Dalam bidang ekstraksi minyak bumi, peralatan pemulihan minyak pompa sumur dalam adalah peralatan inti untuk mewujudkan pengangkutan minyak mentah bawah tanah ke tanah. Di antara mereka, perangkat pompa minyak tipe balok telah menjadi salah satu jenis yang paling banyak digunakan karena keandalannya yang tinggi dan kemampuan adaptasi yang kuat. Perangkat ini terdiri dari bagian tanah dan bagian bawah tanah: Bagian tanah berisi unit pompa dan perangkat kepala sumur untuk memompa sumur minyak, sedangkan bagian bawah tanah terdiri dari batang pompa, pompa pompa, pipa minyak dan komponen lainnya. Dalam rangkaian peralatan yang lengkap, unit pompa, batang pompa, dan pompa minyak adalah inti utama untuk mewujudkan ekstraksi minyak mentah. Ketiganya bekerja sama untuk membentuk sistem "tiga peralatan pompa" untuk bersama-sama menyelesaikan seluruh proses dari ekstraksi minyak mentah bawah tanah hingga transportasi darat. Kinerja dan efisiensi kerjasamanya secara langsung menentukan produksi dan ekonomi penambangan sumur minyak.
Unit pompa:
Sebagai unit daya darat dari “tiga peralatan pompa”,unit pompa minyakBerfungsi penting untuk mengubah energi listrik menjadi gerakan resiprokal mekanis dan menyediakan daya untuk produksi minyak bawah tanah. Pompa ini merupakan hub utama yang menghubungkan energi tanah dan operasi bawah tanah. Melalui kerja sama yang presisi dengan batang pengisap dan pompa minyak, pompa ini secara terus-menerus mengekstraksi minyak mentah bawah tanah ke dalam tanah, dan banyak digunakan di berbagai jenis sumur minyak seperti sumur dangkal, menengah, dan dalam.
Ⅰ. Klasifikasi:
Terdapat berbagai metode klasifikasi untuk unit pompa. Inti pompa dapat dibagi berdasarkan karakteristik struktural dan keseimbangannya. Berbagai jenis unit pompa cocok untuk berbagai kondisi operasi sumur minyak guna memenuhi beragam kebutuhan pertambangan.
1. Dibagi berdasarkan struktur:
Pompa minyak tipe balok berjalan: Ini adalah jenis yang paling banyak digunakan saat ini, dinamai berdasarkan komponen kunci "balok berjalan" dalam strukturnya. Fitur utamanya adalah menggerakkan kepala keledai untuk bergerak turun melalui ayunan balok, dan kemudian menarik batang pengisap. Menurut posisi relatif braket dan mekanisme batang penghubung engkol, dapat dibagi lagi menjadi tipe biasa dan tipe maju (tipe depan). Braket unit pemompaan balok biasa terletak di antara kepala keledai dan mekanisme batang penghubung engkol. Strukturnya simetris dan stabilitasnya kuat. Cocok untuk sebagian besar sumur minyak konvensional. Mekanisme batang penghubung engkol unit pemompaan balok maju terletak di antara kepala keledai dan braket balok. Badannya lebih kompak dan mencakup area kecil, terutama cocok untuk area dengan ruang lokasi sumur terbatas, seperti ladang minyak marjinal perkotaan atau formasi sumur intensif.
Unit pompa tanpa balok: Dibandingkan dengan unit pompa tanpa balok, unit pompa tanpa balok menghilangkan struktur tanpa balok tradisional dan mewujudkan transmisi daya melalui transmisi hidrolik, transmisi rantai, atau transmisi ulir. Unit ini memiliki keunggulan ukuran kecil, bobot ringan, dan langkah kerja yang panjang. Jenis-jenis yang umum digunakan antara lain unit pompa hidrolik, unit pompa rantai, unit pompa ulir, dll., yang cocok untuk sumur dalam, sumur ultra-dalam, atau sumur minyak berat.
2. Dibagi berdasarkan saldo:
Tipe keseimbangan balok: Sebuah pemberat keseimbangan dipasang di ujung balok untuk menyeimbangkan beban di ujung kepala keledai dengan menyesuaikan posisi dan berat pemberat. Strukturnya sederhana dan mudah dirawat, tetapi akurasi keseimbangannya rendah. Cocok untuk sumur minyak dengan beban rendah dan langkah pendek.
Tipe keseimbangan engkol: Sebuah beban keseimbangan dipasang pada engkol untuk menyeimbangkan beban menggunakan gaya sentrifugal saat engkol berputar. Efek keseimbangan ini lebih stabil dan beradaptasi dengan kondisi beban sedang dan tinggi. Saat ini, metode keseimbangan ini merupakan metode keseimbangan yang umum digunakan untuk tipe balok.unit pompa minyak.
