صمام الخنق

صمام الخنق (Choke Valve)

يتكون نظام إنتاج النفط والغاز من المياه العميقة من العديد من المكونات، الصمامات إحدى أهم هذه المكونات، توجد هذه الصمامات في العديد من النقاط ومن أهمها شجرة الكريسماس، التي تتكون في الأساس من مجموعة من الصمامات والأنابيب التي تعمل على توجيه الإنتاج والتحكم به من البئر ونقله إلى خط الأنابيب؛ لمزيد من المعلومات يُرجى الرجوع لهذه المقالة عن شجرة الكريسماس .

ما صمام الخنق (Choke Valve)؟ وما الفارق بينه وبين باقي الصمامات المستخدمة في نظام الإنتاج؟

غالبية الصمامات المستخدمة في شجرة الكريسماس صمامات عزل (Isolation)، أي أنها تعمل إما لفتح المسار أمام الإنتاج المستخرج من البئر أو غلقه، بينما وظيفة صمام الخنق تكمن في التحكم (Regulation) في مقدار الإنتاج عبر تغيير معدل السريان والضغط الخارج من شجرة الكريسماس، ومن هنا يأتي الاسم، فهو صمام خنق لقدرته على التحكم في معدل الإنتاج الخارج من البئر عبر شجرة الكريسماس. ولهذا يوجد هذا الصمام عند آخر نقطة في مسار الإنتاج المستخرج من البئر قبل انتقاله إلى خط الأنابيب.

فكرة العمل

فكرة عمل صمام الخنق (1)

يعمل صمام الخنق على أساس تغيير مساحة الفتحة المتاحة لسريان الإنتاج المستخرج من البئر بالزيادة والنقصان، وبهذه الطريقة يمكن التحكم في معدلات السريان والضغط الخارج من البئر. بخلاف باقي الصمامات الموجودة ضمن شجرة الكريسماس؛ فإن صمام الخنق يمكن فكه واستبداله بآخر جديد، يأتي هذه التصميم نظرًا لتعرض هذا الصمام بالتحديد للنحر والتآكل مما يستدعي تغييره عند الحاجة.

مشغلات الحركة (Actuators)

يتمتع صمام الخنق بمجال واسع من الحركة يتراوح بين 0% إلى 100%، حيث 0% تعني أنه مغلق تمامًا و100% تعني أنه مفتوح تمامًا، وتتحرك سدادة الصمام صعودًا وهبوطًا بين هذا المجال على هيئة خطوات (Steps). 

يحتوي صمام الخنق على مشغلين للحركة، أحدهما للفتح والآخر للغلق. يعمل كل مشغل منهما بالضغط الهيدروليكي، عند تلقي إشارة تنشيط للفتح على سبيل المثال؛ ينشط مشغل الحركة الخاص بالفتح ويتلقى نبضة من الضغط الهيدروليكي، فيتحرك للأمام ليحرك معه ترس صمام الخنق الذي يدور ليحرك السدادة لأعلى، مما يوفر مساحة أكبر للسريان، ثم يعود مشغل الحركة لمكانه مرة أخرى بواسطة الزنبرك المسؤول عن إعادته لمكانه، وبذلك يُفتح صمام الخنق بمقدار خطوة واحدة (Step)، ويتكرر الأمر حتى يمكن الوصول إلى الوضع المطلوب الذي يوفر الضغط المناسب.

صورة توضح ترس الحركة متوسطًا بين مشغلي الحركة (2)

مخطط يوضح الدائرة الهيدروليكية المسئولة عن تشغيل صمام الخنق (3)

المراجع
_____

1-Subsea Engineering Handbook, Ch24, Subsea Trees

2-University of Aberdeen, Subsea Controls, Valve Actuation

3-University of Aberdeen, Subsea Controls, Valve Actuation

"IWOCS" نظام

نتحدث اليوم باختصار عن نظام "IWOCS" وهو اختصار (intervention and workover control system)  أو نظام التحكم أثناء عمليات التدخل وإعادة الدخول للآبار الخاص بالمياه العميقة.

