E‑BOOK

Spis streści

• Metody eksploatacji ropy naftowej otworami wiertniczymiD7ibhpheyMetody eksploatacji ropy naftowej otworami wiertniczymi

• Eksploatacja za pomocą pomp wgłębnych

  • Pompy wibracyjne3Pompy wibracyjne

  • Pompy wgłębne żerdziowe wraz z oznaczeniami pomp wgłębnych wg normy API - podział4Pompy wgłębne żerdziowe wraz z oznaczeniami pomp wgłębnych wg normy API - podział

    • Odczytywanie przykładowego oznaczenia pompy5Odczytywanie przykładowego oznaczenia pompy

  • Kontrola pracy pompy wgłębnej i rodzaje awarii2Kontrola pracy pompy wgłębnej i rodzaje awarii

    • Przykłady awarii pomp wgłębnych6Przykłady awarii pomp wgłębnych

    • Kontrola pracy pompy wgłębnej7Kontrola pracy pompy wgłębnej

      • Schemat zamontowania dynamometru hydraulicznego na żerdzi dławikowej8Schemat zamontowania dynamometru hydraulicznego na żerdzi dławikowej

      • Schemat elektrycznego układu dynamometrycznego9Schemat elektrycznego układu dynamometrycznego

• Zasada działania pompy wgłębnej żerdziowejD17YB7M0UZasada działania pompy wgłębnej żerdziowej

• Netografia i bibliografiaDdwbVuTMcNetografia i bibliografia

Eksploatacja za pomocą pomp wgłębnych

Na rynku są dostępne dwa rodzaje pomp wgłębnych, które rozróżnia się ze względu na sposób umieszczenia pompy w odwiercie. Na tej podstawie wyróżnia się pompy wgłębne:

• rurowe

• wypuszczane

Pompy rurowe – ich cechą szczególną jest cylinder, który stanowi przedłużenie rur wydobywczych i jest na stałe z nimi złączony. Jest on zapuszczany na określoną głębokość do odwiertu razem z kolumną rur wydobywczych. Natomiast zawór ssący pompy, czyli stopowy, razem z tłokiem jest zapuszczany do odwiertu na przewodzie pompowym.

Pompy rurowe są w ocenie ekspertów bardziej wydajne od pomp wpuszczanych, dzięki większej średnicy cylindra. Ma to duże znaczenie, szczególnie przy mniejszych skokach tłoka. Natomiast do ich wad zalicza się konieczność wyciągania z  odwiertu całej kolumny rur wydobywczych w przypadku awarii (np. zatarcie tłoka, uszkodzenie cylindra).

RTfB5iilJ0Y6l

Zdjęcie przedstawia czternaście schematów pomp wgłębnych żerdziowych tłokowych wraz z systemem oznakowania według normy API. Cechą szczególną pomp rurowych jest cylinder, który stanowi przedłużenie rur wydobywczych i jest na stałe z nimi złączony. Jest on zapuszczany na określoną głębokość do odwiertu razem z kolumną rur wydobywczych.
Pierwsza pompa składa się z rury szarej u dołu. W szarej części znajdują się dwa zgrubienia, a w nich niebieskie pierścienie z zieloną kulką. Dalej jest niebieska część, która jest zabudowana. Następnie znowu rura przybiera kolor szary, w tej części ponownie pojawia się niebieski pierścień z zieloną kulką. Widać tam mały fragment miedzianego druta przechodzącego przez środek aż do samej góry. Kolejny fragment jest jaśniejszy i ma trzy żółte paski. Jest na nim umiejscowiony zielony cylinder. U samej góry znajduje się szary fragment z małą główką. Pierwszy schemat podpisany jest RHAC.
Druga pompa składa się z rury szarej u dołu, w której znajduje się niebieski pierścień oraz zielona kulka. Dalej znajduje się wklęsły pierścień. Następnie jest niebieska część rury, w której znajduje się szary pierścień, niebieski pierścień oraz zielona kulka. Kolejne są dwa błękitne walce oraz szary walec, w którym znajduje się niebieski pierścień i zielona kulka. W następnej szarej części znajduje się miedziany drut sięgający samej góry. Góra szarej części jest zamknięta i połączona z niebieskim pierścieniem, kolejny pierścień jest koloru miedzianego. Nad nim znajduje się kolejny szary walec. Te części owinięte są zielonym cylindrem. U samej góry znajduje się fragment z ciemnoszarą małą główką. Drugi schemat podpisany jest RHAM.
Trzecia pompa składa się z rury szarej u dołu. Sam dół jest zabudowany i ma trzy żółte paski. Ten fragment owinięty jest przez zielony cylinder. Nad cylindrem znajduje się szary fragment rury z dwoma niebieskimi pierścieniami i zielonymi kulkami. Niebieski fragment rury jest zabudowany przez błękitne walce. Nad nimi znajduje się niebieski pierścień oraz zielona kulka. W następnej szarej części widoczny jest miedziany drut. U samej góry znajduje się fragment z ciemnoszarą małą główką. Trzeci schemat podpisany jest RHBC.
Czwarta pompa składa się rury szarej u dołu. Jej dół owinięty jest cylindrem zielonego koloru. Nad cylindrem znajdują się dwa niebieskie pierścienie z zielonymi kulkami. Niebieski fragment rury jest zabudowany przez błękitne walce. Nad nimi znajduje się niebieski pierścień oraz zielona kulka. W następnej szarej części widoczny jest miedziany drut. U samej góry znajduje się fragment z ciemnoszarą małą główką. Czwarty schemat podpisany jest RHBM.
Piąta pompa składa się z szarej rury u dołu. Dół owinięty jest przez zielony cylinder. Dolna szara część połączona jest z kolejną szarą częścią za pomocą miedzianej rurki, która znajduje się wewnątrz obu fragmentów. Niebieski fragment rury jest zabudowany przez błękitne walce. Nad nimi znajduje się niebieski pierścień oraz zielona kulka. Następna szara część jest pusta, a u samej góry znajduje się element z niebieskim pierścieniem i zieloną kulką w środku. Element zwieńczony jest małą ciemnoszarą główką. Piąty schemat podpisany jest THRM.
Szósta pompa składa się z rury szarej u dołu. Jest ona zabudowana i posiada trzy żółte paski oraz niebieski walec. Ten fragment owinięty jest zielonym cylindrem. Nad cylindrem wystaje mały szary fragment, który połączony jest z kolejną szarą częścią za pomocą miedzianej rurki, która znajduje się wewnątrz obu fragmentów. Niebieski fragment rury jest zabudowany przez błękitne walce. Nad nimi znajduje się niebieski pierścień oraz zielona kulka. Następna szara część jest pusta, a u samej góry znajduje się element z niebieskim pierścieniem i zieloną kulką w środku. Element zwieńczony jest małą ciemnoszarą główką. Szósty schemat podpisany jest RHTC.
Siódma pompa składa się z rurki szarej u dołu. W dolnej części znajduje się niebieski pierścień z zieloną kulką. Następna część jest niebieska. Znajdują się w niej niebieskie pierścienie z zielonymi kulkami u dołu i u góry, a pomiędzy nimi jest zabudowana, przez błękitne walce, przestrzeń. Następna jest szara zabudowana cześć z trzema żółtymi paskami. Fragment ten owinięty jest zielonym cylindrem. Nad cylindrem widać miedziany drucik znajdujący się wewnątrz szarego walca. U samej góry znajduje się fragment z ciemnoszarą małą główką. siódmy schemat podpisany jest RWAC.
Ósma pompa składa się z rurki szarej u dołu. W dolnej części znajduje się niebieski pierścień z zieloną kulką, a nad nią znajduje się ciemnoszary pierścień. Następna część jest niebieska. Znajdują się w niej niebieskie pierścienie z zielonymi kulkami u dołu i u góry, a pomiędzy nimi jest zabudowana, przez błękitne walce, przestrzeń. W następnej szarej części znajduje się miedziany drut sięgający samej góry. Góra szarej części jest zamknięta i połączona z niebieskim pierścieniem, kolejny pierścień jest koloru miedzianego. Nad nim znajduje się kolejny szary walec. Te części owinięte są zielonym cylindrem. U samej góry znajduje się fragment z ciemnoszarą małą główką. Ósmy schemat podpisany jest RWAM.
Dziewiąta pompa składa się z rury szarej u dołu. Sam dół jest zabudowany i ma trzy żółte paski. Ten fragment owinięty jest przez zielony cylinder. Nad cylindrem znajduje się szary fragment rury z niebieskim pierścieniem i zieloną kulką. Niebieski fragment rury jest zabudowany przez błękitne walce. Pod i nad nimi znajdują się niebieskie pierścienie z zielonymi kulkami. W następnej szarej części widoczny jest miedziany drut. U samej góry znajduje się fragment z ciemnoszarą małą główką. Dziewiąty schemat podpisana jest RWBC RXBC.
Dziesiąta pompa składa się rury szarej u dołu. Jej dół owinięty jest cylindrem zielonego koloru. Nad cylindrem znajduje się niebieski pierścień z zieloną kulką. Niebieski fragment rury jest zabudowany przez błękitne walce. Pod i nad nimi znajdują się niebieskie pierścienie z zielonymi kulkami. W następnej szarej części widoczny jest miedziany drut. U samej góry znajduje się fragment z ciemnoszarą małą główką. Dziesiąty schemat podpisany jest RWBM RXBM.
Jedenasta pompa składa się z rury szarej u dołu. Sam dół jest zabudowany i ma trzy żółte paski. Ten fragment owinięty jest przez zielony cylinder. Z wystającej na cylindrem szarej części prowadzi ku górze miedziana rurka. Prowadzi ona do niebieskiej części, w której występuje zabudowa składająca się z błękitnych walców. Nad nimi znajduje się niebieski pierścień z zieloną kulką. Następna szara część jest pusta, a u samej góry znajduje się element z niebieskim pierścieniem i zieloną kulką w środku. Element zwieńczony jest małą ciemnoszarą główką. Jedenasty schemat podpisany jest RWTC.
Dwunasta pompa składa się z szarej rury u dołu. Dół owinięty jest przez zielony cylinder. Z wystającej na cylindrem szarej części prowadzi ku górze miedziana rurka. Prowadzi ona do niebieskiej części, w której występuje zabudowa składająca się z błękitnych walców. Nad nimi znajduje się niebieski pierścień z zieloną kulką. Następna szara część jest pusta, a u samej góry znajduje się element z niebieskim pierścieniem i zieloną kulką w środku. Element zwieńczony jest małą ciemnoszarą główką. Dwunasty schemat podpisany jest RWTM.
Trzynasta pompa składa się z rury szarej u dołu. Znajduje się w niej szary walec z dwoma żółtymi paskami. Nad walcem znajduje się niebieski pierścień z zieloną kulką. Fragment od pasków do kulki owinięty jest zielonym cylindrem. Następna jest niebieska część. Złączenie szarej i niebieskiej części owinięte jest zielonym cylindrem. Na wysokości złączenia znajduje się mały szary walec, ciemnoszary pierścień, niebieski pierścień oraz zielona kulka. Nad zieloną kulką znajdują się dwa malutkie szare walce. Reszta niebieskiej części rury zabudowana jest przez błękitne walce. Następna jest szara część. Połączenie niebieskiej i szarej części owinięte jest zielonym cylindrem. W środku nad cylindrem znajduje się niebieski pierścień, zielona kulka oraz mała ciemnoszara główka na małym szarym walcu, a dalej pusta przestrzeń. Sama góra szarej części zakończona jest zielonym cylindrem. Trzynasty schemat podpisany jest THC.
Czternasta pompa składa się z rury szarej u dołu. Znajduje się w niej szary walec z miedzianym pierścieniem. Nad miedzianym pierścieniem znajduje się walec, a w nim zielona kulka. Nad kulką znajduje się kolejny szary walec. Fragment od samego dołu do kulki owinięty jest zielonym cylindrem. Następna jest niebieska część. Złączenie szarej i niebieskiej części owinięte jest zielonym cylindrem. Nad złączeniem znajduje się mały szary walec, ciemnoszary pierścień, niebieski pierścień oraz zielona kulka. Nad zieloną kulką znajdują się dwa malutkie szare walce. Reszta niebieskiej części rury zabudowana jest przez błękitne walce. Następna jest szara część. Połączenie niebieskiej i szarej części owinięte jest zielonym cylindrem. W środku na wysokości złączenia znajduje się niebieski pierścień, zielona kulka oraz mała ciemnoszara główka na małym szarym walcu, a dalej pusta przestrzeń. Sama góra szarej części zakończona jest zielonym cylindrem. Czternasty schemat podpisany jest THM.

