science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe werken olieveldpompen?

Voor de goede of slechte tijden draait de economie van de ontwikkelde wereld op olie. Het vinden, produceren en raffineren van ruwe aardolie tot bruikbare producten is big business. Voor de meeste mensen is de meest zichtbare eigenschap van het zoeken naar aardolie de olieveldpompen of pumpjacks - de dobberende metalen constructies die op het oppervlak vallen in gebieden waar aardolie wordt geproduceerd. Vanwege hun karakteristieke vorm en beweging worden pumpjacks, ook wel bundelpompen genoemd, vaak fantasierijke namen gegeven zoals 'eenzame vogels' en 'knikkende ezels'. Hoe je ze ook noemt, dergelijke pompen zijn essentieel voor de productie van ruwe olie.

Waar is de olie?

Er is een romantisch idee dat olie wordt geproduceerd door een kraan in een ondergrondse rivier te steken of meer, maar dit is veel eenvoudiger dan de realiteit van de olieproductie. In de echte wereld vult olie kleine met elkaar verbonden ruimtes in de begraven rots, ruimten die 'poriën' worden genoemd. Voor de productie van olie moet een exploratiebedrijf een reservoir vinden, een rotsvolume met voldoende poriën met olie. Veel potentiële reservoirs bevatten beperkte hoeveelheden olie of bevatten alleen water. Dit gesteentevolume moet ook worden omringd door rotsen die dergelijke onderling verbonden poriën niet hebben, die de olie in zijn reservoir "vangen".

Waarom een ​​pomp?

Een ander romantisch begrip van de olie-industrie is de "Gusher", een soort olievulkaan die zwart goud ver en wijd van de boortoren sproeit. Dit is om meerdere redenen een slecht idee: economisch gezien kan olie die over het landschap is gespoten, niet worden verzameld en verkocht. Veel belangrijker is echter dat een gusher of "blowout" staat voor ontvlambare stoffen die onder extreme druk stromen, een zeer gevaarlijke situatie.

De meeste reservoirs staan ​​niet onder voldoende druk voor de olie, het water en het aardgas dat ze bevatten om het oppervlak te bereiken zonder enige hulp. Omdat de reservoirs duizenden meters (duizenden of tienduizenden voet) ondergronds zijn, zijn eenvoudige zuigpompen niet voldoende om de vloeistoffen naar de oppervlakte te brengen. In plaats daarvan gebruiken producenten van ruwe olie een systeem van kunstmatige opheffing.

Opkomst van oppervlakken van de pomp

De zichtbare delen van een olieveldpomp kunnen in grootte variëren van klein genoeg om in de bodem te passen een pick-up truck om de grootte van een huis te structureren. Als algemene regel geldt: hoe groter de jaknikker, des te dieper het reservoir. De typische pomp bestaat uit een A-vormig frame met een lange staaf of balk. Eén uiteinde van de straal is verbonden met een motor. De draaiende motor bedient een koppeling die ervoor zorgt dat de balk heen en weer beweegt als een wip. Aan het andere uiteinde van de balk is de pijp die naar de bodem van de put loopt verbonden met een grote, ronde metalen driehoek. De paardenhoofdachtige vorm van de driehoek zwaait op en neer terwijl de pomp werkt, waardoor de pompwerking van de assemblage onderin de put wordt aangestuurd.

Onder in de boorgat delen van de pomp

De "pompen" "delen van een jaknikker zijn uit het zicht. Een reeks holle buizen, genaamd zuigstangen, loopt van het paardenhoofd op de jaknikker naar het reservoir aan de onderkant van de put. De verborgen delen van het uitwerpstangsysteem zijn twee eenvoudige kamers die afdichten met kogelkranen. De klep op een plunjer, bevestigd aan het uiteinde van de zuigerstangkolom, opent wanneer het stangenstelsel naar beneden beweegt. Hierdoor kan olie de plunjer vullen en de vloeistoffen in de buis erboven omhoog drukken. Zodra de plunjer de onderkant van de op en neergaande slag bereikt, sluit de kogelklep en houden de vloeistoffen op hun plaats. Ondertussen beweegt de bal op de vaste staande klep aan de onderkant van de put uit de weg om te openen terwijl de plunjer omhoog gaat. Hierdoor kan olie zich boven de staande klep verzamelen. Wanneer de plunjer weer naar beneden gaat, sluit deze tweede kogelklep, waardoor een poel olie wordt ingevangen waar deze de plunjer kan binnendringen en uiteindelijk omhoog kan gaan in de zuigerstangkolom naar de oppervlakte.