La recuperación de petróleo mediante una bomba de varilla se realiza mediante un sistema de bombeo basado en tres equipos de bombeo (unidad de bombeo, varilla de bombeo y bomba de petróleo). Es decir, bajo el impulso de la unidad de bombeo, el émbolo de la bomba (también conocida como bomba de pozo profundo) se mueve hacia arriba y hacia abajo mediante la varilla de bombeo que desciende en el pozo, y el fluido del pozo se extrae al suelo.
Una máquina de bombeo de petróleo es un tipo de maquinaria y equipo para la extracción de petróleo, comúnmente conocida como "máquina kowtow". La unidad de bombeo de petróleo es el equipo de elevación más importante del sistema de bombeo de varillas. Según si cuenta con una viga móvil, se puede dividir en una unidad de bombeo con viga móvil y una unidad de bombeo con viga fija.
Ⅰ. Principio de funcionamiento:
El funcionamiento de una unidad de bombeo de viga consiste en que la unidad motriz (generalmente un motor eléctrico, diésel o de gas natural) transmite el movimiento de rotación a alta velocidad al reductor mediante la correa de transmisión. Tras la desaceleración de dos etapas en tres ejes, el mecanismo de biela-manivela cambia el movimiento de rotación a movimientos de subida y bajada de la viga. La cuerda de suspensión, que cuelga de la cabeza del burro, impulsa el émbolo de la bomba de petróleo, que oscila hacia arriba y hacia abajo a través de la varilla de succión para extraer el fluido del pozo al suelo.
Ⅱ.Composición de la unidad de bombeo de haz:
La unidad de bombeo de aceite se compone principalmente de cuatro partes:
1. Parte de la viga de desplazamiento: Cabeza de burro, viga de desplazamiento, viga, viga de cola, biela, placa de equilibrio (unidad de bombeo de equilibrio compuesta)
2. Parte del soporte: Asiento del cojinete central, escalera de trabajo, anillo de protección, consola, soporte.
3. Piezas del reductor: Fondo del barco, asiento del cilindro reductor, reductor, manivela, contrapeso, freno y otras piezas.
4. Parte de distribución de potencia: Asiento del motor, motor, caja de distribución, etc.
3. Características técnicas de la unidad de bombeo de vigas:
La unidad de bombeo de aceite tipo viga tiene las características de rendimiento confiable, estructura simple, fácil operación y mantenimiento. Las características principales incluyen:
1. La estructura de toda la máquina es razonable, el trabajo es estable, el ruido es bajo y la operación y el mantenimiento son convenientes.
2. La viga adopta una estructura tipo caja o viga I, que tiene alta resistencia, buena rigidez y gran capacidad de carga.
3. El reductor adopta engranajes dentados evolventes en espiga o de arco doble, que tienen alta precisión de mecanizado, fuerte capacidad de carga y larga vida útil.
4. El cojinete central del asiento del cojinete utiliza rodamientos de rodillos de ancho medio, con buen sellado y gran capacidad de carga. El cojinete central y el cojinete del muñón del cigüeñal utilizan rodamientos autoalineables para reducir los errores de instalación y las vibraciones durante el funcionamiento de la unidad de bombeo.
5. La cabeza del burro puede estar boca abajo, colgada o girada hacia un lado en una de tres formas.
6. El soporte adopta una estructura de torre, que tiene buena estabilidad y es fácil de instalar en el sitio.
7. El contrapeso del cigüeñal es accionado por cremallera y piñón, lo que lo hace ligero y preciso de ajustar.
8. Los frenos adoptan una estructura de sujeción externa y están equipados con un dispositivo de seguridad, que es flexible en su funcionamiento y frena de forma rápida, segura y confiable.
9. La base está conectada mediante pernos de anclaje o barras de presión de una de dos maneras.
Según las diferentes estructuras, las unidades de bombeo de aceite tipo viga generalmente se dividen en dos tipos: convencionales y de montaje frontal. Para ahorrar energía y aumentar la carrera, han aparecido una variedad de variantes de bombas de aceite tipo viga.
IV. Clasificación de las unidades de bombeo de petróleo tipo viga:
1. Unidad de bombeo de viga convencional (montada en la parte trasera)
El mecanismo de biela y cabeza de burro están ubicados en la parte delantera y trasera del soporte, y el ángulo de equilibrio es cero.
