1. API Boru Pompası Tanımı ve Prensibi:
API boru pompası: Pompa gövdesi borunun alt ucuna sabitlenmiştir ve emme çubuğu, emme ve boşaltma sağlamak için pistonu ileri geri hareket ettirir. Pompa gövdesi ve pistonun tek bir ünite olarak çekilip geri çekilebildiği gömme pompalara kıyasla, API borulu pompalar daha kalın gövdelere sahiptir, basınca ve aşınmaya daha dayanıklıdır. Ancak bu, bakım için borunun çekilmesini gerektirmesi ve bu da onlara daha az erişim anlamına gelir.
API boru pompaları ile geleneksel emme çubuklu pompalar arasındaki farklar:
Yapısal Pozisyon: Pompa gövdesi boruya sabitlenmiştir (API boru pompası) - pompa gövdesi çubukla çekilir ve geri çekilir (pompa yerleştirilir).
Basınç Kapasitesi ve Rijitlik:API boru pompalarıDaha yüksek basınç dayanımına sahiptirler ve yüksek basınçlı ve derin kuyularda daha kararlıdırlar.
Bakım Stratejisi:API boru pompalarınispeten daha yüksek bakım maliyetlerine ancak daha uzun bakım döngülerine sahiptirler.
2. "Sıvı Şoku ve "Gaz Girişiminin Mekanizmaları:
Sıvı şoku: Pompa haznesine alternatif gaz-sıvı/slug akışı girer. Anlık valf açılıp kapanması ve akışkan ataletinin birleşik etkileri, valf bileşenlerini ve piston-varil birleşim yüzeylerini etkileyen basınç artışları oluşturarak erken aşınmaya, arızaya ve duruşa neden olur.
Gaz girişimi/gaz kilidi: Pompa girişindeki yüksek GLR, pompa odasında havalandırmaya neden olur ve yer değiştirme yerine sıkıştırmaya yol açar, bu da sıvısız bir strok ve pompa verimliliğinde önemli bir düşüşe neden olur.
EtkisiAPI boru pompaları:Derin kuyularda, yüksek basınçlarda ve yüksek GLR uygulamalarında, gaz/sıvı şokunun giderilmemesi, valf şokuna, piston zorlanmasına, verimlilik dalgalanmalarına ve sık pompa duruşlarına yol açabilir.
3. API Boru Pompalarının Çalışma Prensibi ve Tasarımı:
Kalın duvarlı namlu + hassas boşluklar: Yüksek basınç altında eş merkezliliği ve sızdırmazlığı koruyarak sızıntıyı azaltır.
Sabit montaj: Namlu, çubukla birlikte ileri geri hareket etmez, bu da yüksek yapısal sağlamlık ve düzensiz aşınmaya karşı gelişmiş direnç sağlar. Valf Manifoldu Eşleşmesi: İstasyon/hareket valflerinin açma ve kapama özellikleri, malzemeleri ve elastik bileşenleri, darbe ortamına uygundur.
Opsiyonel Tampon Yapısı: Yüksek dalgalanma koşullarında, basınç gradyanlarını azaltmak için bir tampon bölmesi veya daraltma elemanı eklenebilir.
Malzeme ve Yüzey: Korozyona dayanıklı (H₂S/CO₂), aşınmaya dayanıklı (kum içeren) ve sıcaklığa dayanıklı (yüksek sıcaklığa dayanıklı) malzemeler - hizmet ömrünü uzatmak için yüzey işlemleriyle (sertleştirme/kaplama gibi) birleştirilmiştir.
4. API Boru Pompası Seçim Hesaplaması:
Hedef: Q_target (hedef üretim) verildiğinde, pompa çapı D, strok S, strok hızı SPM ve hacimsel verimlilik η_vol.
Yer Değiştirme ve Üretim Tahmin Formülü (İngiliz)
Vuruş başına yer değiştirme (varil/str):
V_str = (π · D² / 4) · (S / (231 × 42))
D ve S inç cinsindendir; 231 in³ = 1 galon, 42 galon = 1 varil
Günlük üretim (bpd):
Q ≈ V_str · SPM · 1440 · η_vol
Hacimsel verimlilik ηvol:
Yüksek GLR: ηvol↓, hava çapası/gaz ayırıcısı eklenmesini veya valf stratejisinde değişiklik yapılmasını gerektirir.
