Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Hvordan arbejder oliefeltpumper?

For bedre eller værre går økonomien i den udviklede verden på olie. At finde, producere og raffinere råolie til brugbare produkter er stor forretning. For de fleste er det mest synlige ved søgningen efter olie, oliefeltpumperne eller pumpejakkerne - de bobberende metalkonstruktioner, der prikker overfladen i områder, hvor der produceres petroleum. På grund af deres karakteristiske form og bevægelse er pumpebakker, også kaldet strålepumper, ofte givet fantasifulde navne som "ensomme fugle" og "nikkende æsler." Uanset hvad du kalder dem, er sådanne pumper afgørende for råolieproduktionen.

Hvor er olien?

Der er en romantisk opfattelse, at olie produceres ved at holde en vandhane i en underjordisk flod eller sø, men dette er langt mere forenklet end virkeligheden i olieproduktionen. I den virkelige verden fylder olie små sammenhængende rum i den gravede sten, der kaldes "porer". For at producere olie skal et udforskningsfirma finde et reservoir, et volumen af ​​rock med tilstrækkelige porer indeholdende olie. Mange potentielle reservoirer indeholder begrænsede mængder olie eller kun holde vand. Denne stenvolumen skal også være omgivet af sten, der mangler sådanne sammenhængende porer, som "fælder" olien i reservoiret.

Hvorfor en pumpe?

En anden romantisk opfattelse af olieindustrien er "Gusher", en slags olie vulkan, der sprays sort guld langt og bredt fra den derrick. Dette er en dårlig ide af flere grunde: Økonomisk set kan olie, der sprøjtes over landskabet, ikke indsamles og sælges. Meget vigtigere repræsenterer en gusher eller "blowout" imidlertid brændbare stoffer, der flyder under ekstremt tryk, en meget farlig situation.

De fleste reservoirer er ikke under tilstrækkeligt pres for olie, vand og naturgas, de indeholder at nå overfladen uden hjælp. Da reservoirerne er tusindvis af meter (tusinder eller titusinder af fødder) under jorden, er de enkle sugepumper ikke tilstrækkelige til at bringe væskerne til overfladen. I stedet bruger råolieproducenter et system med kunstig lift.

Pumpens overfladeudseende

De synlige dele af en oliefeltpumpe kan variere i størrelse fra lille nok til at passe i sengen af en pickup truck til at strukturere størrelsen af ​​et hus. Som hovedregel er jo større pumpejacket, jo dybere reservoiret. Den typiske pumpe omfatter en A-formet ramme toppet af en lang stang eller stråle. Den ene ende af strålen er forbundet med en motor. Drejemotoren driver en kobling, der får strålen til at arbejde frem og tilbage som en seesaw. I den anden ende af strålen er røret, der løber til bunden af ​​brønden, forbundet med en stor afrundet metaltriangel. Triangles hesthovedlignende form bobs op og ned, mens pumpen virker, kører pumpens indgreb i bunden af ​​brønden.

Nedpumpedele af pumpen

"Pumpe "dele af en pumpjack er ude af syne. En række hule rør, kaldet sugestænger, løber fra hestehovedet på pumpejacket til reservoiret i bunden af ​​brønden. De skjulte dele af sugestangssystemet er to enkle kamre, der forsegler kugleventiler. Ventilen på et stempel, der er fastgjort til enden af ​​sugestangen, åbner som stangsystemet bevæger sig nedad. Dette gør det muligt for olie at fylde stemplet og tvinger væskerne i røret over det opad. Når stemplet når bunden af ​​op- og nedslaget, lukker kugleventilen sig og holder væskerne på plads. I mellemtiden kører bolden på den faste stående ventil ved bunden af ​​brønden ud af vejen for at åbne, mens stemplet stiger. Dette gør det muligt for olie at samle over stående ventilen. Når stemplet falder igen, lukkes denne anden kugleventil og fanger en oliebassin, hvor den kan komme ind i stemplet og til sidst sætte sig op på sugestangstrengen til overfladen.