Esta es la máquina de bombeo de aceite más común en uso actualmente. El soporte se encuentra entre el cabezal y la biela del cigüeñal. Los tiempos de carrera superior e inferior son iguales, y se utiliza un mayor equilibrio mecánico. (El mecanismo de biela se encuentra detrás del soporte).
2. Unidad de bombeo de aceite tipo viga montada en la parte delantera
El mecanismo de biela y cabeza de burro están ubicados en la unidad de bombeo de aceite tipo viga, frente al soporte.
El mecanismo de biela está situado delante del soporte y se utiliza equilibrio neumático.
El gas de la carrera superior se expande para ayudar a que la unidad de bombeo funcione. El gas de la carrera inferior se comprime para almacenar energía.
La carrera superior de la unidad de bombeo tipo viga montada en la parte delantera es más lenta que la carrera inferior.
3. Unidad de bombeo de haz descendente de bajo impulso
La unidad de bombeo de viga descendente de bajo impacto se utiliza principalmente en la explotación de pozos petrolíferos de bajo rendimiento, tanto nacionales como internacionales, lo que permite explotar al máximo un gran número de pozos de bajo rendimiento con un bajo consumo energético. La máquina se basa en una máquina convencional y utiliza un reductor especial de tres etapas con una alta relación de transmisión para reducir la carrera de la unidad de bombeo. Además de las ventajas de una unidad de bombeo de viga convencional, también ofrece las siguientes:
(1) El impulso es bajo, llegando a 1-2 veces/min.
(2) La potencia del motor de soporte es baja y la potencia del motor se reduce en 2-3 grados en comparación con las máquinas convencionales del mismo modelo para lograr efectos de ahorro de energía.
(3) La base es la misma que la de las unidades de bombeo convencionales ordinarias del mismo modelo, lo que resulta cómodo para los usuarios en su uso y mantenimiento.
Características técnicas: La unidad de bombeo de bajo impulso es una unidad de bombeo de bajo consumo energético, diseñada para capas petrolíferas de baja permeabilidad. El impulso es reducido, lo que resulta más adecuado para pozos de bajo rendimiento y entornos geográficos complejos, reduce los costos de gestión y mejora la eficiencia operativa de la unidad de bombeo.
4. Unidad de bombeo de viga de forma especial (unidad de bombeo de doble cabeza de burro)
Unidad de bombeo de viga de forma especial, también conocida como unidad de bombeo de cabeza de burro doble, sus características estructurales: se utiliza una cabeza de burro trasera en lugar del eje de cola de una unidad de bombeo de viga ordinaria, y se utiliza una trenza de cuerda de transmisión para conectar la viga, formando el mecanismo de cuatro enlaces de la unidad de bombeo.
El mecanismo de biela y cabeza de burro de la barra de luz colgante se ubican en la parte delantera y trasera del soporte. Durante el proceso de un solo golpe, la longitud del brazo trasero y la longitud de la biela no son constantes. Unidad de bombeo de aceite tipo viga.
Al modificar la ley de variación del factor de par de la unidad de bombeo, se refuerza el efecto de equilibrio y se logra el objetivo de ahorro energético. Se basa en una máquina convencional como modelo básico, y su mecanismo de cuatro barras (mecanismo de viga-biela-manivela) ha experimentado importantes cambios tecnológicos. Adopta un brazo trasero curvo especial de la viga y una estructura de conexión flexible entre ambas para obtener un mecanismo especial de cuatro barras cuya longitud del balancín (brazo trasero de la viga) y la longitud de la biela varían con el ángulo de la manivela, denominado "mecanismo de cuatro barras de parámetro variable". Este mecanismo constituye un nuevo tipo de unidad de bombeo de transmisión de potencia que se adapta a las condiciones reales de trabajo de la producción petrolera.
Cuando la máquina está funcionando, se basa en cambios regulares en la longitud efectiva del brazo trasero de su viga para lograr un estado de trabajo con un gran par de equilibrio cuando la carga es grande y un pequeño par de equilibrio cuando la carga es pequeña, fortaleciendo así el efecto de equilibrio de la unidad de bombeo y logrando el propósito de ahorro de energía.
