Штанговый насос: что это такое и как он работает
Штанговый насос — это специализированное оборудование, используемое в нефтедобывающей промышленности для извлечения нефти из подземных резервуаров. Этот тип насоса особенно распространен в таких регионах, как Техас, где залежи нефти находятся на значительной глубине, иногда достигая 10 000 футов (около 3,05 км) и более. Штанговые насосы также известны под другими названиями, такими как насосная установка, кивающий осел и конный насос. Все эти устройства работают по схожим принципам, обеспечивая эффективное извлечение нефти.
Принцип работы штангового насоса
Штанговый насос функционирует на основе механического движения, которое напоминает работу маятника. Каждый компонент насоса имеет свое уникальное название и функцию, что может показаться сложным для понимания, если вы не знакомы с этим оборудованием. Однако все части насоса работают в единой системе, преобразуя круговое движение в вертикальное движение, необходимое для перекачки нефти.
Основные компоненты штангового насоса
Основные компоненты штангового насоса включают:
- Двигатель: Надземный двигатель приводит в движение маховик, который, в свою очередь, соединен с кривошипом. Этот механизм создает движение, необходимое для работы насоса.
- Кривошип: Кривошип — это рычаг, который движется вверх и вниз под углом к горизонту. Он соединен с манипулятором, который является самой длинной частью штангового насоса.
- Манипулятор: Эта часть насоса передает движение на подвесной трос, который опускается в вертикальную шахту, где находится нефть.
- Полировальный стержень: Этот стержень соединяет манипулятор с поршнем, который находится в вертикальной камере. Он действует как поршень, создавая давление, необходимое для перекачки нефти.
- Клапаны: Внутри насоса находятся клапаны, которые регулируют поток нефти, обеспечивая ее подъем на поверхность.
Работа штангового насоса начинается с того, что надземный двигатель вращает маховик, который приводит в движение кривошип. Кривошип, двигаясь вверх и вниз, тянет за собой манипулятор, который, в свою очередь, поднимает и опускает подвесной трос. Этот трос соединен с полировальным стержнем, который перемещает поршень в вертикальной камере. Когда поршень опускается, он создает вакуум, который всасывает нефть из подземного резервуара. Когда поршень поднимается, нефть под давлением поднимается на поверхность.
Эффективность штангового насоса
Штанговые насосы обычно удаляют около 5,3 галлона (20 литров) жидкости за один цикл. Это соответствует одному баррелю нефти (42 галлона или 160 литров) примерно за восемь циклов перекачки. Цикл на насосной станции может занимать менее минуты, что позволяет оборудованию перекачивать от 7 до 20 баррелей нефти в час, в зависимости от скорости работы. Хотя это может показаться медленным по сравнению с другими методами, такими как морские буровые платформы, штанговые насосы имеют свои преимущества. Они относительно недороги, просты в установке и обслуживании, что делает их идеальными для использования в различных условиях.
Штанговые насосы также известны как «жаждущие птицы» из-за их характерного движения, напоминающего птицу, которая постоянно качает головой вверх и вниз. Это движение также привело к другому прозвищу — «насос кузнечика», так как его структура напоминает кузнечика. Несмотря на свою простоту, штанговые насосы имеют множество промышленных применений и продолжают использоваться в нефтедобывающей промышленности.
Преимущества и недостатки штанговых насосов
Как и любое оборудование, штанговые насосы имеют свои плюсы и минусы. К основным преимуществам можно отнести:
- Низкая стоимость: Штанговые насосы относительно недороги по сравнению с другими методами добычи нефти.
- Простота установки и обслуживания: Эти насосы легко устанавливаются и требуют минимального обслуживания, что делает их идеальными для использования в удаленных или труднодоступных местах.
