Pada rangkaian lengkap peralatan pemulihan minyak, unit pompa,batang pompa, dan pompa minyak merupakan komponen inti yang sangat penting. Melalui operasi kolaboratif, mereka telah membangun sistem kerja "tiga peralatan pompa" untuk bersama-sama memajukan seluruh proses, mulai dari ekstraksi minyak mentah bawah tanah hingga transportasi darat. Keunggulan dan kelemahan kinerja ketiganya serta tingkat kerja sama yang terjalin tidak hanya akan berdampak langsung pada hasil sumur minyak, tetapi juga berdampak vital pada manfaat ekonomi keseluruhan proyek pertambangan.
Batang pengisap：
Itubatang pompaadalah penghubung inti yang menghubungkan unit pemompaan tanah dan unit pemompaan bawah tanah dalam “tiga peralatan pemompaan. Ini mengasumsikan fungsi ganda dari transmisi daya dan beban bantalan: di satu sisi, ia mentransmisikan gerakan bolak-balik unit pemompaan ke piston unit pemompaan dan menggerakkan piston untuk bergerak; Di sisi lain, ia menanggung beratbatang pompaKolom itu sendiri, berat kolom cairan, dan beban bawah tanah tambahan (seperti beban inersia dan beban gesek), serta kinerjanya secara langsung memengaruhi keandalan dan masa pakai seluruh perangkat pemulihan minyak. Menurut Spesifikasi API 11B-2021 (standar American Petroleum Institute), kekuatan tarik batang pengisap tidak boleh kurang dari 620 MPa, dan kekuatan luluh tidak boleh kurang dari 550 MPa.
Ⅰ. Struktur dan bahan:
1. Desain struktural：
Bagian utama daribatang pengisapadalah badan batang padat dengan penampang melingkar, biasanya sepanjang 7,62 m (25 kaki) atau 9,14 m (30 kaki), yang mudah diangkut dan dihubungkan ke lokasi. Kedua ujung badan batang berulir, dan beberapabatang pengisapSdihubungkan melalui lingkaran untuk membentuk “batang pengisapUntuk meningkatkan kekuatan sambungan ulir, bagian ulir biasanya dikeraskan (kekerasannya mencapai HRC28-32), dan struktur anti-kendur (misalnya, ulir dilapisi lem anti-kendur) digunakan untuk mencegah ulir mengendur selama operasi bawah tanah.
2. Klasifikasi material:
Sesuai dengan kondisi kerja sumur minyak (seperti kedalaman sumur, korosi minyak mentah, dan ukuran beban), materialbatang pengisapterutama dibagi menjadi dua kategori:
Baja karbonbatang pengisapDengan baja No. 45 dan baja 20CrMo sebagai material utama, produk ini memiliki keunggulan kekuatan tinggi dan biaya rendah. Cocok untuk sumur minyak konvensional dengan kedalaman ≤2000m dan korosi minyak mentah yang lemah (termasuk konsentrasi HSS ≤50 ppm). Produk ini digunakan pada sumur konvensional di ladang minyak di Tiongkok timur. Proporsi aplikasinya melebihi 80%;
Baja paduanbatang pengisapBaja 35CrMo dan baja 42CrMo merupakan material utama, dan ketahanan korosi serta kekuatan fatik ditingkatkan melalui perlakuan paduan. Baja ini cocok untuk sumur dalam atau ultra-dalam dengan kedalaman sumur ≥2000 m dan korosi minyak mentah yang kuat (konsentrasi HSS >50 ppm). Misalnya, pada sumur gas berkadar sulfur tinggi di ladang minyak dan gas di Tiongkok barat daya, aplikasi baja paduanbatang pengisapmencakup lebih dari 90%.
II. Kerusakan akibat beban dan kelelahan selama bekerja:
Itubatang pengisapmengalami beban bergantian yang kompleks selama bekerja, dan kerusakan kelelahan mudah terjadi selama operasi jangka panjang, yang merupakan penyebab utama kegagalanbatang pengisapBeban yang ditanggungnya terutama meliputi:
1. Beban statis: Termasuk berat bendabatang pengisapkolom itu sendiri (berat baja karbonbatang pengisapper meter sekitar 15kg), berat kolom cairan (dihitung berdasarkan kepadatan minyak mentah, biasanya 800-900kg/m3).
2. Beban Dinamis: Termasuk beban inersia (beban percepatan yang dihasilkan oleh gerakan bolak-balik piston), beban gesekan (beban gesekan antara piston dan piston), dan beban gesek (beban gesekan antara piston dan piston).batang pengisapdan dinding bagian dalam pipa), dan beban benturan (beban benturan sesaat yang dihasilkan saat kepala keledai bergerak).
Untuk memperpanjang umur layananbatang pengisap, tindakan yang ditargetkan perlu diambil: Pertama, mengoptimalkan parameter kerja pengisap (seperti mengurangi langkah dan memilih langkah yang wajar) untuk mengurangi beban dinamis; Kedua, perawatan permukaanbatang pengisap(seperti pelapisan krom, penyemprotan lapisan tahan aus) untuk meningkatkan ketahanan aus; Ketiga, pemeriksaan rutinbatang pengisapkolom (seperti penggunaan teknologi deteksi cacat akustik), deteksi retak lelah yang tepat waktu.
Bahan referensi：
[1] American Petroleum Institute "API Spec 11B-2021Batang PengisapSpesifikasi"
[2] "Bahan Teknik Mesin" Volume 46, Edisi 7, 2022 "Batang PengisapDesain Struktur dan Analisis Keandalan Koneksi
[3] "Besi dan Baja" Volume 58, Edisi 4, 2023 "Penelitian tentang Optimasi Material dan Ketahanan Korosi Baja PaduanBatang Pengisapd"
[4] "Mekanika Teknik" 2022, Volume 39, Edisi 9 "Analisis Karakteristik Beban dan Umur Lelah BajaBatang PengisapKolom"
[5] "Pengujian Non-destruktif" Volume 45, Edisi 3, 2023 "Pengujian Non-destruktif Teknologi dan Praktik AplikasiBatang Pengisapd"