RHAC – wpuszczana; cylinder grubościenny  z tłokiem metalowym; górnozaczepowa, zapięcie pierścieniowe,

RHAM - wpuszczana; cylinder grubościenny z tłokiem metalowym; górnozaczepowa, zapięcie zatrzaskowe,

RHBC - wpuszczana; cylinder grubościenny z tłokiem metalowym; dolnozaczepowa, zapięcie pierścieniowe,

RHBM - wpuszczana; cylinder grubościenny z tłokiem metalowym; dolnozaczepowa, zapięcie zatrzaskowe,

RHTM - wpuszczana; cylinder grubościenny z tłokiem metalowym; dolnozaczepowa z ruchomym cylindrem, zapięcie zatrzaskowe,

RHTC - wpuszczana; cylinder grubościenny z tłokiem metalowym; dolnozaczepowa z ruchomym cylindrem, zapięcie pierścieniowe,

RWAC - wpuszczana; cylinder cienkościenny z tłokiem metalowym; górnozaczepowa, zapięcie pierścieniowe,

RWAM - wpuszczana; cylinder cienkościenny z tłokiem metalowym; górnozaczepowa, zapięcie zatrzaskowe,

RWBC - wpuszczana; cylinder cienkościenny z tłokiem metalowym; dolnozaczepowa, zapięcie pierścieniowe,

RXBC - wpuszczana; cylinder cienkościenny z tłokiem metalowym; dolnozaczepowa, zapięcie pierścieniowe,

RWBM - wpuszczana; cylinder cienkościenny z tłokiem metalowym; dolnozaczepowa, zapięcie zatrzaskowe,

RXBM - wpuszczana; cylinder cienkościenny z tłokiem metalowym; dolnozaczepowa, zapięcie zatrzaskowe,

RWTC - wpuszczana; cylinder cienkościenny z tłokiem metalowym; dolnozaczepowa z ruchomym cylindrem, zapięcie pierścieniowe,

RWTM - wpuszczana; cylinder cienkościenny z tłokiem metalowym; dolnozaczepowa z ruchomym cylindrem, zapięcie zatrzaskowe,

THC - rurowa; cylinder grubościenny z tłokiem metalowym, zapięcie pierścieniowe,

THM - rurowa; cylinder grubościenny z tłokiem metalowym, zapięcie zatrzaskowe.

Pompy wpuszczane – w tym przypadku cała pompa, zatem cylinder i tłok, są  umieszczone  w rurach wydobywczych na określonej głębokości. Pompa jest zapuszczana i wyciągana razem z żerdziami pompowymi, po tym, jak została zapuszczona kolumna rur wydobywczych do odwiertu. To oznacza, że średnica cylindra jest mniejsza niż w przypadku pomp rurowych. W związku z tym, żeby zapewnić odpowiednią wydajność, pompy wpuszczane muszą mieć większy skok tłoka.

Pompa jest zapuszczana do wnętrza rur wydobywczych i kotwiczona  na spodzie odwiertu w specjalnym zaczepie pompy, zwanym pierścieniem stopowym. Jest on zapuszczany razem z kolumną rur wydobywczych. Można też zamontować taką pompę na dowolnej głębokości odwiertu za pomocą specjalnej kotwicy zaczepianej do rur wydobywczych.

