Spis streści

E‑BOOK

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

• Eksploatacja za pomocą pomp wgłębnychDxcWTmVLBEksploatacja za pomocą pomp wgłębnych

• Zasada działania pompy wgłębnej żerdziowej

• Netografia i bibliografiaDdwbVuTMcNetografia i bibliografia

Pompa wgłębna żerdziowa - zasada działania i parametry techniczne

Pompa wgłębna żerdziowa jest pompą ssąco – tłoczącą, której zasadę działania  przedstawia poniższy rysunek.

RdfDgxrEsA7TG

Rysunek przedstawia kolorowy schemat działania żerdziowej tłokowej pompy wgłębnej. Żerdziowa pompa wgłębna jest to jest to pompą ssąco – tłocząca, której organem roboczym jest tłok. Na rysunku przedstawione są $4$ prostokątne wydłużone w pionie elementy obrysowane czarną pełną linią, wypełnione żółtym kolorem, z zaznaczoną linią przerywaną czerwoną osią symetrii w środku. Rysunek przedstawiam zasadę działania żerdziowej tłokowej pompy wgłębnej. Dwa pierwsze prostokątne elementy, oznaczone na dole literami od lewej a i b, rozdzielone są pustym polem zawierającym krótkie poziome linie przerywane na górze na wysokości około $\mathrm{1/5}$ od góry, opisaną od dołu oznaczeniem g.m.p., zaś druga linia oznaczona jest od dołu literami d.m.p. i znajduje się na wysokości około $\mathrm{1/5}$ wysokości elementu prostokątnego od dołu. Dwa kolejne prostokątne elementy znajdują się po prawej stronie od pustego pola z oznaczeniami i oznaczone są literami od dołu kolejno od lewej strony – c i d. W pierwszym od lewej strony elemencie prostokątnym, w jego środku, zaznaczony jest okrąg otoczony niepełnym sześciokątem o zwężeniu u góry (tłok) od którego odchodzi pionowa linia, zaś element ten jest umiejscowiony na skrajnym górnym końcu prostokątnego elementu. Obok pionowej linii u góry, z jej lewej strony znajduje się strzałka zwrócona ku dołowi. W dolnej części, nachodząc na dolną krawędź, znajduje się okrąg. Kolejno po lewej stronie elementu znajdują się linie pomocnicze prowadzące do oznaczeń liczbowych, od dołu to - $1$ - okrąg w dolnej części schematu – jako zawór ssący pompy, $2$ - prostokątny obrys – jako cylinder, $3$ - okrąg wpisany w sześcioboczny element u góry schematu – jako zawór tłoczący, $4$ - sześciokątny element zwężony ku górze – jako tłok pompy, $5$ - linie przedłużone w pionie od górnej krawędzi prostokątnego elementu – jako rury wydobywcze, $6$ - pionowa linia odchodząca od sześciokątnego elementu – jako przewód pompy. Drugi schemat od lewej strony oznaczony literą b posiada sześciokątny element z okręgiem i prostą zlokalizowany w dolnej części prostokąta, jednak nie dotyka okręgu w dolnej jego części. Trzeci schemat od lewej strony oznaczony literą c, posiada sześciokątny element z okręgiem stykający się z dolnym okręgiem, który znajduje się ponad dolną linią prostokąta, która nie jest domknięta w osi symetrii, zaś czwarty od lewej strony schemat oznaczony literą d posiada sześciokątny element zlokalizowany u góry prostokąta, zaś dolny okrąg znajduje się ponad dolną krawędzią prostokąta, która nie jest domknięta w osi symetrii. W górnej części dwóch ostatnich schematów strzałka na górze zwrócona jest w górę, zaś w dwóch pierwszych strzałka zwrócona jest w dół. Poszczególne schematy wskazują na: schemat a - rozpoczęcie ruchu tłoka w dół, schemat b - zakończenie ruchu tłoka w dół, schemat c - rozpoczęcie ruchu tłoka do góry, schemat d - zakończenie ruchu tłoka do góry.

Tłok ($4$) wykonuje ruch w dół (rys. a) od górnego martwego punktu (g.m.p.) do dolnego martwego punktu (d.m.p.). Jednocześnie czasie zawór ssący ($1$) w cylindrze zamyka się pod wpływem ciśnienia ropy. Ropa naftowa, zgromadzona w cylindrze ($2$), przedostaje się ponad tłok do rur wydobywczych poprzez zawór tłoczący ($3$) i wnętrze tłoka. Cały ten cykl jest określany jako okres tłoczenia. Kończy się on w momencie wytłoczenia zawartości cylindra, gdy tłok osiągnie d.m.p.

Wówczas tłok zaczyna poruszać się w górę (rys. c) od d.m.p. do g.m.p. W tłoku pompy otwiera się zawór ssący ($1$), a jednocześnie zamyka się zawór tłoczący ($3$) i ropa naftowa z odwiertu wypełnia cylinder tłoka. Ten cykl jest określany jako okres ssania. Dopływ ropy do cylindra pompy jest możliwy z uwagi na różnicę ciśnień pomiędzy ciśnieniem w cylindrze a ciśnieniem słupa ropy w odwiercie. Dla okresu ssania charakterystyczne jest również podnoszenie słupa ropy zgromadzonej w rurach wydobywczych nad tłokiem (przy zamkniętych zaworach tłoczących) i wypływanie ropy na powierzchnię. W tym momencie przewód pompowy  przejmuje na siebie ciężar słupa ropy w rurach.

Tłok za każdym razem pokonuje odległość od g.m.p. do d.m.p. i nazywamy to skokiem tłoka pompy. Skok tłoka powinien być odpowiednio dobrany, tłok nie powinien uderzać dolną częścią w zawór ssący pompy. Pompę wgłębną umieszcza się w odwiercie na określonej głębokości. To miejsce wyznacza się pod poziomem statycznym ropy,  w przestrzeni pierścieniowej pomiędzy rurami okładzinowymi a rurami wydobywczymi. Ropa wypływa na powierzchnię porcjami, równymi objętości skokowej cylindra pompy. Objętość skokowa cylindra pompy jest liczona jako iloczyn pola przekroju tłoka i skoku tłoka.

Tam, gdzie mamy do czynienia ze złożami o dużej wydajności, można sobie pozwolić na wybór pompy, w której skok tłoka jest duży, ze względu na dużą intensywność dopływu ropy. Taki tłok pozwala na to, by jednym ruchem zassać większą objętość ropy. Dzięki temu zwiększamy wydajność pompy.

Przewód pompowy ($6$) przekazuje napęd z żurawia pompowego, umożliwiając poruszanie się tłoka pompy rurowej. Pod zaworem ssącym pompy umieszczone są również degazator oraz sito pompowe.

O jakości pracy pompy wgłębnej w dużej mierze decyduje wielkość „martwej strefy” pomiędzy tłokiem a zaworem ssącym (rys. c). Wpływ na pracę pompy ma też ilość gazu dopływającego do cylindra pompy, czyli wielkość wykładnika gazowego $WG$ dla pompy oraz lepkość pompowanej ropy. Ponadto na cykl pompowania i napełniania się cylindra pompy ropą naftową wpływają również wibracje przewodu pompowego i rur wydobywczych, związane ze zmiennym obciążeniem w czasie pracy pompy oraz wibracje zaworów.

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