En las operaciones de extracción de petróleo, el equipo de recuperación de petróleo mediante bombas de pozos profundos es el equipo principal para abrir el canal subterráneo de entrega de petróleo crudo hasta el suelo, y el equipo tipo vigabomba de varilla de succión-bomba de varilla de succiónEste dispositivo, con su excelente confiabilidad y gran adaptabilidad ambiental, ocupa un lugar destacado en diversos tipos de equipos de recuperación de petróleo y se ha convertido en uno de los más utilizados. En el sistema operativo de este dispositivo de recuperación de petróleo, la unidad de bombeo, la varilla de bombeo y el...bomba de varilla de succiónDesempeñan un papel fundamental. Los tres cooperan estrechamente para formar un sistema colaborativo de "tres equipos de bombeo", que participa en cada etapa, desde la extracción subterránea de crudo hasta el transporte terrestre. Se puede afirmar que el nivel de rendimiento de estos tres equipos y la eficiencia de su cooperación están directamente relacionados con el rendimiento final del pozo petrolero y, a la vez, desempeñan un papel decisivo en el control de costos del proceso minero.
Elbomba de varilla de succión(también conocida como bomba de pozo profundo) es el actuador de fondo del pozo del "equipo de bombeo triple". Se ubica a cierta profundidad por debajo del nivel dinámico del líquido en el pozo (generalmente entre 50 y 100 m). Utiliza la potencia transmitida por la varilla de succión para extraer crudo. Es un componente clave que determina el rendimiento real del pozo petrolero.
Ⅰ. Clasificación:
La clasificación debomba de varilla de succións Se basa en el método de instalación subterránea y se divide principalmente en dos categorías: bombas tubulares y bombas de varilla. Ambas difieren significativamente en estructura, desplazamiento y escenarios de aplicación, y deben seleccionarse según las condiciones del pozo petrolero.
1. Bomba tubular: El cuerpo de la bomba tubular se conecta a la tubería mediante una rosca y el conjunto se introduce en el pozo. Su estructura es simple, el diámetro de la bomba es grande (generalmente de 56 a 114 mm), el desplazamiento es alto (la bomba de un solo golpe puede alcanzar de 50 a 200 L), y los costos de fabricación y mantenimiento son bajos. Su ventaja es su adaptación a pozos petrolíferos de alto rendimiento. Al mismo tiempo, gracias a la pared interior lisa del cilindro de la bomba y al canal de flujo sin obstrucciones, es adecuada para pozos petrolíferos con mayor cantidad de arena y menor cantidad de gas. Sin embargo, la inspección de la bomba tubular requiere la extracción de todas las tuberías de petróleo y el ciclo de operación es largo, por lo que es más adecuada para las condiciones de trabajo en pozos petrolíferos poco profundos, con un rendimiento estable y una baja tasa de fallas.
2. Bomba de varilla: El cuerpo de la bomba de varilla se conecta a la varilla de succión, la cual se introduce en el pozo. La inspección de la bomba se puede realizar sin necesidad de abrir la tubería de salida de petróleo (el ciclo de operación solo dura de 8 a 12 horas), y la eficiencia de inspección de la bomba es alta. Sin embargo, su diámetro y desplazamiento son pequeños. Es adecuada para pozos profundos o ultraprofundos con bajo caudal y gran profundidad, así como para pozos petrolíferos con parafina severa e inspecciones frecuentes de la bomba.
Ⅱ. Principio de funcionamiento:
El proceso de trabajo de labomba de varilla de succiónSe basa en el principio de succión con presión negativa y descarga con presión positiva. La extracción continua de petróleo crudo se logra mediante el movimiento alternativo del pistón. Un ciclo de trabajo completo (una carrera) incluye dos etapas de aspiración y descarga.
1. Etapa de succión: Cuando la unidad de bombeo impulsa la varilla de bombeo hacia arriba, el pistón se eleva sincrónicamente, el volumen en el cilindro de la bomba aumenta, la presión disminuye y se forma una presión negativa. En este momento, el petróleo crudo del fondo del pozo abre la válvula de succión (válvula fija) de la bomba bajo la acción de la presión subterránea, ingresa al cilindro de la bomba y completa la inhalación de petróleo crudo.