Yüksek viskozite/yüksek kum içeriği: Artan vana histerezisi ve sızıntısı, ηvol↓.
Eksantrik aşınma/zayıf konsantriklik: Artan boşluk sızıntıya yol açar, ηvol↓.
API boru pompasının çapının seçilmesinde önemli noktalar:
Üretime öncelik verme: Küçük pompa çapı + yüksek strok hızı/uzun strok - büyük pompa çapı + düşük strok hızı karşılaştırması. Çubuk yükü, aşınma ve enerji tüketiminin kapsamlı bir karşılaştırması gereklidir. Boru Uyumu: Kaldırma/indirme işlemini ve kum kontrol yapısı için mevcut alanı dikkate alarak, boru iç çapını/dış çapını pompanın dış çapıyla eşleştirin.
Dinamikler: Strok frekansı ve strok, çubuk dizisi rezonansını ve yorulma ömrünü etkiler. Strok frekansının değişken frekanslı bir sürücü (VFD) ile birlikte optimize edilmesi önerilir.
5. API Boru Pompalarının Çalışma Limitleri ve Yaygın Arıza Modları:
Valf Darbesi/Sıvı Dalgalanması: Valf yuvası aşınması, valf plakası hasarı ve güç diyagramında ani yükselmeler/bozulmalarla karakterize edilir.
Gaz Kilidi/Yetersiz Şişirme: Düşük pompa dolumu, gddhhhslender" güç diyagramına ve önemli üretim dalgalanmalarına neden olur.
Eksantrik Aşınma ve Zorlanma: Kuyu sapması, eksantrik aşınma ve kum parçacıkları piston/pompa gövdesinde uzunlamasına çiziklere neden olarak sızıntıyı artırır.
Kum Yapışması: Kum, valf portunu veya bağlantı boşluğunu tıkayarak pompanın sıkışmasına/aralıklı arızaya neden olur.
Korozyon ve Gerilim Çatlağı: H₂S/CO₂ + klorür iyonları + yüksek gerilimli ortamlar koordineli malzemeler ve korozyon önleme stratejileri gerektirir.
API boru pompası malzemesi/yapısal karşı önlemler:
Kum içeriği: Sert yüzeyli vanalar, kısma tamponları, rasyonel giriş akış düzenlemesi ve kum kontrol elekleri/çakıl paketleri.
Korozyon: Korozyona dayanıklı alaşımlar/kaplamalar ve korozyon inhibitörleri; contalar ısıya ve aside dayanıklı malzemelerden yapılmalıdır.
Eksantrik aşınma: Merkezleyiciler/sürtünme azaltıcılar, iyileştirilmiş kılavuzlar ve çubuk dizisindeki yanal yükleri azaltmak için optimize edilmiş strok frekansı.
6. API boru pompalarının gaz/sıvı şok önleme çözümleriyle entegrasyonu:
Gaz karşıtı: Kuyu içi gaz ankrajları/gaz ayırıcıları, iki kademeli pistonlar/özel valf zamanlaması tasarımı ve optimize edilmiş üst/alt piston çap oranları.
Amaç: Pompa dolumunu artırmak ve gaz kilitlenmesini bastırmak.
Sıvı şokuna karşı koruma: Tampon bölmeler/kısma, optimize edilmiş valf esnekliği, piston kalitesi ve boşluk oranları ve kontrol basınç gradyanları.
Hedef: Geçici şokları azaltmak ve valf bileşenlerinin ve bağlantı yüzeylerinin ömrünü uzatmak. API boru pompalarında iki teknoloji paralel olarak entegre edilebilir: önce gaz akışını dengelemek ve sonra şoku azaltmak. Bu da genellikle pompa verimliliğini ve ömrünü önemli ölçüde artırır.