Pompy wgłębne wpuszczane można podzielić za podstawę przyjmując:

1. sposób przemieszczania się cylindra lub tłoka:

   • pompy normalne - z ruchomym tłokiem i  nieruchomym cylindrem,

   • pompy odwrócone -  z nieruchomym tłokiem i ruchomym cylindrem.

2. typ zaczepu pompy:

   • pierścieniowe (manszetowe),

   • mechaniczne (zatrzaskowe).

3. uszczelnienie tłoka:

   • metalowe gładkie z tolerancją pasowania od $0,0001$ do $0,001$ cala,

   • z uszczelnieniem miękkim.

Kolejnym rodzajem pomp wgłębnych są pompy wirowe odśrodkowe. Są to urządzenia z napędem elektrycznym, który jest umieszczony w odwiercie. Wykorzystuje się je do wydobywania ropy naftowej z głębokich odwiertów o dużej wydajności. Zaprezentowany na poniższym rysunku zespół pompowy został zbudowany z silnika elektrycznego, protektora, wgłębnego separatora gazu oraz wielostopniowej pompy wirowej odśrodkowej. Całość jest transportowana do odwiertu w rurach wydobywczych. Zasilanie w energię elektryczną jest prowadzone  z powierzchni za pomocą trójfazowego kabla elektrycznego, przymocowanego do rur wydobywczych. Rolą protektora jest w tym układzie utrzymywanie stałego ciśnienia oleju w silniku, co zabezpiecza silnik przed przedostaniem się do niego ropy naftowej.

RzZvIAIXjADtn

Zdjęcie przedstawia schemat odwiertu z pompą odśrodkową. Pompy ośrodkowe są maszynami przepływowymi, służącymi do przemieszczania płynów w instalacjach. Na schemacie znajduje się odwiert w kształcie prostokąta, w orientacji pionowej, umieszczonego w ziemi. U samego dołu odwiertu znajdują się małe czarne strzałki wchodzące w prostokąt. Częścią o numerze $1$ oznaczony jest element o nazwie silnik elektryczny. Jest to element u samego dołu odwiertu. Składa się z dużego czarnego prostokąta i zwęża się ku dołowi i ku górze z pomocą trapezu i kolejnego prostokąta. U góry elementu znajdują się małe czarne prostokąciki wyglądające jak blanki muru zamku. Do części o numerze $1$ dołączona jest część o numerze $2$. Według legendy jest to protektor. Protektor wygląda dokładnie tak samo jak silnik elektryczny. Następnym w kolejności elementem jest separator gazu z numerem $3$. Separator wygląda bardzo podobnie do poprzednich elementów, jest to prostokąt, który w swoim środku ma cztery linie małych prostokącików ułożonych jak mur. U swojej góry również ma blanki. Nad częścią numer $3$ znajduje się element z numerem $5$. Wrdług legendy jest to pompa wirowa odśrodkowa. Wyglądem przypomina część numer $1$, ale jest trochę krótsza. Część numer $1$ oraz część numer $5$ są połączone elementem numer $4$. Jest to kabel elektryczny. Na rusynku jest to biały drucik umiejscowiony przy lewej ścianie odwiertu, łączący te dwa elementy. Nad pompą wirową odśrodkową znajduje się połączenie składające się z trapezu, dwóch prostokątów i kolejnego trapezu. Połączenie to jest połączeniem z białymi rurami. Białe rury składają się na zmianę z większych i mniejszych prostokątów. W tle białych rur znajduje się czarny fragment przypominający fakturę skał. Nad czarnym fragmentem znajduje się oznaczenie skierowane na białą rurę. Są to rury wydobywcze z cyfrą $6$. Trochę wyżej znajduje się falowana przerwa odwiertu, a nad nią krótka kontynuacja rur, a na powierzchni głowica odwiertu. Głowica odwiertu na schemacie została przedstawiona jako poziomy biały prostokąt z dwoma małymi prostokątami wystającymi z prawej i lewej strony. Na dużym prostokącie znajduje się coś w rodzaju drabinki w poziomej orientacji z czarnymi wypełnieniami. Z środka wychodzi rurka idąca w górę. U samej góry znajduje się ciśnieniomierz, a z prawej strony wychodzi rurka. W lewą stronę również wychodzi lekko zakrzywiona rurka.
W tle odwiertu pokazane są różne warstwy ziemi. U samego dołu jest białe tło z czarnymi kropkami. Na wysokości elementu numer $1$ znajdują się lekko pofalowane linie. Od elementu numer $2$ do elementu numer $5$ znajdują się nierówne prostokąty ułożone na kształt pofalowanego muru. Powyżej są pofalowane linie. Na wysokości czarnej faktury skał znajduje się biała przestrzeń z czarnymi kropkami i elipsami. Pod samą głowicą odwiertu znajdują się równo ułożone płytki. Pod schematem znajduje się legenda.

Pompy wgłębne śrubowe są uznawane za efektywne  w wydobywaniu ropy naftowej o dużej lepkości i gęstości. Stosuje się trzy odmiany takich pomp:

• z silnikiem elektrycznym umieszczanym w odwiercie pod poziomem ropy,

• z silnikiem elektrycznym umieszczanym na wylocie odwiertu,

• z silnikiem hydraulicznym umieszczanym w odwiercie nad pompą śrubową.

Pompy wgłębne śrubowe stosuje się najczęściej do wydobywania ropy z głębokości do $1550\,\mbox{m}$, maksymalnie $3000\,\mbox{m}$. Taka pompa może uzyskać ciśnienie do $9\,\mbox{MPa}$. Wydajność takich pomp jest określana w zależności od średnicy rur wydobywczych i średnio może wynosić $1-400\,\frac{\text{m}^3}{\text{doba}}$, a maksymalnie $800\,\frac{\text{m}^3}{\text{doba}}$.

Tego typu pompy najczęściej wykorzystuje się do wydobycia ropy zanieczyszczonej piaskiem. Zawartość piasku może wynosić nawet do $2-60\%$ (Kanada). Pompy wgłębne śrubowe nadają się też do pompowania ropy zawodnionej oraz takiej, która ma wysoki wykładnik gazowy.

RIY9RFAPsV0OJ

Na zdjęciu został przedstawiony schemat pompy śrubowej z silnikiem elektrycznym w odwiercie. Pompy śrubowe są bardzo efektywne w wydobywaniu ropy o dużej lepkości i gęstości. Również sprawdzają się przy wydobyciu ropy zanieczyszczonej między innymi piaskiem. Na schemacie widać dwie czarne równoległe do siebie linie w orientacji pionowej. Ich końce zmieniają się z linii ciągłych w linie przerywane. U końca linii przerywanych znajduje się czarna ciągła pozioma linia. Na prawo i lewo od linii przerywanych znajdują się zakropkowane obszary zwieńczone u góry czarnymi falami. Czarne pionowe linie oznaczone zostały numerem $2$ o nazwie rury okładzinowe.
Pierwszym elementem patrząc od góry jest element z numerem $1$. Według legendy są to rury wydobywcze. Przedstawione zostały one na schemacie jako prostokąt w orientacji pionowej. Pod rurami wydobywczymi znajduje się drugi troszkę krótszy prostokąt z numerem $3$. Jest to pompa śrubowa. Następnym elementem są łożyska, oznaczone numerem $4$. Na obrazu jest to trochę szerszy i dużo krótszy prostokąt. Pod nim znajduje się zawór obejściowy z numerem $5$. Jest to prostokąt o tej samej szerokości z dwoma okrągłymi dziurami w środku oraz posiadający, w sumie, cztery wcięcia po bokach. Dwa z każdej strony. Wcięcia są na wysokości dziur. Cyfrą $6$ został opisany element o nazwie protektor. Na schemacie protektor przedstawiony jest tak samo jak pompa śrubowa. Pod protektorem znajduje się mały kwadrat z numerem $7$. Zgodnie z legendą jest to skrzynia biegów. Element numer $8$ przedstawiony został jako długi prostokąt w kratkę. Jest to silnik i został on przymocowany za pomocą małego złączenia w kształcie prostokąta do skrzyni biegów. Pod schematem znajduje się legenda.

