در عملیات استخراج نفت، تجهیزات بازیابی نفت از طریق پمپ چاه عمیق، تجهیزات اصلی برای باز کردن کانال انتقال نفت خام زیرزمینی به زمین هستند و نوع پرتو...پمپ میله ای مکنده-پمپ میله ای مکندهاین دستگاه با قابلیت اطمینان عالی و سازگاری قوی با محیط، جایگاه مهمی در انواع مختلف تجهیزات بازیابی نفت دارد و به یکی از پرکاربردترین انواع تبدیل شده است. در سیستم عملیاتی این دستگاه بازیابی نفت، واحد پمپاژ، میله پمپاژ وپمپ میله ای مکندهنقش محوری دارند. این سه با همکاری نزدیک، یک سیستم مشارکتی «سه دستگاه پمپاژ» را تشکیل می‌دهند که در هر پیوندی از استخراج نفت خام زیرزمینی تا حمل و نقل زمینی مشارکت دارد. می‌توان گفت که سطح عملکرد این سه و کارایی همکاری با یکدیگر مستقیماً با خروجی نهایی چاه نفت مرتبط است و در عین حال، نقش تعیین‌کننده‌ای در کنترل هزینه‌های اقتصادی در فرآیند استخراج نیز ایفا می‌کند.
پمپ میله ای مکنده(همچنین به عنوان پمپ چاه عمیق شناخته می‌شود) محرک درون چاهی "سه دستگاه پمپاژ" است. این دستگاه در عمق مشخصی زیر سطح مایع دینامیکی در چاه (معمولاً 50 تا 100 متر زیر سطح مایع دینامیکی) قرار دارد. این دستگاه برای استخراج نفت خام به نیروی منتقل شده توسط میله مکنده متکی است. این یک جزء کلیدی است که خروجی واقعی چاه نفت را تعیین می‌کند.
۱. طبقه‌بندی:
طبقه‌بندیپمپ میله ای مکندهها بر اساس روش نصب زیرزمینی به عنوان پایه اصلی است و عمدتاً به دو دسته تقسیم می‌شود: پمپ‌های لوله‌ای و پمپ‌های میله‌ای. این دو از نظر ساختار، جابجایی و سناریوهای کاربرد تفاوت‌های قابل توجهی دارند و باید با توجه به شرایط چاه نفت انتخاب شوند.
۱. پمپ لوله‌ای: بدنه پمپ پمپ لوله‌ای توسط یک رزوه به لوله متصل می‌شود و کل آن به داخل چاه می‌رود. ساختار آن ساده است، قطر پمپ بزرگ است (معمولاً ۵۶-۱۱۴ میلی‌متر)، جابجایی زیاد است (جابجایی تک زمانه می‌تواند به ۵۰-۲۰۰ لیتر برسد)، و هزینه تولید کم و هزینه نگهداری آن پایین است. مزیت آن سازگاری با چاه‌های نفت با بازده بالا است. در عین حال، به دلیل صاف بودن دیواره داخلی سیلندر پمپ و عدم وجود مانع در کانال جریان، برای چاه‌های نفت با ماسه بیشتر و گاز کمتر مناسب است. با این حال، عملیات بازرسی پمپ پمپ لوله‌ای نیاز به برداشتن تمام لوله‌های نفت دارد و چرخه عملیات طولانی است، بنابراین برای شرایط کاری چاه‌های نفت کم‌عمق، خروجی پایدار و میزان خرابی کم مناسب‌تر است.
۲. پمپ میله‌ای: بدنه پمپ پمپ میله‌ای به میله مکنده متصل است و میله مکنده به داخل چاه می‌رود و عملیات بازرسی پمپ را می‌توان بدون شروع لوله خروجی نفت انجام داد (چرخه عملیات فقط ۸ تا ۱۲ ساعت طول می‌کشد) و راندمان بازرسی پمپ بالا است. با این حال، قطر پمپ آن کوچک و جابجایی آن کم است. برای چاه‌های عمیق یا فوق عمیق با خروجی کم و عمق زیاد چاه و همچنین چاه‌های نفت با واکسینگ شدید و بازرسی‌های مکرر پمپ مناسب است.
Ⅱ. اصل کار:
فرآیند کار ازپمپ میله ای مکندهاین دستگاه بر اساس اصل «مکش با فشار منفی و تخلیه با فشار مثبت» عمل می‌کند و استخراج مداوم نفت خام از طریق حرکت رفت و برگشتی پیستون انجام می‌شود. یک چرخه کاری کامل (یک مرحله‌ای) شامل دو مرحله دم و تخلیه است.