Jenis keseimbangan komposit: Menggabungkan keunggulan keseimbangan balok dan keseimbangan engkol, beban keseimbangan dipasang pada balok dan engkol, yang secara efektif dapat mengurangi fluktuasi beban dan cocok untuk sumur dalam dengan beban tinggi dan langkah panjang atau sumur minyak dengan hasil tinggi.
II. Prinsip kerja:
Inti dari proses kerjaunit pompa minyakadalah proses "konversi dan transmisi energi". Intinya adalah mengubah gerakan putar berkecepatan tinggi dari keluaran motor menjadi gerakan bolak-balik berkecepatan rendah dari kepala keledai melalui transmisi multi-tahap. Proses ini dapat dibagi menjadi tiga langkah utama:
1. Input dan deselerasi daya: Motor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, menghasilkan gerakan putar berkecepatan tinggi, dan mengirimkannya ke kotak roda gigi melalui kopling. Deselerasi multi-tahap dicapai di dalam kotak roda gigi melalui rangkaian roda gigi, yang mengurangi kecepatan ke kecepatan rendah yang dibutuhkan oleh engkol, sekaligus memperkuat torsi untuk memenuhi kebutuhan beban bawah lubang.
2. Gerakan putar diubah menjadi ayunan: poros keluaran kotak roda gigi menggerakkan engkol untuk melakukan gerakan putar kecepatan rendah, dan engkol terhubung ke lengan belakang (atau lengan bawah) balok melalui batang penghubung. Ketika engkol berputar, batang penghubung mendorong atau menarik balok untuk berayun ke atas dan ke bawah di sekitar titik tumpu braket, sehingga terjadi transformasi "gerakan putar → gerakan ayun".
3. Gerakan resiprokal dan pemindahan beban: Kepala keledai dipasang di ujung depan balok, dan kepala keledai dihubungkan ke batang pompa minyak melalui tali pengikat. Saat balok berayun, kepala keledai bergerak naik turun secara serempak, dan batang pengisap traksi menggerakkan piston pompa minyak bawah tanah untuk melakukan gerakan resiprokal vertikal, dan akhirnya menyedot minyak mentah keluar dari bawah tanah. Dalam proses ini, beban-beban seperti berat kolom cairan di atas piston, berat kolom batang pengisap, dll., ditransmisikan ke kepala keledai melalui tali pengikat, sehingga desain kekuatan kepala keledai dan balok harus memenuhi persyaratan beban kekuatan tinggi.
3. Parameter teknis utama:
Kinerja unit pompa tercermin melalui sejumlah parameter utama, yang perlu dipilih secara wajar berdasarkan faktor-faktor seperti kapasitas produksi sumur minyak, kedalaman sumur, dan sifat fisik minyak mentah:
Langkah: Mengacu pada jarak maksimum dari kepala keledai ke dasar, yang secara langsung menentukan langkah piston pompa minyak. Semakin besar langkahnya, semakin banyak cairan yang dipompa dalam satu waktu, yang cocok untuk sumur minyak dengan hasil tinggi.
Impuls: Mengacu pada berapa kali kepala keledai bergerak naik turun per menit. Semakin tinggi impuls, semakin banyak cairan yang dipompa per satuan waktu, tetapi impuls yang terlalu tinggi akan meningkatkan risiko kerusakan akibat kelelahan pada batang pengisap.
Beban titik suspensi: Mengacu pada beban maksimum yang ditanggung oleh titik suspensi kepala keledai, termasuk berat batang pompa, berat kolom cairan, dan beban tambahan, yang merupakan dasar inti untuk desain kekuatan unit pompa.
Bahan referensi:
[1] "Petroleum Machinery" Jurnal, 2022, Volume 50, Edisi 3, "Penelitian Optimasi Struktural dan Aplikasi Baja Tipe BalokUnit Pompa Minyakd"
[2] Sinopec "Eksplorasi dan Pengembangan Minyak" 2023, Volume 50, Edisi 2, "Kemajuan dalam Aplikasi Unit Pompa Non-balok dalam Penambangan Sumur Dalam"
[3] "Teknik Lapangan Minyak dan Gas" Volume 40, Edisi 11, 2021 "Penelitian Optimasi Metode Keseimbangan Unit Pompa dan Peningkatan Efisiensi Energi"
[4] "Desain dan Pembuatan Mekanik" No. 8, 2022 "Desain dan Analisis Keandalan ReduserUnit Pompa Minyakd"
[5] "Teknik Sumur Minyak dan Gas" Volume 6, Edisi 1, 2023 "Penelitian Optimasi Parameter dan Pencocokan Kapasitas Unit Pompa"