1. Takrifan dan Prinsip Pam Tiub API:
Pam tiub API: Tong pam dipasang pada hujung bawah tiub, dan rod penyedut memacu pelocok ke depan dan ke belakang untuk mencapai sedutan dan pelepasan. Berbanding dengan pam sisip (di mana tong pam dan pelocok boleh ditarik dan ditarik balik sebagai satu unit), pam tiub API mempunyai tong yang lebih tebal, lebih tahan tekanan dan lebih tahan haus. Walau bagaimanapun, ini melibatkan kos yang memerlukan tiub ditarik untuk penyelenggaraan, menjadikannya kurang mudah diakses.
Perbezaan antara pam tiub API dan pam rod penyedut tradisional:
Kedudukan Struktur: Tong pam dipasang pada tiub (pam tiub API) berbanding tong pam ditarik dan ditarik balik dengan rod (pam masukkan).
Kapasiti Tekanan dan Ketegaran:Pam tiub APImenawarkan rintangan tekanan yang lebih tinggi dan lebih stabil dalam tekanan tinggi dan telaga dalam.
Strategi Penyelenggaraan:Pam tiub APImempunyai kos penyelenggaraan yang agak tinggi tetapi kitaran penyelenggaraan yang lebih panjang.
2. Mekanisme "Kejutan Cecair" dan "Gas Tergangguddhhh:
Kejutan cecair: Aliran gas-cecair/slug berselang-seli memasuki ruang pam. Kesan gabungan pembukaan dan penutupan injap serta-merta serta inersia bendalir menghasilkan pancang tekanan yang memberi kesan kepada komponen injap dan permukaan mengawan laras pelocok, menyebabkan haus pramatang, kegagalan dan masa henti.
Gangguan gas/kunci gas: GLR tinggi pada salur masuk pam menyebabkan pengudaraan dalam ruang pam, membawa kepada mampatan dan bukannya anjakan, mengakibatkan strok " bebas cecair" dan penurunan ketara dalam kecekapan pam.
Kesan padaPam tiub API:Dalam telaga dalam, tekanan tinggi dan aplikasi GLR tinggi, kegagalan menangani kejutan gas/cecair boleh menyebabkan kejutan injap, terikan pelocok, turun naik kecekapan dan penutupan pam yang kerap.
3. Prinsip Operasi dan Reka Bentuk pam tiub API:
Tong berdinding tebal + kelegaan yang tepat: Kekalkan ketumpuan dan pengedap di bawah tekanan tinggi, mengurangkan kebocoran.
Pemasangan tetap: Tong tidak berbalas dengan rod, mengakibatkan ketegaran struktur yang tinggi dan ketahanan yang lebih baik terhadap haus yang tidak sekata. Pemadanan Manifold Injap: Ciri-ciri buka dan tutup, bahan, dan komponen anjal injap stesen/kembara dipadankan dengan persekitaran hentaman.
Struktur Penampan Pilihan: Dalam keadaan lonjakan tinggi, ruang penampan atau elemen pendikit boleh ditambah untuk mengurangkan kecerunan tekanan.
Bahan dan Permukaan: Bahan kalis kakisan (H₂S/CO₂), tahan haus (mengandungi pasir) dan bahan tahan suhu (telaga suhu tinggi)—digabungkan dengan rawatan permukaan (seperti pengerasan/penyaduran) untuk memanjangkan hayat perkhidmatan.
4. Pengiraan Pemilihan Pam Tiub API:
Matlamat: Diberi Q_sasaran (pengeluaran sasaran), padankan diameter pam D, lejang S, kadar lejang SPM dan kecekapan isipadu η_vol.
Formula Anggaran Anjakan dan Pengeluaran (Imperial)
Anjakan setiap lejang (bbl/str):
V_str = (π · D² / 4) · (S / (231 × 42))
Di mana D dan S adalah dalam inci; 231 in³ = 1 gal, 42 gal = 1 bbl
Pengeluaran harian (bpd):
Q ≈ V_str · SPM · 1440 · η_vol
Kecekapan isipadu ηvol:
GLR Tinggi: ηvol↓, memerlukan penambahan penambat udara/pemisah gas atau pengubahsuaian strategi injap.
Kelikatan tinggi/kandungan pasir tinggi: Peningkatan histerisis injap dan kebocoran, ηvol↓.
Haus sipi/kepekatan yang lemah: Kelegaan yang meningkat membawa kepada kebocoran, ηvol↓.
Perkara utama untuk memilih diameter pam tiub API:
Mengutamakan pengeluaran: Diameter pam kecil + kadar strok tinggi/strok panjang vs diameter pam besar + kadar strok rendah. Perbandingan komprehensif beban rod, haus, dan penggunaan tenaga diperlukan. Kesesuaian Tiub: Padankan ID/OD tiub dengan diameter luar pam, dengan mengambil kira proses mengangkat/menurunkan dan ruang yang tersedia untuk struktur kawalan pasir.
Dinamik: Kekerapan strok dan strok menjejaskan resonans tali rod dan hayat keletihan. Adalah disyorkan untuk mengoptimumkan kekerapan strok bersama-sama dengan pemacu frekuensi boleh ubah (VFD).
5. Had Operasi dan Mod Kegagalan Biasa Pam Tiub API:
Kesan Injap/Lonjakan Cecair: Dicirikan oleh hakisan tempat duduk injap, kerosakan plat injap dan pancang/herotan dalam rajah kuasa.
Kunci Gas/Kembungan Tidak Mencukupi: Isi pam rendah, menghasilkan gambar rajah kuasa "slender" dan turun naik pengeluaran yang ketara.