RpryhtA52EDqh

Na zdjęciu znajduje się schemat pompy śrubowej z silnikiem na powierzchni. Pompy śrubowe są bardzo efektywne w wydobywaniu ropy o dużej lepkości i gęstości. Również sprawdzają się przy wydobyciu ropy zanieczyszczonej między innymi piaskiem. Schemat składa się z dwóch połączonych ze sobą części. Części podziemnej i nadziemnej. Pod ziemią znajduje się odwiert. Składa się on z długiej rury oznaczonej cyfrą $9$ oznaczającą rury okładzinowe. U samego dołu znajduje się wejście odwiertu w kształcie małego prostokąta i małej cienkiej nakładki w postaci wąskiego prostokąta w orientacji poziomej. Powyżej znajduje się długi czarny prostokąt oznaczony cyfrą $8$. Jest to stator czyli cylinder z wypełnieniem gumowym. Nad nim znajduje się tłok śrubowy oznaczony cyfrą $7$, który jest w kształcie szarej śruby idącej po całej długości statora. Po prawej i lewej stronie znajdują się małe fragmenty z kreskami oznaczającymi rury wydobywcze do których przypisana jest cyfra $6$. Nad czarnym prostokątem odwiert się rozszerza i przedstawiony jest jako większy prostokąt. W środku znajduje się rura w kształcie prostokąta, która zwęża się u góry i u dołu. Jest to żerdź pompowa oznaczona cyfrą $5$. Żerdź jest połączona z śrubą za pomocą małego łącznika złożonego z dwóch małych prostokątów. Po prawej i lewej stronie znajdują się małe fragmenty z kreskami oznaczającymi przekrój. Tuż przy samej ziemi znajduje się prostokąt z pofalowanym dolnym bokiem. Powierzchnia ziemi oznaczona jest poprzez kreski przekroju. Na powierzchni znajduje się głowica odwiertu. Z początku jest to wąska rura, z której w lewą stronę wychodzi ciśnieniomierz, a z prawek fragment rury. Góra rury głowicy połączona jest do kolejnej części za pomocą dwóch wąskich złączonych ze sobą prostokątów w orientacji poziomej. Do tego elementu przypisana jest cyfra $4$ oznaczająca głowicę eksploatacyjną. Dalej znajduje się kolejny prostokąt i trapez równoramienny skierowany dłuższą podstawę w górę. Do trapezu została zamocowana część składająca się z prostokąta rozszerzającego się w górę jak trapez. U jego dołu znajdują się cztery małe prostokąciki, a u góry dwa wypełnione kwadraty. Cały element oznaczony jest cyfrą $3$ oznaczającą łącznik. Kolejne elementy mają kształt kwadratu i prostokąta w orientacji poziomej. Następny prostokąt ma pogrubione ściany boczne oraz położony jest na nim daszek złożony z kolejnego bardzo wąskiego prostokąta. Nad nim znajduje się element złożony z trapezu połączonego z drugim mniejszym trapezem wychodzącym z lewej strony. Jest to przekładnia oznaczona cyfrą $1$, która dochodzi do fragmentu silnika widocznego po prawej stronie rysunku. Silnik oznaczony jest przez cyfrę $2$ . Kolejny trapez łączy się z ramieniem silnika. Ramię silnika z lewej strony składa się z ośmiu małych prostokątów połączonych ze sobą. Pozostała część ramienia składa się z dwóch części odbitych lustrzanie. Każda z dwóch części jest prostokątem w orientacji poziomej ze ściętym jednym wierzchołkiem. W środku obu prostokątów znajdują się trzy kwadraty, z lewej, prawej i w środku. Z prawej strony ramienia silnika znajduje się silnik. Nad ramieniem znajduje się element w kształcie wazonu o mocno ściętych bokach. Pod ramieniem znajduje się główna część silnika. Fragment ten wygląda jak klatka na kanarka, a w środku ma zaokrąglony prostokąt.

Powyższy schemat przedstawia kolejny rodzaj pompy wgłębnej śrubowej z silnikiem elektrycznym, tym razem umieszczonym na powierzchni.

R1demzefrXc0P

Na zdjęciu znajduje się schemat pompy śrubowej z silnikiem hydraulicznym. Pompa hydrauliczna zamienia energię mechaniczną dostarczoną przez silnik napędowy na energię hydrauliczną oraz wtłacza ją do instalacji pod odpowiednim ciśnieniem i z odpowiednią wydajnością.
Schemat składa się z dwóch prostokątów w orientacji pionowej. Jeden jest szeroki, a drugi jest węższy i znajduje się w środku pierwszego. Zewnętrzne ściany większego prostokąta są podpisane numerem $2$ co według legendy oznacza rury okładzinowe. W środku rur okładzinowych znajdują się granatowe strzałki biegnące ku górze. U samej góry rur okładzinowych z prawej strony znajduje się rurka skierowana w prawo. Jej środek złożony jest z dwóch trójkątów równobocznych stykających się ze sobą jednym wierzchołkiem. U dołu rur okładzinowych znajdują się dwa prostokąty ze swoimi przekątnymi. Są one oznaczone numerem $6$ i są to pakery eksploatacyjne. Między nimi zaczyna się wcześniej wspomniany wewnętrzny prostokąt. U jego dołu znajduje się kwadrat, a nad nim mniejszy prostokąt z numerem $5$. Według legendy są to łożyska. Nad łożyskami znajduje się pompa śrubowa z numerem $4$. Pompa śrubowa przestawiona jest na rysunku jako prostokąt z pogrubionymi ścianami bocznymi. Środek jest zakreskowany, a w nim znajduje się szara śruba. U góry śruby znajduje się mały kabel łączący ją z elementem numer $3$. Numerem tym oznaczony jest silnik hydrauliczny. Od kabelka łączącego silnik i pompę odchodzą granatowe strzałki skierowane do wewnątrz rur okładzinowych. Silnik przedstawiony jest na schemacie jako dwie stykające się zniekształcone kulki z kabelkami oraz łukami w środku. Powyżej znajduje się prostokąt, od którego zaczyna się element z numerem $1$. Są to rury wydobywcze. W rurach wydobywczych znajduje się granatowa strzałka skierowana w dół. Pod schematem znajduje się legenda.

Pompy wgłębne hydrotłokowe (hydrauliczne) funkcjonują jako zestawy składające się z silnika hydraulicznego tłokowego i pompy wgłębnej hydrotłokowej. Elementy zestawu są połączone ze sobą wspólnym szkieletem i umieszczane w odwiercie w rurach wydobywczych. Z reguły w użyciu są dwie współśrodkowe kolumny rur, np. $102\,\mbox{mm}$ i $63\,\text{mm}$. Na powierzchni znajduje się instalacja, którą wykorzystuje się do zasilania pompy i odbioru wydobywanych cieczy. Ciecz robocza, czyli woda lub odgazowana ropa naftowa, jest pompowana pod odpowiednim ciśnieniem. W odwiercie za pomocą urządzenia suwakowego rozdzielczego jest ona kierowana nad lub pod tłok silnika. W wyniku ruchu posuwisto – zwrotnego tłoka silnika, powodowanego przez ruch tłoka pompy hydrotłokowej, dopływająca do odwiertu ropa, zmieszana z cieczą roboczą, jest wytłaczana na powierzchnię przestrzenią pierścieniową między kolumnami rur wydobywczych.

