Штанговый насос представляет собой тип нефтеразведочного насоса, который обычно используется на месторождениях в Техасе в США и других районах, где потенциальные залежи нефти существуют глубоко под землей. Он способен выкачивать нефть с глубины 10 000 футов (3,05 км) и более и чем-то напоминает движение большого маятника, перевернутого набок. В нефтедобывающей промышленности существует множество других названий штангового насоса, в том числе насосная установка, кивающий осел, и конный насос, но все они сконструированы по одним и тем же принципам.
Каждый компонент штангового насоса также имеет уникальное имя, которое может показаться трудным для понимания, если кто-то не знаком с оборудованием. Все отдельные части служат соединенными звеньями в механической цепной реакции, которая постепенно преобразует круговое движение в общее движение насоса вверх-вниз. Весь механизм работает аналогично узлу коленчатого вала в автомобиле или локомотиве поезда или амортизирующей арматуре на дверях, которые автоматически медленно закрываются, чтобы пропустить кого-то.
Во-первых, надземный двигатель вращает ближайший маховик с помощью ремня или цепи, который, по сути, представляет собой более крупное колесо, которое вращается медленнее, но имеет больший крутящий момент или силу за один оборот. К этому маховику прикреплен почти горизонтальный рычаг, известный как кривошип, который движется вверх и вниз под углом примерно 60 ° к горизонту. Кривошип прикреплен к манипулятору, который является самой длинной балкой штангового насоса. Рука Питмана почти горизонтальна, но немного наклонена вниз в том месте, где конец прикрепляется к грузу, известному как конская голова, противовесу в форме наковальни, который служит своего рода концом маятника. Все эти компоненты движутся вместе, чтобы тянуть и толкать подвесной трос, подвешенный к лошадиной голове в вертикальную шахту в земле.
Трос ангара прикреплен к последовательному ряду частей, известных как полировальный стержень, сальник и струна стержня, которые вместе действуют как своего рода поршень в вертикальной камере. В этом вертикальном канале все они перемещают так называемый ходовой клапан и поршень, чтобы поддерживать постоянное движение вверх. изменение давления в валу. Стоячий клапан дальше по валу закреплен на месте и распределяет всю силу действия поршня, так что, когда механизм опускается, давление масла в земле увеличивается, а когда оно втягивается, это масло всасывается. из подземного резервуара и отключили.
Конструкция штангового насоса обычно удаляет около 5,3 галлона (20 литров) жидкости за каждый цикл насоса, что соответствует одному баррелю нефти или 42 галлонам (160 литрам) примерно за каждые восемь циклов перекачки. Цикл на насосной станции может занять менее минуты, поэтому оборудование может перекачивать от 7 до 20 баррелей нефти в час в зависимости от того, насколько быстро оно работает. Это очень медленно по стандартам, например, для морских буровых платформ, но насосные станки относительно недороги, их легко устанавливать и обслуживать в нескольких местах.
Этот тип насосного агрегата также известен как «жаждущая птица», так как он напоминает птицу, которая постоянно качает головой вверх и вниз, или «насос кузнечика» из-за того, что его общая структура напоминает структуру кузнечика. и его уникальное механическое движение имеет множество промышленных применений. Первоначально штанговый насос для нефтеразведки не очень эффективен при откачке нефти из-под земли, так как в новых залежах, как правило, много захваченного газа. В оптимальном случае объемная эффективность перекачки нефти штанговым насосом составляет 80% по сравнению с другими соединениями, такими как газ и вода.
Наиболее часто конструкции штанговых насосов используются при разведке нефти на суше, где, как известно, вероятны богатые залежи нефти. Они не перекачивают большой объем масла за один ход, но построены на наборе надежных механических принципов, которые использовались в других областях еще в 18в веке. Небольшие версии штанговых насосов с ручным управлением все еще существуют во многих парковых системах США, где их можно использовать для механического откачивания воды из подземного резервуара или водоносного горизонта.