5. Máquina de bombeo de aceite tipo barra con polarización inferior:
La característica principal es el uso de la barra con sesgo hacia abajo para equilibrar y reducir el par máximo de la unidad de bombeo, que puede coincidir razonablemente con la posición y el peso de la barra con sesgo hacia abajo según las condiciones del pozo, heredando todas las ventajas de las unidades de bombeo de tipo viga convencionales, con buen efecto de equilibrio y rendimiento confiable.
6. Máquina de bombeo de aceite tipo viga con ajuste de diámetro y desplazamiento de par
La viga está sesgada y equilibrada, y su estructura es innovadora. El ajuste es sencillo y fácil. Cuando la cabeza del burro está muerta, la caja de contrapesos está cerca del suelo. Es fácil añadir o quitar bloques de equilibrio pequeños y medianos en la caja de contrapesos.
El equilibrio es bueno y se ajusta con precisión para la posición máxima de la carga. El bloqueo de la viga de desplazamiento y el soporte durante el ajuste de la carrera ha cambiado la situación anterior, donde la seguridad y la intensidad de trabajo eran bajas, y ahora se requieren operaciones auxiliares como grúas. Las máquinas pequeñas y medianas adoptan una estructura trasera, mientras que los bastidores principales, una frontal.
7. Máquina de bombeo de aceite tipo viga tipo varilla de péndulo:
La unidad de bombeo de aceite con varilla pendular y viga es un nuevo tipo de producto de bajo consumo, del cual se ha formado una serie. Este tipo de bombeo de aceite de bajo consumo es una máquina de nueva estructura que utiliza una varilla pendular-manivela para accionar el mecanismo de balancín, lo que permite un movimiento lineal alternativo. La varilla pendular ajusta el par según los cambios en la carga de las carreras superior e inferior del punto de suspensión, de modo que el par de trabajo del reductor se mantiene siempre en las mejores condiciones, logrando un ahorro de energía de aproximadamente el 50% en comparación con la unidad de bombeo con viga aguas arriba. Es una unidad de bombeo con amplias perspectivas de desarrollo. Presenta las siguientes características:
(1) Toda la máquina funciona sin problemas y tiene poco ruido.
(2) El reductor correspondiente es pequeño y el torque es aproximadamente un 50 % menor que el de la unidad de bombeo de viga.
(3) El efecto de ahorro de energía es significativo y el consumo de energía se puede reducir en aproximadamente un 50% en comparación con la unidad de bombeo de haz.
(4) La capacidad instalada del motor es pequeña y la potencia se puede reducir en aproximadamente un 50%.
(5) Fácil de instalar, más cómodo de usar y mantener, especialmente para ajustar la carrera.
8. Unidad de bombeo de viga de rueda parcial:
La unidad de bombeo de petróleo se basa en una unidad de bombeo de viga desfasada. Una rueda de polarización se configura en la cola de la viga, y un mecanismo de seis enlaces se forma con la rueda de polarización como centro. Al modificar la ley de cambio de la carga puntual de suspensión, la longitud del brazo trasero equivalente y el ángulo de polarización del cigüeñal, el par del reductor es suave. La máquina es adecuada para pozos petrolíferos generales, pero también para pozos petrolíferos especiales. En comparación con los modelos convencionales, se caracteriza por una baja carga de suspensión y una baja velocidad lineal máxima.
9. Unidad de bombeo de viga hidráulica:
La unidad de bombeo hidráulica de tipo viga es una nueva generación de equipos de bombeo, desarrollada y fabricada a partir de las unidades de bombeo de tipo viga convencionales. Mantiene las ventajas de las unidades convencionales y se caracteriza por sus parámetros de funcionamiento ajustables, ahorro de energía y alta eficiencia del sistema. Se trata de un nuevo tipo de unidad de bombeo de bajo consumo.
8. ¿Cómo se debe revisar el grupo de bombeo después de su puesta en marcha?
El método de inspección es “escuchar, ver y modelar”.
Escuchar: Escuche si el sonido de rotación de cada parte de la unidad de bombeo es normal y si hay algún sonido de contacto o de suspensión.
Observación: Revise las conexiones de la unidad de bombeo. En particular, verifique si el pasador del cigüeñal y el bloque de equilibrio están sueltos o prolapsados, si la caja de engranajes tiene fugas de aceite, si la contrapresión y la presión de la camisa son normales, si el cabezal del pozo tiene fugas de aceite, si la abrazadera cuadrada está suelta, si el tensor de la cuerda está torcido y si la corriente trifásica está equilibrada.