What are the advantages and disadvantages of the sucker rod pump (SRP) system? That's what I'll share today.
In the previous article, I introduced the fountain method and gas lift method for oil recovery. These two methods are typically used in the initial stages of oil field development, when internal energy or a small influx of external energy in the form of gas is sufficient to lift the oil.
However, once the internal energy is depleted, the only way to extract the oil from the reservoir is to use some type of deep well pump. There are many types of deep well pumps, but one of the following three main types is generally used in practice:
1. Sucker Rod Pump (SRP) System.
2. Rod-Driven Progressive Cavity Pump (PCP) System.
3. Electrical Submersible Pump (ESP) System.
I'll start with the most common deep-well pump type:
The pumping unit is one of the hallmarks of oil production. However, the pumping unit itself is only the above-ground portion. The entire system consists of above-ground and underground sections. The above-ground section includes the pumping unit and well tubing (Christmas tree), while the underground section includes the tubing string, sucker rod hanger, and the pump itself. The pumping unit consists of a balance beam with a folding head, a bracket to which the balance beam is attached, a large frame fixed to a reinforced concrete base, and a balance beam drive assembly consisting of an electric motor, a V-belt drive, connecting rods, and a crank. The drive activates the balance beam, causing it to move in an arc. A suspension rope is attached to the balance head, to which the first rod (called the polished rod) is attached. The movement of the balance head drives the rod hanger assembly up and down. The wellhead assembly is used to seal the polished rod, seal the tubular and annular spaces, redirect fluid flow, and suspend the oil tubing (oil well pipe).
The oil well sucker rod is a pipe with threads at the bottom and a connector at the top. These solid rolled tubes are twisted together to form a string, at the bottom of which various equipment (pumps, packers, multi-packer assemblies, feathered joints, feathered olive joints, stingers, etc.) is installed. Oil well sucker rod tubing comes in various types (smooth, thickened, different strength grades, etc.), and the choice depends on the geological and technical characteristics of the well, or sometimes simply on the availability of existing equipment and tubing. Combination strings are often used, for example, with stronger thickened tubing at the top and smooth tubing at the bottom. Or, with 73 mm diameter tubing at the top and 60 mm diameter tubing at the bottom. If the tubing types are different, specialized fittings are required to connect them.
Rentetan rod diletakkan di dalam paip. Rod ini adalah rod keluli dengan benang di kedua-dua hujungnya. Diameter rod berkisar antara 9 mm hingga 36 mm. Kelengkapan penyambung digunakan untuk menyambung rod dengan saiz yang sama, manakala penyesuai digunakan untuk menyambung rod dengan saiz yang berbeza.
Batang penyedut menghantar tenaga daripada pemandu ke pam. Mereka menanggung beban paling besar, dan kebanyakan kemalangan berkaitan dengan kerosakan batang penyedut. Pergerakan berterusan rod penyedut boleh menyebabkan kerosakan mekanikal di mana ia menyentuh tiub, kadangkala menusuk tiub dan menyebabkan lubang. Untuk mengelakkan ini, penstabil dan pelindung khas yang diperbuat daripada plastik atau getah tahan haus dipasang pada batang penyedut.
Batang penyedut dengan penstabil:
Thepam batang penyedutitu sendiri terletak di bahagian bawah tali tiub. Reka bentuknya mudah: silinder berongga dengan pelocok. Pelocok adalah berongga dan mengandungi injap nyahcas.
Tali rod memacu pelocok ke atas dan ke bawah. Dua injap juga terletak di dalam badan pam: injap nyahcas terletak di bahagian atas pelocok, dan injap bola sedutan terletak di bahagian bawah.
Apabila pelocok bergerak ke atas, vakum dicipta di bawah pam, membenarkan cecair memasuki pam melalui injap sedutan. Apabila pelocok bergerak ke bawah, injap sedutan tertutup, membenarkan cecair memasuki rentetan tiub melalui omboh berongga.
Terdapat dua jenis pam. Jenis sisipanpam batang penyedutdipasang dan diturunkan. Plunger terletak di dalam badan pam dan diikat dalam kunci khas (sauh) selepas menurunkan. Jika pam batang penyedut bukan jenis pemalam, badan pam hanya diturunkan ke tiub, dan pelocok dengan injap diturunkan ke batang penyedut. Pam rod penyedut jenis ini mempunyai diameter yang lebih besar dan kadar aliran telaga yang lebih tinggi. Walau bagaimanapun, tiub mesti diangkat sepenuhnya untuk menaikkan pam.
Pemalampam batang penyedut, yang diameternya tidak melebihi diameter dalam tiub, mempunyai produktiviti yang lebih rendah, tetapi pam boleh dengan mudah dikeluarkan terus dari rod untuk penyelenggaraan.
Kebaikan dan keburukan pam batang penyedut:
Kelebihan utama a pam batang penyedutialah reka bentuknya yang ringkas, yang hampir bebas daripada kerosakan. Ia tidak memerlukan peralatan elektronik atau telemetri tenggelam. Isipadu gas yang besar mengurangkan penghantaran gas, tetapi pam batang penyedut tidak akan terbakar. Ia juga sesuai untuk telaga berdiameter kecil.
Kelemahan daripadapam batang penyeduttermasuk penyelenggaraan yang kompleks dan kerap. Batang hampir selalu patah, jatuh atau putus. Tambahan pula, pembaikan memakan masa kerana kedua-dua tiub dan rod mesti diangkat serentak. Tambahan pula, lilin melekat pada batang, menjadikan kerja tidak kemas dan tidak menyenangkan. Lejang pelocok juga sukar untuk dilaraskan. Tambahan pula, kadar suapan yang rendah menjadikannya tidak sesuai untuk telaga yang lebih dalam daripada 3,000 meter dan untuk telaga condong—batang hanya memotong paip pada titik lengkungan.
Inilah sebabnya mengapa pam rod penyedut secara aktif menggantikan elektrostatik precipitator (ESP). Walau bagaimanapun, saya akan menulis tentang mereka lain kali; buat masa ini, saya akan menerangkan secara ringkas struktur dan prinsip kerja pam skru.
Unit pam skru juga mempunyai bahagian permukaan, tetapi bukannya mekanisme pengepaman, ia menampilkan motor dan transmisi berasingan yang memutarkan kepala pemacu, yang mana tiang rod dipasang.
Namun, joran tidak berbalas, sebaliknya bergerak dalam gerakan membulat. Pam itu sendiri adalah sepasang skru. Elemen yang bergerak ialah skru Archimedean, dan stator adalah lingkaran dalaman. Jalinan berterusan antara kolar dan lingkaran mewujudkan berbilang rongga bebas.
Apabila elemen bergerak berputar, isipadu rongga sinus pada bahagian sedutan meningkat, mewujudkan vakum, yang mengisi rongga dengan cecair yang dipam. Pergerakan pemutar selanjutnya menggerakkan bendalir ke arah tekanan utama. Disebabkan oleh vakum yang dihasilkan, bendalir diambil dari telaga dan kemudian dihantar ke saluran paip tekanan.
Kelebihan unit pam skru ialah kadar kegagalan pam jauh lebih rendah daripada pam pelocok, dan ia adalah yang paling menjimatkan. Walau bagaimanapun, pam itu sendiri jauh lebih mahal daripada pam itupam batang penyedutsistem.