7. API Boru Pompalarının Yerinde İzlenmesi ve Tanılanması:
Dinamometre Diyagramları: Pompa dolumunu, valf sızıntısını, sıvı yükselmelerini ve çubuk dizisi yük pencerelerini belirleyin.
Sıvı Seviye Kaydı/Kuyu Başı Parametreleri: Pompa giriş basıncını ve GLR değişikliklerini tahmin edin, strok hızını ve strok kullanımını dinamik olarak düzeltin.
Enerji Tüketimi ve Vuruş Oranı Optimizasyonu: VFD + vuruş zaman paylaşımı stratejisi rezonans bölgelerini önler ve çubuk dizisi yorgunluğunu azaltır.
Arıza Ağacı ve Yedek Parça Rotasyonu: Yaygın arızaları (vanalar, uyum, korozyon, kum sıkışması) bir desen-semptom-eylem SOP'sine dönüştürün.
8. API Boru Pompalarının Diğer Yapay Kaldırma Teknolojileriyle Nicel Karşılaştırması:
Eklemeli Pompalarla Karşılaştırma: API borulu pompalar, basınç direnci ve stabilite açısından mükemmeldir; eklemeli pompalar kolay bakım sunar ve kuyu kesinti süresini en aza indirir. ESP'lerle (Elektrikli Dalgıç Pompalar) karşılaştırıldığında: ESP'ler, ultra yüksek üretim hızları ve yüksek sıvı hacimleri için uygundur, ancak kablo, frekans dönüştürücü ve motor bakım maliyetleri yüksektir. API borulu pompalar, orta üretimli derin kuyular için daha ekonomiktir.
PCP'lere (Progresif Boşluk Pompaları) kıyasla: PCP'ler yüksek viskoziteli ve katı madde yüklü koşullarda daha kararlıdır, ancak elastik stator malzemelerine ve sıcaklığa duyarlıdır. API boru pompaları, yüksek basınç/yüksek sıcaklık uyumluluğu ve metal conta ömrü açısından avantajlar sunar.
9. SSS:
S1: Nasıl seçilir?API boru pompasıbir ekleme pompasına karşı mı?
C: Derin kuyular, yüksek basınçlar ve büyük basınç farkları için API boru pompaları tercih edilir. Kuyu sahası hızlı bakım ve duruş süresi tasarrufuna öncelik veriyorsa, gömme pompalar daha çok tercih edilir. Hedef üretim ve bakım stratejilerine öncelik verin, ardından malzemeleri ve dinamik yükleri değerlendirin.
S2: Yüksek GLR'nin düşük pompa verimliliğine yol açması durumunda ne yapılmalıdır?
A: Pompa girişine bir hava ankrajı/gaz ayırıcı yerleştirin. Gerekirse, dolum oranını ve η hacmini iyileştirmek için, strok optimizasyonu ve sıvı seviyesi izleme ile birlikte iki kademeli bir piston/özel valf zamanlama tasarımı kullanın.
S3: Sık sıvı çekiçlenmesi nasıl ele alınabilir? C: Basınç yükselmelerini azaltmak için valf manifoldu ve pompa gövdesinde tamponlama/kısma uygulanmalı ve elastikiyet optimize edilmelidir; aynı zamanda, proses teknolojisi (kısma, akış dengeleyiciler ve makul pompalama sıklığı) yoluyla darbeli çarpma bastırılmalıdır.
S4: API boru pompaları kumlu kuyularda kullanılabilir mi?
C: Evet, ancak kum kontrolü ve aşınma direnci stratejileri gereklidir: giriş elekleri/doğrultucular, sert yüzeyli vana bileşenleri, optimize edilmiş boşluklar ve yüzey işlemleri ve daha kısa vana bakım döngüleri.
S5: Üretimi hesaplamanın hızlı bir yöntemi var mı?
Tahmin için Q ≈ (π·D² / 4) · (S / (231×42)) · SPM · 1440 · ηvol'ü kullanın; ηvol, güç diyagramlarına/sıvı seviyesi testine dayalı dinamik düzeltme gerektirir.