Quais são as vantagens e desvantagens dosbomba de haste de sucçãoSistema (SRP)? É isso que vou compartilhar hoje.
No artigo anterior, apresentei o método da fonte e o método de elevação de gás para recuperação de petróleo. Esses dois métodos são normalmente usados nos estágios iniciais do desenvolvimento de campos petrolíferos, quando a energia interna ou um pequeno influxo de energia externa na forma de gás é suficiente para elevar o petróleo.
No entanto, uma vez esgotada a energia interna, a única maneira de extrair o petróleo do reservatório é usar algum tipo de bomba para poços profundos. Existem muitos tipos de bombas para poços profundos, mas um dos três tipos principais a seguir é geralmente usado na prática:
1. Sistema de bomba de haste de sucção (SRP).
2. Sistema de bomba de cavidade progressiva (PCP) acionada por haste.
3. Sistema de bomba submersível elétrica (ESP).
Começarei com o tipo mais comum de bomba para poço profundo:
A unidade de bombeamento é uma das marcas registradas da produção de petróleo. No entanto, a unidade de bombeamento em si é apenas a parte acima do solo. Todo o sistema consiste em seções acima do solo e subterrâneas. A seção acima do solo inclui a unidade de bombeamento e a tubulação do poço (árvore de Natal), enquanto a seção subterrânea inclui a coluna de tubulação, o suporte da haste de bombeamento e a própria bomba. A unidade de bombeamento consiste em uma viga de equilíbrio com uma cabeça dobrável, um suporte ao qual a viga de equilíbrio é fixada, uma grande estrutura fixada a uma base de concreto armado e um conjunto de acionamento da viga de equilíbrio composto por um motor elétrico, uma transmissão por correia em V, bielas e uma manivela. O acionamento aciona a viga de equilíbrio, fazendo com que ela se mova em um arco. Uma corda de suspensão é presa à cabeça de equilíbrio, à qual a primeira haste (chamada haste polida) é fixada. O movimento da cabeça de equilíbrio aciona o conjunto do suporte da haste para cima e para baixo. O conjunto da cabeça do poço é usado para vedar a haste polida, vedar os espaços tubulares e anulares, redirecionar o fluxo de fluido e suspender a tubulação de petróleo (tubulação do poço de petróleo).
A haste de bombeamento para poços de petróleo é um tubo com roscas na parte inferior e um conector na parte superior. Esses tubos laminados sólidos são torcidos para formar uma coluna, na parte inferior da qual são instalados vários equipamentos (bombas, obturadores, conjuntos multi-obturadores, juntas em pena, juntas em pena, stingers, etc.). A tubulação da haste de bombeamento para poços de petróleo vem em vários tipos (lisa, espessada, diferentes graus de resistência, etc.), e a escolha depende das características geológicas e técnicas do poço, ou às vezes simplesmente da disponibilidade de equipamentos e tubulações existentes. Colunas combinadas são frequentemente usadas, por exemplo, com tubulação mais espessa e mais resistente na parte superior e tubulação lisa na parte inferior. Ou, com tubulação de 73 mm de diâmetro na parte superior e tubulação de 60 mm de diâmetro na parte inferior. Se os tipos de tubulação forem diferentes, conexões especializadas são necessárias para conectá-las.
Uma série de hastes é colocada dentro do tubo. Essas hastes são de aço com roscas em ambas as extremidades. Os diâmetros das hastes variam de 9 mm a 36 mm. Conexões são usadas para conectar hastes do mesmo tamanho, enquanto adaptadores são usados para conectar hastes de tamanhos diferentes.
As hastes de bombeamento transmitem energia do acionador para a bomba. Elas suportam as maiores cargas, e a maioria dos acidentes está relacionada a danos nas hastes de bombeamento. O movimento constante da haste de bombeamento pode causar danos mecânicos no contato com a tubulação, às vezes perfurando a tubulação e causando furos. Para evitar isso, estabilizadores e protetores especiais feitos de plástico ou borracha resistente ao desgaste são instalados na haste de bombeamento.
