Quels sont les avantages et les inconvénients de laspompe à tige de chasse(SRP) ? C'est ce que je vais partager aujourd'hui.
Dans l'article précédent, j'ai présenté la méthode de la fontaine et la méthode de l'ascenseur à gaz pour la récupération du pétrole. Ces deux méthodes sont généralement utilisées aux premiers stades du développement des champs pétroliers, lorsque l'énergie interne ou un faible apport d'énergie externe sous forme de gaz suffit à extraire le pétrole.
Cependant, une fois l'énergie interne épuisée, la seule façon d'extraire le pétrole du réservoir est d'utiliser une pompe pour puits profonds. Il en existe de nombreux types, mais en pratique, on utilise généralement l'un des trois principaux types suivants :
1. Système de pompe à tige de pompage (SRP).
2. Système de pompe à cavité progressive à entraînement par tige (PCP).
3. Système de pompe électrique submersible (ESP).
Je commencerai par le type de pompe pour puits profond le plus courant :
L'unité de pompage est l'un des éléments clés de la production pétrolière. Cependant, elle ne représente que la partie aérienne. Le système complet se compose de sections aériennes et souterraines. La partie aérienne comprend l'unité de pompage et le tubage du puits (arbre de Noël), tandis que la partie souterraine comprend la colonne de tubage, le support de tige de pompage et la pompe elle-même. L'unité de pompage se compose d'un balancier à tête repliable, d'un support auquel il est fixé, d'un grand châssis fixé à une base en béton armé et d'un système d'entraînement du balancier composé d'un moteur électrique, d'une transmission par courroie trapézoïdale, de bielles et d'une manivelle. L'entraînement actionne le balancier, le faisant se déplacer en arc de cercle. Un câble de suspension est fixé à la tête du balancier, à laquelle est fixée la première tige (appelée tige polie). Le mouvement de la tête du balancier entraîne le support de tige de haut en bas. La tête du puits sert à sceller la tige polie, les espaces tubulaires et annulaires, à rediriger le flux de fluide et à suspendre le tubage (tuyau de puits de pétrole).
La tige de pompage pour puits de pétrole est un tube fileté à sa base et muni d'un connecteur à son sommet. Ces tubes laminés solides sont torsadés ensemble pour former une colonne, à sa base sont installés divers équipements (pompes, packers, assemblages multi-packers, joints à ailettes, joints à olives à ailettes, stingers, etc.). Les tubes de la tige de pompage pour puits de pétrole sont disponibles en différents types (lisses, épaissis, différentes résistances, etc.), et le choix dépend des caractéristiques géologiques et techniques du puits, ou parfois simplement de la disponibilité des équipements et des tubes existants. Des colonnes combinées sont souvent utilisées, par exemple avec un tube épais plus résistant en haut et un tube lisse en bas, ou avec un tube de 73 mm de diamètre en haut et un tube de 60 mm de diamètre en bas. Si les types de tubes sont différents, des raccords spéciaux sont nécessaires pour les connecter.
Un train de tiges est placé à l'intérieur du tuyau. Ces tiges sont en acier, filetées à chaque extrémité. Leur diamètre varie de 9 mm à 36 mm. Des raccords permettent de relier des tiges de même taille, tandis que des adaptateurs permettent de relier des tiges de tailles différentes.
Les tiges de pompage transmettent l'énergie du moteur à la pompe. Elles supportent les charges les plus lourdes, et la plupart des accidents sont liés à leur endommagement. Leur mouvement constant peut provoquer des dommages mécaniques au contact du tube, le perforant parfois et provoquant des trous. Pour éviter cela, des stabilisateurs et des protections spéciaux en plastique ou en caoutchouc résistant à l'usure sont installés sur la tige de pompage.
Tige de pompage avec stabilisateur :
Lepompe à tige de pompageLe tube lui-même est situé au bas de la colonne de production. Sa conception est simple : un cylindre creux muni d'un piston. Ce piston est creux et contient une vanne de décharge.
La tige entraîne le piston vers le haut et vers le bas. Deux vannes sont également situées à l'intérieur du corps de la pompe : la vanne de refoulement est située en haut du piston et la vanne d'aspiration à bille est située en bas.
Lorsque le piston monte, un vide est créé sous la pompe, permettant au liquide de pénétrer dans la pompe par la soupape d'aspiration. Lorsque le piston descend, la soupape d'aspiration se ferme, permettant au liquide de pénétrer dans le tube par le piston creux.
Il existe deux types de pompes : à insertionpompes à tige de pompagesont assemblées et abaissées. Le piston est logé dans le corps de la pompe et est fixé dans un verrou spécial (ancrage) après la descente. Si la pompe à tige de pompage n'est pas enfichable, le corps de la pompe est simplement abaissé sur le tube, et le piston avec valve est abaissé sur la tige de pompage. Ce type de pompe à tige de pompage présente un diamètre plus important et un débit de puits plus élevé. Cependant, le tube doit être entièrement soulevé pour relever la pompe.
Plug-inpompe à tige de pompage, dont le diamètre ne dépasse pas le diamètre intérieur du tube, ont une productivité inférieure, mais la pompe peut être facilement retirée directement de la tige pour l'entretien.
Avantages et inconvénients des pompes à tige de pompage :
Le principal avantage d'un pompe à tige de pompageSa conception simple, pratiquement sans risque de dommages, ne nécessite aucun équipement électronique submersible ni de télémétrie. Un volume de gaz important réduit le débit, mais la pompe à tige de pompage ne grille pas. Elle convient également aux puits de petit diamètre.
Inconvénients depompes à tige de pompageLa maintenance est complexe et fréquente. La tige se casse, se détache ou se brise presque systématiquement. De plus, les réparations sont chronophages, car le tube et la tige doivent être soulevés simultanément. De plus, la cire adhère à la tige, rendant le travail salissant et désagréable. La course du piston est également difficile à régler. De plus, leur faible débit d'alimentation les rend inadaptés aux puits de plus de 3 000 mètres de profondeur et aux puits inclinés : la tige coupe simplement le tube au point de courbure.
C'est pourquoi les pompes à tige de pompage remplacent de plus en plus les précipitateurs électrostatiques (ESP). Cependant, j'y reviendrai une autre fois ; pour l'instant, je décrirai brièvement la structure et le principe de fonctionnement des pompes à vis.
Les unités de pompe à vis ont également une section de surface, mais plutôt qu'un mécanisme de pompage, elles disposent d'un moteur et d'une transmission séparés qui font tourner la tête d'entraînement, à laquelle la colonne de tige est fixée.
Cependant, la tige n'effectue pas de mouvement alternatif, mais plutôt un mouvement circulaire. La pompe elle-même est constituée d'une paire de vis. L'élément mobile est une vis d'Archimède et le stator est une spirale interne. L'engrènement continu entre la collerette et la spirale crée de multiples cavités indépendantes.
Lorsque l'élément mobile tourne, le volume de la cavité sinusoïdale côté aspiration augmente, créant un vide qui remplit la cavité du liquide pompé. Le mouvement supplémentaire du rotor déplace le fluide vers la conduite de refoulement. Grâce au vide généré, le fluide est aspiré du puits puis refoulé vers la conduite de refoulement.
L'avantage de la pompe à vis est qu'elle présente un taux de défaillance bien inférieur à celui de la pompe à piston et qu'elle est la plus économique. Cependant, la pompe elle-même est beaucoup plus coûteuse.pompe à tige de pompagesystème.