Le dispositif de récupération de pétrole par pompe pour puits profonds le plus couramment utilisé est un dispositif de pompage à poutre. Il comprend une unité de pompage, la partie terrestre de la tête de puits et la partie souterraine comprenant la tige de pompage, la pompe à huile et le tuyau de pompage. Parmi ces éléments, l'unité de pompage, la tige de pompage et la pompe à huile sont les composants les plus importants de ce type d'équipement de pompage, appelé « équipement à trois pompes ».
1. Unité de pompage :
L'unité de pompage de pétrole est un dispositif de transmission mécanique terrestre pour le pompage des puits de pétrole. Elle est utilisée conjointement avec la tige de pompage et la pompe à huile pour pomper le pétrole brut souterrain. En raison de leur structure et de leur principe de fonctionnement différents, elles peuvent être divisées en unités de pompage sans poutre et unités de pompage sans poutre. Selon la structure de l'unité de pompage à poutre, on distingue généralement les unités de type ordinaire et les unités de type avant. Le support ordinaire se situe entre la tête d'âne et la bielle à manivelle, tandis que le mécanisme de bielle à manivelle avant se situe entre la tête d'âne et le support de poutre.
Le principe de fonctionnement de l'unité de pompage d'huile est le suivant : le moteur transmet son mouvement de rotation à grande vitesse à l'arbre de sortie du réducteur. Après passage par l'arbre intermédiaire, il entraîne l'arbre de sortie, lequel entraîne la manivelle pour un mouvement de rotation à basse vitesse. Simultanément, la manivelle est tirée par le bras arrière de la poutre via la bielle, ce qui fait pivoter ce dernier. L'extrémité avant de la poutre est équipée d'une tête d'âne, sur laquelle les charges, telles que la colonne de liquide au-dessus du piston et la tige de pompage, sont suspendues par un câble. Comme la tête d'âne oscille de haut en bas avec la poutre de déplacement, cette dernière entraîne le piston dans un mouvement alternatif vertical, aspirant ainsi le pétrole du puits.
2. Pompe à huile :
Une pompe de pompage, également appelée pompe pour puits profond, est un équipement spécial pour la production mécanique de pétrole, équipé d'une tige. La pompe est placée à une certaine profondeur sous le niveau du liquide en mouvement dans le puits et utilise la tige pour transmettre la puissance de la machine de pompage afin d'extraire le pétrole brut du sol. En raison des différentes méthodes d'installation dans le puits, on distingue deux types de pompes : les pompes tubulaires et les pompes à tige. Les pompes tubulaires sont davantage utilisées sur site. La pompe tubulaire présente un grand diamètre, une grande cylindrée, une structure simple et un prix abordable. Elle convient aux puits à haut débit, aux puits de pétrole peu profonds, aux gisements de sable et aux petits volumes de gaz. La pompe à tige présente un petit diamètre, une faible cylindrée et une inspection facile. Elle convient aux puits profonds à faible débit.
Le principe de fonctionnement d'une pompe à huile est le suivant : l'unité de pompage au sol actionne le piston de la pompe de haut en bas par l'intermédiaire de la tige de pompage, poussant continuellement le pétrole vers le sol. Un mouvement unique de va-et-vient de la pompe est appelé course, et le volume refoulé lors d'une course est théoriquement égal au volume libéré par le mouvement ascendant du piston. En effet, la production des puits de pétrole est influencée par divers facteurs. La quantité de liquide produite par le puits n'est pas égale à la cylindrée théorique. Le rapport entre la quantité de liquide réellement produite par le puits de pétrole et la cylindrée théorique de la pompe est appelé rendement de la pompe. Le rendement de la pompe est un indicateur de gestion important.
Trois facteurs affectent l’efficacité de la pompe :
(1) Facteurs géologiques, tels que la production de sable des puits de pétrole, l'influence du gaz, le cirage des puits de pétrole, la viscosité élevée du pétrole brut et l'eau et le gaz corrosifs contenus dans le pétrole brut.
(2) La qualité de fabrication et d’installation de la pompe.
(3) Sélection des paramètres de fonctionnement de la pompe.
3. Tige de succion :
La tige de pompage est un élément essentiel du dispositif de pompage d'une pompe à huile. La puissance du moteur est transmise à la pompe par l'intermédiaire de la colonne, ce qui permet au piston de la pompe d'effectuer un mouvement alternatif. Le corps principal de la tige est une tige pleine de section circulaire. On utilise couramment des tiges en acier au carbone et en acier allié.
Dans le processus de production pétrolière, nous disposons généralement de trois types d'équipements pour mener à bien le processus complet. Chacun de ces équipements est indispensable.