۱. مرحله مکش: هنگامی که واحد پمپاژ، میله پمپاژ را به سمت بالا می‌راند، پیستون به طور همزمان بالا می‌رود، حجم در سیلندر پمپ افزایش می‌یابد، فشار کاهش می‌یابد و فشار منفی تشکیل می‌شود. در این زمان، نفت خام چاه، شیر مکش (شیر ثابت) پمپ را تحت عمل فشار زیرزمینی باز می‌کند، وارد سیلندر پمپ می‌شود و استنشاق نفت خام را کامل می‌کند.；
2. مرحله تخلیه: هنگامی که میله مکنده پیستون را به سمت پایین حرکت می‌دهد، پیستون نفت خام را در سیلندر پمپ فشرده می‌کند و باعث افزایش فشار در سیلندر پمپ می‌شود، شیر مکش بسته می‌شود، شیر تخلیه (شیر شناور) باز می‌شود و نفت خام از طریق شیر تخلیه وارد لوله نفت می‌شود. ستون نفت خام در لوله نفت به سمت بالا به زمین منتقل می‌شود.
در حالت ایده‌آل، جابجایی نظریِپمپ میله ای مکندهرا می‌توان با فرمول زیر محاسبه کرد: جابجایی نظری Q=π×(D/2) 2×S×n×60 (که در آن D قطر پمپ، S کورس و n کورس است). با این حال، در تولید واقعی، تحت تأثیر عوامل مختلف، تولید واقعی مایع چاه نفت بسیار کمتر از جابجایی نظری است. نسبت این دو، «بازده پمپ» است (η=تولید مایع واقعی/جابجایی نظری × 100%). راندمان پمپ، شاخص اصلی برای اندازه‌گیری راندمان پمپ است.پمپ میله ای مکندهو همچنین یک پارامتر ارزیابی مهم برای مدیریت تولید میدان نفتی است.
Ⅲ عوامل مؤثر بر راندمان پمپ:
راندمان پمپ ازپمپ میله ای مکندهتحت تأثیر عوامل زیادی مانند شرایط زمین‌شناسی، کیفیت تجهیزات و پارامترهای کاری قرار دارد. برای بهبود راندمان پمپ باید اقدامات هدفمندی انجام شود. عوامل مؤثر رایج عبارتند از:
۱. عوامل زمین‌شناسی: این عامل خارجی اصلی است که بر کارایی پمپ تأثیر می‌گذارد. شن خروجی از چاه نفت، سیلندر و پیستون پمپ را فرسوده می‌کند و باعث نشت پمپ می‌شود؛ نفوذ گاز باعث می‌شود نفت خام در سیلندر پمپ دچار «قفل هوا» شود و حجم مؤثر پمپاژ را کاهش دهد؛ موم چاه نفت، شیر پمپ و کانال جریان را مسدود می‌کند و مقاومت پمپاژ را افزایش می‌دهد؛ ویسکوزیته بالای نفت خام، سیالیت نفت خام را کاهش داده و دشواری پمپاژ را افزایش می‌دهد؛ آب و گاز خورنده موجود در نفت خام، اجزای بدنه پمپ را خورده و عمر مفید آن را کوتاه می‌کند.
۲. کیفیت ساخت و نصب تجهیزات: فاصله اتصال بین سیلندر پمپ و پیستون خیلی زیاد است که منجر به نشت نفت خام می‌شود؛ سایش یا تغییر شکل سطح آب‌بندی شیر پمپ بر آب‌بندی تأثیر می‌گذارد؛ کج شدن بدنه پمپ در حین نصب، اصطکاک بین پیستون و سیلندر پمپ را افزایش می‌دهد و راندمان پمپ را کاهش می‌دهد.
۳. انتخاب پارامترهای کاری: کورس خیلی کوچک است که منجر به حجم پمپاژ ناکافی می‌شود؛ کورس خیلی زیاد است که باعث می‌شود نفت خام در سیلندر پمپ "خیلی دیر" استنشاق شود و یک "پمپ هوا" تشکیل دهد؛ عمق نامناسب پمپ (خیلی کم باعث می‌شود پمپ به زیر سطح مایع در حال حرکت نرود و خیلی عمیق باعث افزایش بار روی میله مکنده می‌شود) نیز بر راندمان پمپ تأثیر می‌گذارد.
مواد مرجع：
[1] "صنعت گاز طبیعی" جلد 43، شماره 5، 2023 "کاربرد و بهینه سازی پمپ های میله ای در چاه های نفت شیل عمیق"
[2] ددد مهندسی مکانیک نفت" 2022، جلد 3، شماره 2، ددد اصول کار و تحلیل شبیه‌سازی میدان جریانسپمپ میله ای اوکرآآآآه. (یا) به نظر من قشنگه.
[3] ددد مهندسی توسعه میدان نفت و گاز ددد دوره 8، شماره 3، 2023 ددد تحقیق در مورد عوامل مؤثر و اقدامات بهبودسپمپ میله ای اوکرکارایییییییی
[4] ددد شیمی میدان نفتی" 2022، جلد 39، شماره 2، ددد مکانیسم تأثیر عوامل زمین‌شناسی چاه‌های نفت بر راندمانسپمپ میله ای اوکرددد
[5] ددد مهندسی نفت، ساخت و ساز"، جلد 49، شماره 1، 2023 "hبهینه سازی پارامترهای کاری پمپ و بهبود راندمان پمپ به صورت عملی"