يُستخدم هذا النظام على الحفارات التى تجري عملية استكمال الآبار وتجهيزها للإنتاج (Completion) ويُعد هذا النظام بديلًا مؤقتًا للتحكم فى شجرة الكريسماس الموجودة على رأس البئر (X-Tree) وذلك أثناء تواجد الحفار على البئر حتى انتهاء أعمال الاستكمال وتجهيز البئر لتوصيله بتسهيلات الإنتاج وشبكة التحكم الرئيسية للحقل.

يتكون هذا النظام من ثلاثة أجزاء أساسية:

أولًا: نظام التحكم والذى يُغذي وحدة التحكم الرئيسية المتواجدة على شجرة الكريسماس بالطاقة الكهربائية، بالإضافة إلى تحقيق الاتصال مع أجهزة قياس الضغط والحرارة المتواجدة عليها. ويكون هذا النظام تابعًا لنفس الشركة المصنعة لوحدة التحكم على رأس البئر وشبكة التحكم الرئيسية فى الحقل.

ثانيًا: وحدة الضغط الهيدروليكى والتى تزود شجرة الكريسماس بسائل هيدروليكي بضغوط مناسبة، هذا السائل يُمكّن من التحكم فى صمامات شجرة الكريسماس.

ثالثًا: بكرة خط التحكم (umbilical reel) وبواسطتها يُنزل خط التحكم من سطح الحفار حتى شجرة الكريسماس. يحتوى خط التحكم هذا على جميع الأنابيب والأسلاك التى تتصل بشجرة الكريسماس ووحدة التحكم عليها حتى يتمكن النظام ككل من أداء وظيفته. ويكون خط التحكم بطول مناسب حتى يصل للأعماق التى سيجري العمل بها.

شكر خاص للمهندس: حسام الشريف على مشاركته بهذا المقال.

الخطأ البشري 1

عادة ما تقع الحوادث نتيجة تلاقي العديد من الأخطاء والأعطال في نفس التوقيت، وعلى رأس الأخطاء المسببة أو المساهمة في وقوع الحوادث يأتي الخطأ البشري؛ وتختلف التقديرات بخصوص مسئولية الخطأ البشري عن وقوع الحوادث – تتراوح النسبة ما بين 60 إلى 90%-. 

يحاول علم تحديد الموثوقية وتقييم المخاطر المعتمد اعتمادًا كبيرًا على علم الاحتمالات والإحصاء تصنيف مراتب الخطأ البشري المختلفة لغرض معالجتها والحد من مخاطرها وآثارها قدر المستطاع.هناك العديد من أنماط التصنيفات الخاصة بالخطأ البشري؛ ومن أشهرها تصنيف "نظام تصنيف وتحليل العوامل البشرية" والمعروف اختصارًا بنظام HFACS، ويقوم هذا النظام التحليلي على وجود أربع مستويات من الخطأ البشري. بداية من الأخطاء المؤسسية وانتهاءً بخطأ الفرد. 

هذه المستويات الأربعة تُعرف بنموذج الجبن السويسرية؛ حيث تفترض تلاقي نقاط الضعف في هذه المستويات لتؤدي إلى وقوع الحادث، ويُطلق على التصرف المباشر للفرد (الخطأ المباشر) والقصور في المستويات الثلاثة السابقة "بالخطأ الكامن"

هذه المستويات الأربعة هي: 

1. التصرف غير الآمن
2. الظروف السابقة على الحادث
3. الرقابة غير الآمنة
4. العوامل المؤسسية

نستعرض في هذا الجزء تقسيمًا شجريًا مبسطًا للمستويين الأول والثاني.


1. التصرف غير الآمن 



2. الظروف السابقة على الحادث

في الأجزاء القادمة نستكمل استعراض باقي المستويات والإجراءات المتبعة للحد من آثارها والإقلال من إمكانية وقوع الخطأ البشري وكيفية التعامل معه.