واحد پمپاژ یک تجهیز زمینی با پمپاژ میلهای است. طبق ساختار اساسی واحد پمپاژ روغن، واحد پمپاژ روغن را میتوان به دو دسته تقسیم کرد: نوع پرتو آزاد و نوع پرتو غیر آزاد. پرکاربردترین نوع در داخل و خارج از کشور، واحد پمپاژ روغن از نوع پرتو آزاد (که معمولاً با نام دستگاه کووتو شناخته میشود) است. بنابراین، امروز، بیایید نگاهی دقیقتر به انواع مختلف پمپهای پرتویی که میتوانند در پمپهای میلهای استفاده شوند، بیندازیم.
با توجه به اشکال ساختاری مختلف، واحد پمپاژ پرتو به نوع متعارف (نوع معمولی)، نوع ناهمفاز و نوع جلویی تقسیم میشود. نوع متعارف و نوع جلویی دو نوع اساسی واحدهای پمپاژ روغن از نوع پرتو هستند.
(1) واحد پمپاژ پرتوی متعارف:
واحد پمپاژ روغن از نوع تیر معمولی یکی از پرکاربردترین واحدهای پمپاژ روغن در میادین نفتی است. مشخصات ساختاری آن عبارتند از: براکت در وسط تیر متحرک قرار دارد، سر خر و میله اتصال میل لنگ در دو انتهای تیر متحرک قرار دارند و مرکز میل لنگ اساساً مستقیماً زیر یاتاقان دم تیر متحرک قرار دارد و زمان حرکت بالا و پایین آن برابر است.
پمپ روغن نوع تیری عمدتاً از چهار بخش تشکیل شده است: یک میله رابط نوع تیری و یک مکانیزم میل لنگ، یک مکانیزم کاهش سرعت (کاهنده سرعت)، تجهیزات قدرت (موتور) و دستگاههای کمکی. هنگامی که پمپ روغن نوع تیری در حال کار است، موتور (یا سایر ماشینهای قدرت) حرکت چرخشی پرسرعت را از طریق تسمه انتقال به شفت ورودی کاهنده سرعت منتقل میکند. پس از کاهش سرعت، میل لنگ چرخان کم سرعت، تیر را از طریق مکانیزم چهار حلقهای به بالا و پایین میچرخاند.
مانند این نوع واحد پمپاژ، ما معمولاً آن را برای چاههای نفت معمولی با عمق ≤2000 متر توصیه میکنیم و تحمل خوبی در برابر سازندهایی با محتوای شن متوسط دارد.
(2) واحد پمپاژ پرتو ناهمفاز:
واحد پمپاژ روغن با پرتوی کروز ناهمفاز، نوعی واحد پمپاژ روغن با عملکرد خوب است که در دهه 1970 توسعه یافت. از نظر ظاهری، تفاوت چندانی با واحد پمپاژ نوع پرتوی معمولی ندارد، بنابراین نوع معمولی و نوع ناهمفاز، واحدهای پمپاژ نصبشده در عقب نیز نامیده میشوند. ویژگیهای ساختاری واحد پمپاژ پرتوی متحرک ناهمفاز عبارتند از: فاصله افقی مشخصی بین مرکز میللنگ و یاتاقان انتهایی پرتوی متحرک وجود دارد؛ یک زاویه انحراف بین خط مرکزی بازوی تعادل میللنگ و خط مرکزی میللنگ وجود دارد (زاویه فاز تعادل میللنگ). زاویه میللنگ در کورس بالایی به طور قابل توجهی بیشتر از کورس پایینی است، در نتیجه سرعت کار، شتاب و بار دینامیکی کورس بالایی کاهش مییابد و به هدف کاهش بار واحد پمپاژ، افزایش عمر میله پمپاژ و صرفهجویی در انرژی دست مییابد.
به دلیل ویژگیهای دینامیکی خوب و قابلیت تطبیق بار، واحدهای پمپاژ پرتوی ناهمفاز معمولاً به طور گسترده در استخراج چاههای متوسط و عمیق و شرایط پیچیده چاه مورد استفاده قرار میگیرند. انواع پمپهای میلهای سازگار شامل پمپهای میلهای معمولی، پمپهای میلهای ضد شن، پمپهای میلهای لنگر هوایی و پمپهای میلهای با کورس طولانی است. انتخاب خاص باید مطابق با شرایط درون چاهی و الزامات تولید پیکربندی شود. از طریق انتخاب علمی و مدیریت اصلاحشده، میتوان از اثر همافزایی واحد پمپاژ پرتوی ناهمفاز و پمپ میلهای به طور کامل برای بهبود راندمان بازیابی نفت و کاهش هزینههای عملیاتی استفاده کرد.
(3) واحد پمپاژ روغن از نوع پرتویی نصب شده در جلو:
ویژگیهای ساختاری واحد پمپاژ تیرک متحرک نصب شده در جلو عبارتند از: براکت در یک انتهای تیرک متحرک قرار دارد و سر خر و میله اتصال میل لنگ در انتهای دیگر قرار دارند. در شعاع میل لنگ یکسان، طول کورس نوع جلویی به طور قابل توجهی بزرگتر از نوع معمولی است و مشخصات و ابعاد واحد پمپاژ کوچکتر از نوع معمولی است. زمان کارکرد کورس بالایی این واحد پمپاژ طولانیتر از زمان کارکرد کورس پایینی است و در نتیجه کورس بالایی کاهش مییابد.
سرعت عملکرد، شتاب و بار دینامیکی فرآیند. نوع نصب شده در جلو، عمدتاً واحدهای پمپاژ روغن سنگین با کورس طولانی هستند که علاوه بر تعادل مکانیکی، از تعادل پنوماتیکی نیز استفاده میکنند.
به منظور افزایش کورس پمپاژ، صرفهجویی در مصرف انرژی و بهبود ویژگیهای ساختاری و وضعیت نیروی واحد پمپاژ، بسیاری از واحدهای پمپاژ با تیر تغییر شکل یافته نیز در داخل و خارج از کشور ظاهر شدهاند، مانند نوع سر الاغی دوتایی، نوع سر الاغی چرخان، نوع سر الاغی چرخ بزرگ، نوع چرخ بزرگ و واحد پمپاژ تیر چاه مستقیم مورب.
به منظور گسترش دامنه کاربرد پمپاژ با پمپ میلهای و بهبود شاخصهای فنی و اقتصادی آن، انواع مختلفی از واحدهای پمپاژ غیر پرتویی (به ویژه واحدهای پمپاژ با کورس بسیار طولانی) در داخل و خارج از کشور توسعه یافتهاند، مانند نوع زنجیری، نوع افزایش برد و واحد پمپاژ با پهنای باند وسیع، که ویژگیهای اصلی آنها عمدتاً زمانهای کورس طولانی و کورس آهسته است تا نیازهای ویژه چاههای عمیق و نفت سنگین را برآورده سازند.