Dans les champs pétrolifères, on peut souvent observer des rangées d'appareils mécaniques osciller rythmiquement, comme s'ils se prosternaient. C'est ce qu'on appelle communément la « machine à se prosterner », son nom scientifique.pompe à faisceauC'est l'un des principaux types d'unités de pompage actuellement utilisées dans les champs pétroliers et joue un rôle très important dans le domaine de l'extraction pétrolière.
Table des matières:
Composition depompe à faisceau
Principe de fonctionnement
Classification
Statut et rôle dans l'extraction pétrolière
Documents de référence
Ⅰ. Composition depompe à faisceau：
Pompe à faisceauest principalement composé de quatre parties : tête d'âne, poutre de déplacement, bielle, mécanisme à manivelle, boîte de vitesses, équipement d'alimentation et équipement auxiliaire.
Mécanisme bielle-manivelle à tête d'âne et poutre de déplacement : La tête d'âne est la partie de l'unité de pompage directement reliée à la tige de lumière de la tête de puits. De forme unique, elle assure le mouvement alternatif de la tige de lumière pendant le travail. La poutre de déplacement est semblable à un énorme levier : une extrémité est reliée à la tête d'âne et l'autre à la manivelle par une bielle. La manivelle tourne sous l'effet de la force, et ce mouvement de rotation est converti en oscillation de la poutre par la bielle, qui entraîne à son tour la tête d'âne. Ce mécanisme est l'élément moteur essentiel de l'unité de pompage pour l'extraction du pétrole brut souterrain.
Boîte de vitesses : La puissance des équipements de puissance est généralement élevée, tandis que le fonctionnement de la pompe à huile requiert un mouvement à faible vitesse et un couple élevé. Le rôle du réducteur est de transformer la rotation à grande vitesse du groupe motopropulseur en rotation à faible vitesse du vilebrequin de l'unité de pompage. Grâce à la transmission par engrenages, la vitesse est réduite et le couple augmenté pour répondre aux besoins de l'unité de pompage.
Équipements d'alimentation : En général, les moteurs électriques servent de source d'énergie pour assurer une alimentation continue et stable du groupe de pompage. Ils convertissent l'énergie électrique en énergie mécanique et entraînent le réducteur et l'ensemble du système de pompage.
Équipement auxiliaire : Y compris divers supports et bases, qui sont utilisés pour soutenir et fixer les différents composants de l'unité de pompage pour la rendre stable pendant le travail ; Il existe également des dispositifs de freinage pour maintenir la fonction de pompage dans n'importe quelle position pour faciliter l'entretien et la révision ; Et des dispositifs d'équilibrage pour permettre à la fonction de puissance de fonctionner dans une plage plus petite de changements de charge, réduisant ainsi la consommation d'énergie et l'usure de l'équipement.
Ⅱ. Principe de fonctionnement :
Lors du fonctionnement, la rotation du moteur est transformée en mouvement de haut en bas de la tête de l'âne via le mécanisme de boîte de vitesses et de bielle à manivelle.
Le processus spécifique est le suivant : le mouvement de rotation à grande vitesse produit par le moteur est d'abord transmis au réducteur, puis, après décélération et amplification du couple dans le réducteur, à la manivelle. La manivelle effectue un mouvement circulaire, lequel est converti en oscillations de la poutre par l'intermédiaire de la bielle. L'oscillation de la poutre entraîne la tête de l'âne vers le bas, laquelle est ensuite entraînée de haut en bas par la tige légère et la tige de pompage. Le piston de la pompe à pétrole souterraine effectue des mouvements de haut en bas. Lorsque le piston monte, la pression dans la pompe diminue et le pétrole brut au fond du puits pénètre dans la pompe par la soupape d'aspiration sous l'effet de la différence de pression. Lorsque le piston descend, la pression dans la pompe augmente et le pétrole brut est expulsé du corps de la pompe et pénètre dans le tubage par la soupape de refoulement, extrayant ainsi continuellement le pétrole brut du puits.
Prenons l’exemple d’un puits de production de pétrole.pompe à faisceauUtilisé dans le puits, il extrait en continu du pétrole brut des profondeurs souterraines conformément à ce principe de fonctionnement chaque jour, contribuant ainsi à la production de pétrole brut du champ pétrolifère.
III. Classification :
(1) Classification par méthode équilibrée :
Équilibrage par balancier : Un contrepoids est installé à l'extrémité du balancier, et l'équilibrage de l'unité de pompage est obtenu en ajustant sa position et son poids. Cette méthode d'équilibrage est relativement simple, mais son efficacité est limitée. Elle convient à certaines petites unités de pompage d'huile ou aux applications où les exigences d'équilibrage sont faibles.
