As condições aplicáveis à APIbombas de haste de sucçãoÉ necessária uma análise abrangente de múltiplos parâmetros, incluindo profundidade do poço, taxa de produção, estrutura do poço e características do fluido. Os principais cenários adequados podem ser resumidos como ambientes de produção convencionais de poços verticais ou ligeiramente desviados, de profundidade média a baixa, com produção baixa a média. De acordo com as especificações da API SPEC 11AX e a prática da indústria, os limites de aplicação específicos são os seguintes:
I. Profundidade do poço e faixa de produção:
Adaptação à profundidade: A profundidade ideal do poço é de 1500 a 4000 metros. Nessa profundidade, a folga entre o êmbolo e o cilindro da bomba (tipicamente de 0,03 a 0,05 mm) equilibra a eficiência de bombeamento e a dificuldade de fabricação. Quando a profundidade do poço ultrapassa 5000 metros, são necessários processos especiais para controlar a folga com uma precisão de 0,02 mm.
Limiar de Produção: A produção diária de fluido de um único poço deve ser idealmente controlada entre 10 e 100 metros cúbicos por dia, com a eficiência da bomba mantida entre 60% e 70%. Se ultrapassar 150 metros cúbicos por dia, bombas submersíveis elétricas ou bombas de parafuso são mais econômicas. Por exemplo, o poço de 3200 metros de profundidade no Campo Petrolífero de Shengli utiliza uma bomba de haste fixa na parte superior e selada na parte inferior, atingindo uma eficiência de 68% ao produzir 58 metros cúbicos de fluido por dia, reduzindo o consumo de energia em 22% em comparação com bombas elétricas na mesma seção do poço.
II. Restrições da estrutura do poço:
Ângulo de inclinação do poço e Severidade de Doggleg (DLS): Poços verticais (ângulo de inclinação < 15°) e poços de baixo ângulo (15°-25°, Severidade de Doggleg (DLS) < 3°/25 metros) podem utilizar diretamente bombas de haste API convencionais; quando o ângulo de inclinação do poço é de 25°-45° e a Severidade de Doggleg (DLS) é de 3°-4°/25 metros, são necessários projetos especiais, como bombas direcionais de fechamento forçado. Poços de alto ângulo (≥ 45°) frequentemente requerem centralizadores ou bombas de parafuso devido ao desgaste severo das hastes — por exemplo, em um poço com inclinação de 52° no Campo Petrolífero de Tarim, a vida útil da coluna de hastes foi estendida para apenas 180 dias após a instalação de um centralizador resistente ao desgaste, ainda inferior à de poços verticais. Dimensões do revestimento: Os requisitos de espaço anular devem corresponder ao diâmetro da bomba e ao diâmetro interno do revestimento. Por exemplo, um invólucro de 139,7 mm (5,5 polegadas) é compatível com um diâmetro máximo de bomba de 70 mm, enquanto um invólucro de 88,9 mm (3,5 polegadas) é limitado a diâmetros de bomba inferiores a 56 mm.
III. Características do fluido e condições do reservatório:
Limitações de Gás e Conteúdo de Areia: O teor de gás livre deve ser controlado abaixo de 10% do volume de fluido produzido; caso contrário, pode ocorrer bloqueio de gás — quando a pressão de entrada da bomba está abaixo da pressão de saturação, cada aumento de 1% no teor de gás levará a uma diminuição de 3% a 5% na eficiência da bomba. Quando o teor de areia exceder 0,5% (fração mássica), deve-se selecionar uma bomba com haste composta resistente à areia, cujo êmbolo soldado em liga Ni60 suporte erosão por areia de 200 g/m³. Viscosidade e Ambiente Corrosivo: A aplicação rotineira é possível quando a viscosidade do petróleo bruto for <5000 mPa·s. Para valores superiores a este, é necessária diluição com haste oca ou aquecimento elétrico. Para poços corrosivos com pressão parcial de H₂S ≤0,05 MPa, são necessárias carcaças de bomba em aço inoxidável 316L. Por exemplo, em um poço no campo de gás de Sichuan, essa tecnologia alcançou um período sem manutenção de 420 dias, 2,3 vezes maior do que as bombas de aço carbono.
IV. Compatibilidade de Processos e Limites Econômicos:
Compatibilidade com Equipamentos de Superfície: É necessária compatibilidade com unidades de bombeio de viga convencionais. O intervalo ideal é de 1,8 a 6 metros de comprimento de curso e 4 a 12 golpes/minuto. Caso seja adotado um projeto de curso ultralongo (8 metros), a capacidade de torque do redutor da unidade de bombeio deverá ser aumentada proporcionalmente.
Limites de Expansão Econômica: Competitivo quando os custos de manutenção de um único poço são inferiores a 50.000 RMB/ano. Durante períodos de preços baixos do petróleo (inferiores a 40 USD/barril), seu custo de consumo de energia é de 15% a 30% menor do que o de bombas elétricas. Por exemplo, o Campo Petrolífero de Yanchang utiliza bombas de haste com vedação superior e suporte inferior, controlando o custo anual de operação e manutenção por poço para 32.000 yuans, apenas 60% do custo das bombas de parafuso.
Condições críticas de exclusão: Bombas de haste deixam de ser adequadas quando o poço de petróleo apresenta as seguintes características: ângulo de inclinação do poço ≥ 45° e Severidade Dogeg (DLS) ≥ 4°/25 metros; teor de gás ≥ 30% e ancoragem com gás inviável; produção diária de fluido ≤ 200 metros cúbicos ou < 5 metros cúbicos/dia; pressão parcial de H₂S ≥ 0,3 MPa e indisponibilidade de solução com material resistente à corrosão. Nesses cenários, os processos de elevação sem haste ou elevação a gás serão mais viáveis técnica e economicamente.