب تأثير الحمل المتناوب والاهتزاز، يتم فك مسامير التثبيت الخاصة بـ...أوزان العجلاتأمر شائع جدًا، واستخدام خيط داون لمنع الارتخاء يمكن أن يحل هذه المشكلة جيدًا.
وقت النشر: ١٦ سبتمبر ٢٠٢٢