Équilibrage par manivelle : Un contrepoids est installé sur la manivelle. La force centrifuge générée par le contrepoids lors de la rotation de la manivelle permet d'équilibrer la charge de l'unité de pompage en fonctionnement. Cette méthode d'équilibrage s'adapte mieux à différentes conditions de travail, offre un meilleur équilibre et est largement utilisée.
Type d'équilibre composite : Combinant les caractéristiques de l'équilibre à poutre et de l'équilibre à manivelle, des poids d'équilibrage sont installés à la fois sur la poutre et la manivelle pour améliorer encore l'effet d'équilibre, ce qui peut répondre aux besoins d'équilibre de certaines grandes unités de pompage ou de conditions de travail complexes.
Équilibrage pneumatique : La pression du gaz est utilisée pour équilibrer la charge. L'installation d'un réservoir de gaz et d'autres dispositifs sur l'unité de pompage permet d'ajuster la pression du gaz en fonction de l'état de fonctionnement de l'unité afin d'équilibrer la charge. Cette méthode d'équilibrage offre une réactivité rapide et une meilleure adaptation aux variations de charge, mais l'équipement est relativement complexe et son coût est plus élevé.
(2) Classification par type de structure :
Conventionnelpompe à faisceauLe mécanisme à tête d'âne et à bielle à manivelle est situé à l'avant et à l'arrière du support, et l'angle d'équilibre est nul. De structure simple, facile à fabriquer et à entretenir, il s'agit du type de pompe à balancier le plus courant, largement utilisé dans l'exploitation de divers puits de pétrole.
Monté à l'avantpompe à faisceauLe mécanisme de bielle à tête d'âne et à manivelle est situé à l'avant du support. Cette structure déplace le centre de gravité de l'unité de pompage vers l'avant, ce qui améliore la force de pompage et est adapté à certaines configurations de puits de pétrole et exigences minières spécifiques.
Déphasépompe à faisceauLe mécanisme de bielle à tête d'âne et à manivelle est situé à l'avant et à l'arrière du support, mais l'angle d'équilibre n'est pas nul. Comparé au modèle conventionnel, ses caractéristiques de mouvement sont différentes et, dans certaines conditions de fonctionnement, l'efficacité et les performances de l'unité de pompage peuvent être améliorées.
Double tête d'ânepompe à faisceauLe mécanisme de bielle à tête d'âne et à manivelle de la tige de suspension est situé à l'avant et à l'arrière du support. Lors du fonctionnement en une seule course, la longueur du bras arrière et de la bielle n'est pas constante. Cette conception structurelle permet à l'unité de pompage de mieux s'adapter aux variations de charge et d'améliorer son efficacité, notamment pour certains puits de pétrole lourds ou l'exploitation minière en puits profonds.
Ⅳ. Statut et rôle dans l'extraction pétrolière :
Pompe à faisceauIl s'agit d'un équipement de production pétrolière de type tige, occupant une place de choix dans le secteur de l'extraction pétrolière. À l'échelle mondiale, il est aujourd'huipompe à faisceauIl représente une part importante des équipements de production pétrolière. Prenons l'exemple de mon pays : son utilisation représente environ 90 % de l'ensemble des puits de production.
Son utilisation est largement répandue principalement en raison de sa structure simple, de sa facilité de fabrication et de sa simplicité d'utilisation. Même dans des environnements pétroliers complexes et difficiles, tels que des températures et des pressions élevées, du sable et de la poussière, il peut fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, avec une fiabilité exceptionnelle. Sur le champ pétrolifère de Daqing, de nombreux puits sont exploités depuis des décennies.pompe à faisceaua toujours fonctionné de manière stable, ce qui a grandement contribué au rendement élevé et à la production stable et continue du champ pétrolier.
Cependant,pompe à faisceauCe type de pompe n'est pas parfait. Il présente certains inconvénients, tels que la forte accélération du mouvement du point de suspension de la tête d'âne, qui provoque un impact plus important sur la tige de pompage et la pompe à huile, réduisant ainsi la durée de vie de l'équipement. Son équilibrage est relativement faible, ce qui entraîne une consommation d'énergie plus élevée. Son rendement est moindre, notamment lors des courses longues. Son volume est important et encombrant, et sa difficulté et son coût d'installation et de maintenance augmentent. Malgré cela, malgré ses nombreux avantages, il reste le type de pompe le plus utilisé dans l'extraction pétrolière. Grâce aux progrès constants de la science et de la technologie, l'amélioration et l'optimisation depompe à faisceaucontinue également d’améliorer ses performances et son efficacité et de mieux servir l’industrie de l’extraction pétrolière.
Documents de référence :
PetroChina "Levage artificiel pour "Inviter le pétrole
"Exemple d'opération à long terme depompe à faisceaudans le champ pétrolifère de Daqing