2. Etapa de descarga: Cuando la varilla de succión impulsa el pistón hacia abajo, este comprime el petróleo crudo en el cilindro de la bomba, lo que aumenta la presión en este. La válvula de succión se cierra, la válvula de descarga (válvula flotante) se abre y el petróleo crudo ingresa al oleoducto a través de esta. La columna de petróleo crudo en el oleoducto se transporta hacia arriba, hasta el suelo.
En un estado ideal, el desplazamiento teórico de labomba de varilla de succiónSe puede calcular mediante la fórmula: el desplazamiento teórico Q = π × (D/2) 2 × S × n × 60 (donde D es el diámetro de la bomba, S es la carrera y n es la carrera). Sin embargo, en la producción real, afectada por diversos factores, la producción real de líquido del pozo petrolero es mucho menor que el desplazamiento teórico. La relación entre ambos se denomina "eficiencia de la bomba" (η = producción real de líquido/desplazamiento teórico × 100%). La eficiencia de la bomba es el índice fundamental para medir la eficiencia del pozo.bomba de varilla de succión, y también es un parámetro de evaluación importante para la gestión de la producción de yacimientos petrolíferos.
3. Factores que afectan la eficiencia de la bomba:
La eficiencia de la bomba de labomba de varilla de succiónSe ve afectado por numerosos factores, como las condiciones geológicas, la calidad del equipo y los parámetros de funcionamiento. Es necesario tomar medidas específicas para mejorar la eficiencia de la bomba. Entre los factores de influencia comunes se incluyen:
1. Factores geológicos: Este es el factor externo principal que afecta la eficiencia de la bomba. La salida de arena del pozo petrolero desgastará el cilindro y el pistón de la bomba, provocando fugas en la bomba; la influencia del gas hará que el petróleo crudo en el cilindro de la bomba se "bloquee con aire", reduciendo el volumen de bombeo efectivo; la cera del pozo petrolero obstruirá la válvula de la bomba y el canal de flujo, aumentando la resistencia al bombeo; la alta viscosidad del petróleo crudo reducirá la fluidez del petróleo crudo y aumentará la dificultad de bombeo; el agua corrosiva y el gas en el petróleo crudo corroerán los componentes del cuerpo de la bomba y acortarán la vida útil.
2. Calidad de fabricación e instalación del equipo: el espacio de acoplamiento entre el cilindro de la bomba y el pistón es demasiado grande, lo que provoca fugas de petróleo crudo; el desgaste o la deformación de la superficie de sellado de la válvula de la bomba afectará el sellado; la inclinación del cuerpo de la bomba durante la instalación aumentará la fricción entre el pistón y el cilindro de la bomba, reduciendo la eficiencia de la bomba.
3. Selección de parámetros de trabajo: la carrera es demasiado pequeña, lo que provocará un volumen de bombeo único insuficiente; la carrera es demasiado alta, lo que hará que el petróleo crudo sea "demasiado tarde para inhalar" en el cilindro de la bomba, formando una "bomba de aire"; La profundidad de suspensión de la bomba es inadecuada (demasiado baja hará que la bomba no descienda por debajo del nivel del líquido en movimiento, y demasiado profunda aumentará la carga en la varilla de succión) también afectará la eficiencia de la bomba.
Materiales de referencia:
[1] "Industria del gas natural" Volumen 43, Número 5, 2023 "Aplicación y optimización de bombas de varilla en pozos profundos de petróleo de esquisto"
[2] "Ingeniería mecánica del petróleo" 2022, Volumen 3, Número 2, "Principio de funcionamiento y análisis de simulación del campo de flujo deSBomba de varilla de succiónd".
[3] "Ingeniería de desarrollo de campos de petróleo y gas" Volumen 8, Número 3, 2023 "Investigación sobre factores influyentes y medidas de mejora deSBomba de varilla de succiónEficienciaaaaaa
[4] "Oilfield Chemistry" 2022, Volumen 39, Número 2, "El mecanismo de la influencia de los factores geológicos de los pozos petroleros en la eficiencia deSBomba de varilla de succiónd"
[5] "Construcción de ingeniería petrolera" Volumen 49, Número 1, 2023 "Optimización de los parámetros de trabajo de la bomba y mejora de la eficiencia de la bomba en práctica"