RwN6dvNrQUlki

Na zdjęciu przedstawiony został schemat instalacji i napędu pompy hydrotłokowej. Schemat składa się z rysunku A i rysunku B. Rysunek A to schemat podnoszenia pompy w odwiercie, a schemat B to schemat instalacji i napędu pompy hydrotłokowej.
Na schemacie A znajduje się schemat prostokątnego odwiertu. U dołu po prawej i lewej stronie znajdują się brązowe fragmenty. Z tych fragmentów poprowadzone są granatowe strzałki do środka odwiertu. U samej góry po prawej i lewej znajdują się rury, a w samym środku znajduje się rura wydobywcza. Rura ta jest przecięta co oznacza bliżej nieokreśloną długość odwiertu. Rura wydobywcza jest wypełniona niebieskimi kropkami. Na kropkach znajduje się granatowa strzałka skierowana w dół. Pod kropkami znajduje się tłok idący w górę. Tłok złożony jest z czterech na zmianę większych i mniejszych prostokątów. Pod tłokiem znajduje się mały zawór, a pod zaworem element w kształcie szczypiec.
Na schemacie B znajduje się schemat instalacji i napędu pompy hydrotłokowej. Schemat B rozciąga się nad schematem A i po jego prawej stronie. W lewym górnym rogu schemat B zaczyna się od rurociągu oznaczonego numerem $1$. Rurociąg ma kształt jednego stopnia schodów w górę. Obok rurociągu znajduje się zbiornik cieczy roboczej. Oznaczony jest on numerem $2$. Zbiornik składa się z poziomego prostokąta oraz dwóch łuków opartych na jego dłuższych bokach. Pod dolnym łukiem znajduje się granatowy zawór. Od górnego łuku poprowadzony jest kolejny rurociąg. Z prawej strony zbiornika znajduje się kolejny rurociąg oznaczony cyfrą $3$. Według legendy jest to rurociąg zasysający ciecz roboczą. Rurociąg ma schodek w dół, a na nim umieszczony jest element z numerem $4$. Jest to pompa wysokociśnieniowa. Na schemacie pompa przedstawiona jest jako prostokąt. Z jej lewej strony znajduje się kolejny prostokąt z małym uchwytem u góry, a po jej prawej kolejne rurki układające się w trzy stopnie schodków. Od ostatniego schodka odchodzi wąska kreska wraz z kółkiem. Kółko oznaczone jest numerem $5$ i jest to manometr. Od drugiego schodka rozpoczyna się rurociąg schodzący w dół do odwiertu. Rurociąg ten nazwany jest rurociągiem tłoczącym i jest oznaczony cyfrą $8$. Rurociąg idący w górę od zbiornika łączy się z prawej strony schematu z elementem o numerze $6$. Według legendy jest to separator o owalnym kształcie. Z lewej strony separatora znajduje się mały kranik, a z jego prawej strony wychodzi rurociąg wypływowy oznaczony numerem $7$. Poprowadzony jest on w dół, skręca w lewo, przechodzi nad rurociągiem tłoczącym i biegnie w dół odwiertu. Rurociąg tłoczący jest połączony z rurami wydobywczymi idącymi przez środek głowicy i odwiertu. Rury wydobywcze oznaczone zostały numerem $10$. Dookoła rur wydobywczych znajdują się rury wypływowe. Następnie dookoła rur wypływowych znajdują się kolejne rury wydobywcze oznaczone numerem $11$. Najbardziej zewnętrzną warstwą są rury okładzinowe oznaczone cyfrą $12$. Środkowych rurach wydobywczych pod powierzchnią ziemi znajduje się ciecz robocza oznaczona numerem $18$. U samego dołu środkowych rur wydobywczych znajduje się element numer $13$. Zgodnie z legendą jest to silnik z pompą. Przedstawiony został on jako mały trójkąt równoboczny skierowany wierzchołkiem w górę, umocowany na małej rurce. Pod nim znajduje się pięć prostokątów i mała rurka. U końca małej rurki znajduje się prostokątny element z zaworem o numerze $16$. Jest to zawór odwrotny znajdujący się pomiędzy rurami wypływowymi o kształcie szczypiec. Oba ramiona szczypiec oznaczone są numerem $15$ i nazwane są jako stożek oporowy. W prawej rurze wypływowej na wysokości prostokątów znajduje się granatowy element oraz biały malutki prostokąt z numerem $14$. Jest to gniazdo pompy. Pod stożkiem oporowym znajduje się pusta zakropkowana przestrzeń odwiertu. Jest ona oznaczona numerem $17$ i jest to płyn złożowy. Na prawo i lewo znajdują się brązowe elementy złoża. W zewnętrznych rurach wydobywczych część przestrzeni jest zakropkowana i oznaczona numerem $19$. Jest to wydobywana ropa. Pod schematem znajduje się legenda.

Pompy hydrotłokowe stosuje się do wydobywania ropy naftowej z odwiertów głębokich, sięgających nawet $4000\,\text{m}$, przy współczynniku sprawności pompy osiągającym do $60\%$.

Powrót do spisu treści1Powrót do spisu treści

Pompy wibracyjne

Pompa wibracyjna działa w oparciu o wykorzystanie energii kolejnych wydłużeń i skurczów kolumny rur wydobywczych. Są one spowodowane działaniem zmiennej siły pochodzącej od wibratora, który jest zamontowany na płycie pompy. Urządzenie jest złożone z kolumny rur wydobywczych.  Zawory kulkowe o powiększonej średnicy, takie jak przedstawione na rysunku poniżej, są montowane w złączkach rur wydobywczych. Rury podwiesza się w płycie wibracyjnej, która jest oparta na kilkunastu sprężynach zamontowanych na głowicy kolumnowej odwiertu. Taka konstrukcja wibratora gwarantuje ruch góra‑dół rur wydobywczych z częstotliwością od $1000$ do $1500$ drgań na minutę i wartością amplitudy drgań od kilku do kilkunastu milimetrów. Ropa naftowa wskutek drgań kolumny rur wydobywczych i poruszania się kulki w gnieździe przemieszcza się w rurach w kierunku powierzchni.

Jeśli zastosuje się kolumnę rur o średnicy $76\,\text{mm}$ ($3"$) pompa wgłębna wibracyjna jest w stanie osiągnąć wydajność pompowania do $68\,\frac{\text{m}^3}{\text{doba}}$. Te parametry decydują o zastosowaniu pomp wgłębnych wibracyjnych do pompowania ropy z płytkich i średnio głębokich odwiertów, które pozwalają na wydobycie ropy o lepkości do kilkunastu $\text{cP}$ i dają możliwość eksploatacji złóż ropy zapiaszczonej.

RlruidMwpNfVf

Na zdjęciu przedstawiony jest schemat pompy wibracyjnej. Pompa wibracyjna działa w oparciu o wykorzystanie energii kolejnych wydłużeń i skurczów kolumny rur wydobywczych. Są one spowodowane działaniem zmiennej siły pochodzącej od wibratora, który jest zamontowany na płycie pompy. U samej góry schematu znajduje się prostokątny element o numerze $1$ zwany wibratorem. Tuż pod nim znajduje się mniejszy prostokąt, od którego z lewej strony odchodzi przewód z numerem $9$. Według legendy numer ten przypisany jest do elastycznego przewodu odpływowego ropy. Przewód przedstawiony jest jako wstążka z małymi ząbkami wewnątrz dolnej części. Pod małym prostokątem znajduje się kolejny tym razem długi i wąski prostokąt z numerem $2$. Jest to płyta wibracyjna. Płyta wibracyjna z lewej i prawej strony posiada sprężyny oznaczone cyfrą $3$. Pod sprężynami znajdują się małe prostokąty ułożone bezpośrednio na podłożu. Małe prostokąty są oznaczone numerem $4$ i jest to głowica dwukolumnowa. Pomiędzy głowicą znajduje się odwiert przedstawiony jako długi prostokąt idący w dół ziemi. Długi prostokąt przedstawiający odwiert w środku swojej wysokości jest przerwany dzieląc się na dwa osobne mniejsze prostokąty. Oba prostokąty w swoim środku mają mniejszy prostokąt w kształcie rury przebiegający dokładnie przez środek. W rurach zewnętrznych znajdują się kreski tworzące trapezy skierowane dłuższą podstawą do środka. Górny element posiada dwa takie trapezy, a dolny tylko jeden. Zewnętrzne rury oznaczone są cyfrą $6$ i nazwane są rurami okładzinowymi. W wewnętrznej części, czyli rurze wydobywczej znajdują się małe kwadraty. W każdym z tych kwadratów znajduje się granatowe kółko oraz zakreskowany obszar pod kółkiem. W górnej części znajdują się dwa takie kwadraty, a w dolnej trzy. Pierwszy kwadrat w dolnej części znajdujący się u samej góry, a dokładniej jego kółko oznaczone jest numerem $7$ o oznacza zawory kulkowe. W rurach okładzinowych przy każdym kwadraciku z zaworem znajduje się malutki prostokącik oznaczony numerem $5$. Jest to pierścień blokujący złączkę połączenia gwintowego. Prawy dolny trapez w wolnej części oznaczony jest numerem $8$ i jest to centralizator. W dolnej części odwiertu pod trzecim zaworem znajduje się zakropkowana przestrzeń. Na prawym i lewym boku odwiertu u samego dołu znajdują się poziome kreski. Pod schematem znajduje się legenda.