Haus dan Terikan Sipi: Sisihan telaga, haus sipi dan zarah pasir menyebabkan calar membujur pada pelocok/tong pam, meningkatkan kebocoran.
Melekat Pasir: Pasir menyekat port injap atau kelegaan pemasangan, menyebabkan pam melekat/kegagalan sekejap.
Kakisan dan Retak Tegasan: H₂S/CO₂ + ion klorida + persekitaran tekanan tinggi memerlukan bahan yang diselaraskan dan strategi anti-karat.
Bahan pam tiub API/tindak balas struktur:
Kandungan pasir: Injap bermuka keras, penimbal pendikit, peraturan aliran masuk rasional dan skrin kawalan pasir/pek kerikil.
Kakisan: Aloi/penyaduran tahan kakisan dan perencat kakisan; pengedap hendaklah dibuat daripada bahan tahan haba dan tahan asid.
Haus eksentrik: Pemusat/pengurang geseran, panduan yang dipertingkatkan dan kekerapan lejang yang dioptimumkan untuk mengurangkan beban sisi pada rentetan rod.
6. Penyepaduan pam tiub API dengan penyelesaian "gas/cecair kejutan cecair":
Anti-gas: Penambat gas dalam lubang/pemisah gas, pelocok dua peringkat/reka bentuk pemasaan injap khusus, dan nisbah diameter pelocok atas/bawah yang dioptimumkan.
Matlamat: Meningkatkan pengisian pam dan menekan kunci gas.
Kejutan anti-cecair: Ruang penampan/pendikit, keanjalan injap dioptimumkan, kualiti pelocok dan nisbah kelegaan, dan kecerunan tekanan kawalan.
Matlamat: Mengurangkan hentakan sementara dan memanjangkan hayat komponen injap dan permukaan mengawan. Pada pam tiub API, dua teknologi boleh disepadukan secara selari: pertama "menstabilkan aliran gas" dan kemudian "mengurangkan kejutan," biasanya meningkatkan kecekapan dan jangka hayat pam dengan ketara.
7. Pemantauan dan Diagnosis di Tapak Pam Tiub API:
Diagram Dinamometer: Tentukan isi pam, kebocoran injap, pancang cecair, dan tingkap beban tali rod.
Parameter Pembalakan Tahap Cecair/Kepala Telaga: Anggarkan tekanan masuk pam dan perubahan GLR, membetulkan kadar strok dan penggunaan strok secara dinamik.
Penggunaan Tenaga dan Pengoptimuman Kadar Strok: Strategi perkongsian masa VFD + strok mengelakkan zon resonans dan mengurangkan keletihan rentetan rod.
Putaran Pokok Kerosakan dan Alat Ganti: Kembangkan kegagalan biasa (injap, kesesuaian, kakisan, kesesakan pasir) ke dalam SOP tindakan pola-simptom.
8. Perbandingan Kuantitatif Pam Tiub API dengan Teknologi Angkat Tiruan Lain:
Perbandingan dengan Pam Sisipan: Pam tiub API cemerlang dalam rintangan tekanan dan kestabilan; pam masukkan menawarkan penyelenggaraan yang mudah dan meminimumkan masa pemadaman telaga. Berbanding dengan ESP (Pam Rendam Elektrik): ESP sesuai untuk kadar pengeluaran ultra tinggi dan isipadu cecair yang tinggi, tetapi kabel, penukar frekuensi dan kos penyelenggaraan motor adalah tinggi. Pam tiub API lebih menjimatkan untuk telaga dalam pengeluaran sederhana.
Berbanding dengan PCP (Pam Rongga Progresif): PCP lebih stabil dalam keadaan kelikatan tinggi dan sarat pepejal, tetapi sensitif kepada bahan dan suhu pemegun elastik. Pam tiub API menawarkan kelebihan dalam keserasian tekanan tinggi/suhu tinggi dan hayat pengedap logam.
9. Soalan Lazim:
S1: Bagaimana untuk memilih aPam tiub APIberbanding pam sisip?
A: Pam tiub API lebih disukai untuk telaga dalam, tekanan tinggi dan perbezaan kepala yang besar. Jika tapak telaga mengutamakan penyelenggaraan pantas dan penjimatan masa henti, pam sisip adalah lebih diutamakan. Utamakan strategi pengeluaran dan penyelenggaraan sasaran, kemudian nilai bahan dan beban dinamik.
S2: Apakah yang perlu dilakukan jika GLR tinggi menghasilkan kecekapan pam yang rendah?
A: Letakkan penambat udara/pemisah gas di salur masuk pam. Jika perlu, gunakan reka bentuk pemasaan pelocok/injap khusus dua peringkat, digabungkan dengan pengoptimuman strok dan pemantauan paras cecair, untuk meningkatkan kadar isian dan ηvol.
S3: Bagaimanakah cara penukul cecair yang kerap ditangani? A: Memperkenalkan penimbalan/pendikit dan mengoptimumkan keanjalan dalam manifold injap dan badan pam untuk mengurangkan pancang tekanan; serentak, menyekat slugging melalui teknologi proses (pendikit, penstabil aliran, dan kekerapan pengepaman yang munasabah).
S4: Bolehkah pam tiub API digunakan dalam telaga berpasir?
J: Ya, tetapi strategi kawalan pasir dan rintangan haus diperlukan: skrin masuk/penerus, komponen injap muka keras, kelegaan optimum dan rawatan permukaan, dan kitaran baik pulih injap yang lebih pendek.
S5: Adakah terdapat kaedah cepat untuk mengira pengeluaran?
Gunakan Q ≈ (π·D² / 4) · (S / (231×42)) · SPM · 1440 · ηvol untuk anggaran; ηvol memerlukan pembetulan dinamik berdasarkan rajah kuasa/ujian tahap cecair.