Haste de bombeamento com estabilizador:
Obomba de haste de sucçãoO próprio cilindro está localizado na parte inferior da coluna de tubulação. Seu design é simples: um cilindro oco com um êmbolo. O êmbolo é oco e contém uma válvula de descarga.
A haste aciona o êmbolo para cima e para baixo. Duas válvulas também estão localizadas dentro do corpo da bomba: a válvula de descarga está localizada na parte superior do êmbolo e a válvula de esfera de sucção está localizada na parte inferior.
Quando o êmbolo se move para cima, um vácuo é criado abaixo da bomba, permitindo que o líquido entre na bomba através da válvula de sucção. Quando o êmbolo se move para baixo, a válvula de sucção se fecha, permitindo que o líquido entre na tubulação através do pistão oco.
Existem dois tipos de bombas. Tipo de inserçãobombas de haste de sucçãosão montados e abaixados. O êmbolo está localizado no corpo da bomba e é fixado em uma trava especial (âncora) após o abaixamento. Se a bomba de haste de bombeio não for do tipo plug-in, o corpo da bomba é simplesmente abaixado sobre a tubulação, e o êmbolo com válvula é abaixado sobre a haste de bombeio. Este tipo de bomba de haste de bombeio tem um diâmetro maior e uma vazão de poço maior. No entanto, a tubulação deve ser totalmente levantada para elevar a bomba.
Plug-inbomba de haste de sucção, cujo diâmetro não excede o diâmetro interno da tubulação, têm menor produtividade, mas a bomba pode ser facilmente removida diretamente da haste para manutenção.
Vantagens e desvantagens das bombas de haste de sucção:
A principal vantagem de um bomba de haste de sucçãoé seu design simples, praticamente isento de danos. Não requer componentes eletrônicos submersíveis nem equipamento de telemetria. Grandes volumes de gás reduzem o fornecimento de gás, mas a bomba de haste de bombeio não queima. Também é adequado para poços de pequeno diâmetro.
Desvantagens debombas de haste de sucçãoincluem manutenção complexa e frequente. A haste quase sempre quebra, cai ou se rompe. Além disso, os reparos são demorados, pois tanto a tubulação quanto a haste precisam ser levantadas simultaneamente. Além disso, a cera adere à haste, tornando o trabalho confuso e desagradável. O curso do êmbolo também é difícil de ajustar. Além disso, suas baixas vazões de alimentação os tornam inadequados para poços com profundidade superior a 3.000 metros e para poços inclinados — a haste simplesmente corta a tubulação no ponto de curvatura.
É por isso que as bombas de haste de bombeio estão substituindo ativamente os precipitadores eletrostáticos (ESPs). No entanto, escreverei sobre elas em outra ocasião; por enquanto, descreverei brevemente a estrutura e o princípio de funcionamento das bombas de parafuso.
As unidades de bomba de parafuso também têm uma seção de superfície, mas em vez de um mecanismo de bombeamento, elas apresentam um motor e uma transmissão separados que giram a cabeça de acionamento, à qual a coluna da haste é fixada.
No entanto, a haste não se move em sentido contrário, mas sim em um movimento circular. A bomba em si é um par de parafusos. O elemento móvel é um parafuso de Arquimedes, e o estator é uma espiral interna. O engrenamento contínuo entre o colar e a espiral cria múltiplas cavidades independentes.
À medida que o elemento móvel gira, o volume da cavidade sinusoidal no lado da sucção aumenta, criando um vácuo que preenche a cavidade com o líquido bombeado. O movimento adicional do rotor impulsiona o fluido em direção à tubulação de pressão. Devido ao vácuo gerado, o fluido é extraído do poço e, em seguida, conduzido à tubulação de pressão.
A vantagem da bomba de parafuso é que a taxa de falhas da bomba é muito menor do que a da bomba de êmbolo, sendo a mais econômica. No entanto, a bomba em si é muito mais cara do que abomba de haste de sucçãosistema.