Powrót do spisu treści1Powrót do spisu treści

Pompy wgłębne żerdziowe wraz z oznaczeniami pomp wgłębnych wg normy API - podział

Pompy żerdziowe wgłębne znajdują zastosowanie na całym świecie. Zgodnie ze specyfikacją American Petroleum Institute, która określa standardy pomp żerdziowych wgłębnych  i  normę API Spec. 11AX, w której zastosowano umowny system oznakowania.

Odczytywanie przykładowego oznaczenia pompy

Oznaczenie pompy do analizy: $20-125-\mbox{RHAC}-12-3$

1. Średnica rur wydobywczych:
   $15 - 1\raisebox{1ex}{$9$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$10$}\right.\text{'}\text{'} - 48,3 \mathrm{mm}$
   $20 - 2\raisebox{1ex}{$2$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$3$}\right.\text{'}\text{'} - 60,3 \mathrm{mm}$
   $25 - 2\raisebox{1ex}{$7$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$8$}\right.\text{'}\text{'} - 73,0 \mathrm{mm}$
   $30 - 3\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.\text{'}\text{'} - 88,9 \mathrm{mm}$

2. Średnica wewnętrzna cylindra:
   $125 - 1\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$4$}\right.\text{'}\text{'} - 31,8 \mathrm{mm}$
   $150 - 1\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.\text{'}\text{'} - 38,1 \mathrm{mm}$
   $175 - 1\raisebox{1ex}{$3$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$4$}\right.\text{'}\text{'} - 44,5 \mathrm{mm}$
   $200 - 2\text{'}\text{'} - 50,8 \mathrm{mm}$
   $225 - 2\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$4$}\right.\text{'}\text{'} - 57,2 \mathrm{mm}$
   $250 - 2\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.\text{'}\text{'} - 63,5 \mathrm{mm}$
   $275 - 2\raisebox{1ex}{$3$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$4$}\right.\text{'}\text{'} - 69,9 \mathrm{mm}$

3. Typ pomp:
   $\text{T}$ - rurowa
   $\text{R}$ - wypuszczana

4. Rodziaj cylindra:

   • dla tłoka stalowego bez uszczelnienia:
     $\text{H}$ - grubościenny
     $\text{W}$ - cienkościenny

   • dla tłoka z uszczelnieniem
     $\text{P}$ - grubościenny
     $\text{S}$ - cienkościenny

5. Umiejscowienie zaczepu:
   $\text{A}$ - góra
   $\text{B}$ - dół
   $\text{T}$ - dół z ruchomym cylindrem

6. Rodzaje zaczepu:
   $\text{C}$ - pierścieniowy
   $\text{M}$ - zatrzaskowy

7. Długość cylindra (długość mierzona w stopach - $1 \mathrm{ft} = 12\text{'}\text{'} =304,8 \mathrm{mm}$):
   $18 - 5486,4 \mathrm{mm}$
   $16 - 4876,8 \mathrm{mm}$
   $14 - 4267,2 \mathrm{mm}$
   $12 - 3657,6 \mathrm{mm}$
   $10 - 3048,0 \mathrm{mm}$
   $8 - 2438,4 \mathrm{mm}$
   $6 - 1828,8 \mathrm{mm}$

8. Długość tłoka (długość mierzona w stopach - $1 \mathrm{ft} = 12\text{'}\text{'} =304,8 \mathrm{mm}$):
   $6 - 1828,8 \mathrm{mm}$
   $5 - 1524,0 \mathrm{mm}$
   $4 - 1219,2 \mathrm{mm}$
   $3 - 914,4 \mathrm{mm}$
   $2 - 609,6 \mathrm{mm}$

Przykłady oznakowania pompy.

R1TWNRuGe2lcp

Na zdjęciu widocznych jest $8$ przekroi przez różne rodzaje pomp, które przedstawione zostały jako pomarańczowe prostokątne elementy wydłużone w pionie wraz z zaznaczonymi na czarno szczegółami ich budowy wewnętrznej. Poniżej każdego z przekroi znajduje się podpis ich oznaczeń w postaci skrótu literowego czcionki czerwonej. Od lewej strony opisy wskazują TH - rurowa - cylinder grubościenny z tłokiem metalowym, TP - rurowa - cylinder grubościenny z tłokiem manszetowym, RHT - wpuszczana - cylinder grubościenny z tłokiem metalowym, dolnozaczepowa z ruchomym cylindrem, RWT – wpuszczana - cylinder cienkościenny z tłokiem metalowym, dolnozaczepowa z ruchomym cylindrem, RST – wpuszczana - cylinder cienkościenny z tłokiem manszetowym, dolnozaczepowa z ruchomym cylindrem, RHB - wpuszczana, cylinder grubościenny z tłokiem metalowym, dolnozaczepowa, RWB – wpuszczana - cylinder cienkościenny z tłokiem metalowym, dolnozaczepowa, RSB – wpuszczana - cylinder cienkościenny z tłokiem manszetowym; dolnozaczepowa, RHA – wpuszczana - cylinder grubościenny z tłokiem metalowym; górnozaczepowa, RWA – wpuszczana - cylinder cienkościenny z tłokiem metalowym, górnozaczepowa, RSA – wpuszczana - cylinder cienkościenny z tłokiem manszetowym, górnozaczepowa.

Pompa:

TH - rurowa; cylinder grubościenny z tłokiem metalowym,

TP - rurowa; cylinder grubościenny z tłokiem manszetowym,

RHT - wpuszczana; cylinder grubościenny z tłokiem metalowym; dolnozaczepowa z ruchomym cylindrem,

RWT - wpuszczana; cylinder cienkościenny z tłokiem metalowym; dolnozaczepowa z ruchomym cylindrem,

RST - wpuszczana; cylinder cienkościenny z tłokiem manszetowym; dolnozaczepowa z ruchomym cylindrem,

RHB - wpuszczana; cylinder grubościenny z tłokiem metalowym; dolnozaczepowa,

RWB - wpuszczana; cylinder cienkościenny z tłokiem metalowym; dolnozaczepowa,

RSB - wpuszczana; cylinder cienkościenny z tłokiem manszetowym; dolnozaczepowa,

RHA – wpuszczana; cylinder grubościenny z tłokiem metalowym; górnozaczepowa,

RWA - wpuszczana; cylinder cienkościenny z tłokiem metalowym; górnozaczepowa,

RSA - wpuszczana; cylinder cienkościenny z tłokiem manszetowym; górnozaczepowa.

Powrót do spisu treści1Powrót do spisu treści

Kontrola pracy pompy wgłębnej i rodzaje awarii

Przykłady awarii pomp wgłębnych

Podczas wydobycia ropy naftowej poprzez pompowanie mogą się pojawić następujące trudności:

• zgazowanie pompy,

• zablokowanie pompy gazem,

• nieszczelność zaworu w tłoku pompy,

• nieszczelność zaworu stopowego w pompie,

• zaparafinowanie rur wydobywczych i przewodu pompowego,

• korozja uzbrojenia wgłębnego.

Natomiast do awarii uzbrojenia wgłębnego występującego przy wydobyciu ropy naftowej poprzez pompowanie zaliczymy:

• urwanie przewodu pompowego,

• urwanie rur wydobywczych,

• nieszczelność rur wydobywczych,

• uszkodzenie pompy np. zatarcie pompy (piasek).

Każdy z wymienionych problemów, trudności i awarii wymaga specyficznego podejścia i odpowiedniego technicznego rozwiązania. Cześć z tych problemów może zostać rozwiązana poprzez drobne modyfikacje odwiertu, jednak większość trudności i awarii jest usuwana poprzez obróbkę odwiertu.

Kontrola pracy pompy wgłębnej

Obciążenia przewodu pompowego i rodzaj ich zmian w czasie pracy pompy wgłębnej są  zależne nie tylko od charakteru pracy pompy, ale przede wszystkim od tego, w jakim stanie technicznym są jej elementy. Dlatego podstawą kontroli poprawności cyklu roboczego pompy wgłębnej oraz diagnozy jej stanu technicznego jest pomiar obciążenia przewodu w czasie pracy pompy.

Używa się do tego celu dynamografu pompowego, który mierzy wielkość obciążenia żerdzi dławikowej w trakcie pracy pompy.  Za pomocą dynamografu pompowego sporządza się również wykres zmiany obciążenia w funkcji drogi przebytej przez tłok pompy.

Do pomiarów dynamometrycznych stosuje się:

• dynamografy pompowe hydrauliczne,

• dynamografy pompowe elektryczne.

Dynamograf pompowy hydrauliczny jest zbudowany z:

• urządzenia hydraulicznego siłowo – pomiarowego,

• urządzenia rejestrującego na bębnie zmianę obciążenia przewodu.

Urządzenie siłowo – pomiarowe jest zainstalowane pomiędzy żerdzią dławikową, zwaną laską pompową, a zawieszeniem przewodu pompowego na wahaczu. Zmiana obciążenia na żerdzi dławikowej powoduje zmianę ciśnienia w układzie hydraulicznym dynamografu. Ciśnienie jest przejmowane przez układ pomiarowy urządzenia rejestrującego, które odnotowuje zmiany ciśnienia, a tym samym obciążenia przewodu na diagramie bębna. Bęben rejestrujący obraca się równocześnie z posuwem napędu pompy, co pozwala na zapis wykresu zamkniętego w funkcji zmian obciążenia w zależności od drogi.

Schemat zamontowania dynamometru hydraulicznego na żerdzi dławikowej

RcoDUmRPj1221

Na rysunku widoczny jest schemat zamontowania dynamometru hydraulicznego na żerdzi dławikowej. Dynamometr jest to urządzenie pozwalające na pomiar siły. Rysunek jest wykonany w konwencji rysunku technicznego, który przedstawia pionowy element o przekroju okrągłym z poszerzeniem w centralnej części wraz z prostokątnym elementem z jego prawej strony umiejscowionym na wysokości poszerzenia. Element ten jest połączony z prostokątnym elementem o zaokrąglonym zewnętrznym górnym rogu i jest usytuowanym z prawej strony pod kątem w dół oraz z podłużnym elementem o obłych kształtach usytuowanym pod kątem $45$ stopni w dół. Całość schematu jest koloru pomarańczowego i widoczne są na nim przerywane linie wskazujące osie symetrii poszczególnych elementów. Od lewej strony pionowy element o przekroju okrągłym z poszerzeniem w centralnej części oznaczony jest cyframi: $1$ wskazując na urządzenie podnośnikowe (poszerzenie na elemencie), $2$ wskazując element nośny (fazowanie w $\mathrm{1/3}$ wysokości elementu od góry, $3$ wskazujący tłok i cylinder dynamografu (zwężenie w dolnej części elementu). Prostokątnym elementem o zaokrąglonym zewnętrznym górnym rogu usytuowany z prawej strony oznaczony jest cyframi: $4$ - w dolnej części – wskazując na obudowę przyrządu, $5$ - w górnej części wskazując na okrągły element usytuowany nad obudową, jako zawór zwrotny, $6$ - w górnej części po prawej stornie – wskazując na pompę wysokiego ciśnienia. Element prostokątny o zaokrąglonym zewnętrznym górnym rogu ze skrajnej prawej strony schematu opisany jest cyframi: 7 – w dole elementu – jako bęben rejestrujący, 8 – w dole elementu po prawej stronie wskazując na kreskowany element schematu – wskazując sprężynę pomiarową.

Dynamometr pompowy elektryczny jest zbudowany z:

• czujnika tensometrycznego,

• zestawu rejestrującego.

Czujnik  tensometryczny powinien zostać zainstalowany pomiędzy zaciskiem żerdzi dławikowej a zawiesiem żurawia. Sygnał, pochodzący z czujnika, po odpowiednim wzmocnieniu jest kierowany zdalnie do urządzenia rejestrującego. Rejestrator również notuje wykres zmiany obciążenia w zależności od drogi przemieszczenia żerdzi dławikowej.

Schemat elektrycznego układu dynamometrycznego

R1POLCRLS4Lwd

Rysunek przedstawia schemat elektrycznego układu dynamometrycznego – składa się z trzech elementów składowych – ze skrajnej lewej strony znajduje się schematyczny widok żurawia pompowego widoczny jako podłużny element poziomy usytuowany lekko w górę z lewej strony z poszerzonym elementem na lewym końcu rozparty na dwóch rozporach i połączony linią po prawej stronie z schematycznie narysowanym urządzeniem składającym się z dwóch wieloboków oraz półokręgu z lewej strony połączonego z wielobokami. Od poszerzonego elementu na lewym końcu żurawia odchodzi poziomo linia łącząca się ze schematem orurowania który składa się z prostokątnego elementu nie zakończonego obrysem u dołu i poszerzonego u góry w sposób – poszerzenie, szerokość nominalna, poszerzenie. Od schematu orurowania od lewej strony odchodzi trójkątny element niewielkich rozmiarów na wysokości poszerzenia, który kończy się czarną kropką, którą okala półokrągła linia przechodząca w dół w linię prostą prowadzącą do prostokątnego elementu, usytuowanego na linii wraz z kreskowaniem u dołu wskazującym na powierzchnię terenu. Od schematu orurowania odchodzą dwie linie wskazujące na cyfry $1$ – oznaczającą zacisk żerdzi dławikowej oraz $3$ – oznaczającą zawieszenie i $6$ – żerdź dławikowa. Od elementu półokrągłego z lewej strony orurowania odchodzi linia wskazująca na cyfrę $2$ – to jest czujnik wzmacniacza. Od linii prostej pionowej od półokrągłego elementu odchodzi linia wskazująca na cyfrę $4$ – to jest linia podsprężynowa, od elementu prostokątnego do którego prowadzi linia pionowa odchodzi linia wskazująca na cyfrę $5$ – to jest czujnik przemieszczenia. Od górnej części schematu orurowania odchodzi czerwona linia prowadząca w prawą stronę, schodząc w dół do schematu przedstawionego jako prostokąt wydłużony w pionie, z zaznaczonymi w środku podwójnym współśrodkowym okręgiem w górnej części oraz trzema mniejszymi okręgami w ustawieniu dwa wyżej po stronach zewnętrznych oraz jeden poniżej centralnie. Od schematu odchodzi linia kończąca się oznaczeniem 7 wskazującym na wzmacniacz. Od schematu środkowego odchodzi linia czerwona ze strzałką do trzeciego schematu usytuowanego po skrajnej prawej stronie. Schemat ten jest w postaci prostokąta wydłużonego w pionie, około dwukrotnie większego od środkowego schematu, w górnej części zaznaczone 5 niewielkich rozmiarów kwadraty usytuowane w szeregu centralnie do osi schematu. Po dwóch stronach schematu znajdują się podwójne współśrodkowe okręgi, oraz poniżej nich dwa okręgi i w dolnej części trzy okręgi połączone ze sobą o najmniejszej średnicy. W centralnej części schematu znajduje się prostokątny element o wspólnym dolnym boku z krawędzią schematu, który w środku podzielony jest na dwie równe poziome części do wysokości około $\mathrm{4/5}$ od góry, zaś w dolnej części podzielony na dwie poziome części, gdzie górna jest węższa. W górnej części podzielonej na pionowe elementy z lewej strony widoczna jest pionowa linia łamana zygzakowata, zaś z prawej strony jest widoczna krzywa linia w formie sinusoidy. Od schematu odchodzi linia wskazująca na cyfrę $8$ to jest urządzenie rejestrujące. Do schematu usytuowanego ze skrajnej prawej strony dochodzi czerwona linia ze strzałką prowadząca dolną częścią schematu od elementu prostokątnego związanego od góry z linią poziomą oraz półokrągłą w schemacie usytuowanym ze skrajnej lewej strony.

Dzięki wykorzystaniu właściwości dynamometru pompowego, można uzyskać dwa rodzaje wykresów dynamometrycznych pracy pompy wgłębnej. Jeden z nich obrazuje obciążenia przewodu w zależności od pozycji żerdzi dławikowej. Na drugim wykresie możemy obserwować obciążenia przewodu w zależności od położenia tłoka pompy wgłębnej. Porównanie obydwu diagramów do wykresów wzorcowych pozwala otrzymać informacje na temat warunków pracy i stanu technicznego pompy.  Natomiast interpretacja zapisów dynamografów pompowych pozwala na określenie statycznego i dynamicznego obciążenia na poruszającą się żerdź dławikową, jakie ma miejsce w dowolnej fazie pracy pompy żerdziowej. Taki wykres pozwala też uzyskać informacje o charakterystyce pompowania ropy naftowej i  objętości pompowanej ropy, jak również o stanie zaworów pompy i ich pracy, zużyciu cylindra i  tłoka pompy, o utracie szczelności rur wydobywczych, o zerwaniach przewodu itp.

Wykres przedstawiający prawidłową pracę pompy ma kształt zbliżony do równoległoboku. Ze względu na drgania przewodu pompowego, który przemieszcza się w odwiercie ruchem ze zmienną prędkością, boki tworzą linię pofalowaną. Nie zawsze jednak prawidłowa ocena układu pompowego na podstawie kształtu dynamografu jest możliwa. Utrudniają ją lub uniemożliwiają duża głębokość odwiertu, silne objawy gazowe i szybko pracujące napędy pomp wgłębnych żerdziowych.

RlqzPGYKqABVu

Na rysunku przedstawione są dwa wykresy – górny rzeczywisty wykres dynamometryczny żerdzi dławikowej (laski pompowej), a dolny rzeczywisty wykres tłoka pompy wgłębnej żerdziowej. Wykres główny posiada oś pionową opisaną literą P (oznaczająca obciążenie odpowiednio żerdzi dławikowej oraz tłoka pompy wgłębnej żerdziowej), podzielony na 8 części, na której zewnętrznej części zaznaczona jest podziałka wskazująca na wartości poczynając od dołu wykresu $2.50$, $3.75$, $5.0$, $6.25$, $7.50$, z wartościami w co drugim znaczniku. Na osi poziomej, oznaczonej literą S (długość skoku odpowiednio żerdzi dławikowej oraz tłoka pompy wgłębnej żerdziowej), podzielonej na dwie części, widoczne są znaczniki w początku wykresu z wartością $0$, znacznik bez opisu w środku osi oraz na końcu z wartością $47.2$. W niewielkiej odległości w górę od wartości $6.25$ na osi pionowej odchodzi pozioma przerywana linia w prawą stronę, na górze po lewej stronie oznaczona jako Wrf + Fo Max, co oznacza obliczony ciężar zanurzonych żerdzi pompowych z maksymalnym ciężarem cieczy w odwiercie. W wysokości połowy pomiędzy wartością $3.75$ a nie opisanym znacznikiem poniżej niej na osi poziomej odchodzi przerywana linia w prawą stronę, opisana po lewej nad linią jako Wrf, co oznacza obliczony ciężar zanurzonych żerdzi pompowych. Na schemacie widoczna jest zamknięta czerwona linia o nieregularnym kształcie zbliżonym do rombu, gdzie lewy bok zaczyna się w dolnej części na osi pionowej i linii opisanej jako Wrf. Górna części krzywej w kształcie rombu w postaci zbliżonej do sinusoidalnej zmniejsza się aż do końca wykresu, odchodząc w dół, w lewą stronę, prawie prostą linią. Dolna część w kształcie zbliżona jest do odbicia lustrzanego części górnej romboidalnej krzywej. Dolny wykres składa się z osi pionowej opisanej literą P (oznaczającą obciążenie odpowiednio żerdzi dławikowej oraz tłoka pompy wgłębnej żerdziowej), podzieloną na $13$ równych części, zawierającą zewnętrzne znaczniki w tych częściach, przy czym co druga wartość jest opisana liczbowo. Wykres od dołu rozpoczyna się wartością $\mathrm{-0,625}$ i w co drugim znaczniku wskazuje na wartości $0$, $0.625$, $1.250$, $1.875$, $2.500$, $3.125$, $3.750$. Oś pozioma, łącząca się z osią pionową w wartości , $-0.625$, podzielona jest na dwie równe części, gdzie znacznik pierwszy opisany jest wartością , $0$, znacznik drugi jest nie opisany, a znacznik 3 (ostatni) jest opisany wartością , $41.5$. Oś pozioma oznaczona jest literą S, wskazującą na długość skoku odpowiednio żerdzi dławikowej oraz tłoka pompy wgłębnej żerdziowej. Od osi pionowej, od znacznika bez wskazanej wartości między wartościami $2.500$ a $3.125$ poprowadzona jest linia pozioma przerywana, oznaczona z lewej strony nad linią jako Fo Max, wskazując na maksymalny ciężar cieczy w odwiercie. W odległości około $\mathrm{1/5}$ od wartości $2.500$ na osi pionowej poprowadzona jest poziomo w prawo linia przerywana podpisana z prawej strony poniżej linii jako Fo From Fluid Level, wskazując na ciężar cieczy z poziomu płynu w odwiercie. Od wartości $0$ na osi pionowej poprowadzona jest linia przerywana pozioma w prawą stronę. Od wartości granicznej $41.5$ na osi poziomej poprowadzona jest linia pionowa kreskowa. Na schemacie widoczna jest zamknięta czerwona linia o nieregularnym kształcie zbliżonym do prostokąta, gdzie lewy bok zaczyna się w dolnej części na osi pionowej pomiędzy znacznikiem z wartością $0$, a występującym pod nim znacznikiem bez oznaczenia. Lewy bok krzywej wzrasta po kątem około $80$ stopni w górę. Krzywa przechodzi w kierunek poziomy delikatnie schodząc w dół aż do linii opisanej jako Fo Max, następnie schodzi w dół prawie pionowo z niewielkim odchyleniem w prawą stronę do wartości na osi poziomej opisanej jako $0$. Od tego miejsca przechodzi w lewą stronę, do połowy osi poziomej prawie poziomo po linii wartości $0$ z niewielkim odchyleniem, zaś od wartości zaznaczonej nieopisanym znacznikiem odchylenie od prostej $0$ wzrasta, aż dochodzi do punktu rozpoczęcia prostej.

Przykładowe wykresy dynamografu pompowego

Powrót do spisu treści1Powrót do spisu treści

Powiązane materiały multimedialne

• Obsługa gazodźwigu nurnikowegoDb9r8dzDPObsługa gazodźwigu nurnikowego

• Organizacja zakładów górniczych wydobywających kopaliny otworami wiertniczymiDVgVLfwHjOrganizacja zakładów górniczych wydobywających kopaliny otworami wiertniczymi