Un'asta a ventosa è un'asta d'acciaio, generalmente lunga tra 25 e 30 piedi (da 7 a 9 metri), e filettata su entrambe le estremità, utilizzata nell'industria petrolifera per unire insieme i componenti di superficie e di fondo pozzo di una pompa a pistoni alternativi installata in un pozzo petrolifero. Il pumpjack è l'azionamento fuori terra visibile per la pompa del pozzo ed è collegato alla pompa di fondo pozzo sul fondo del pozzo tramite una serie di aste a ventosa interconnesse. Sono comunemente disponibili anche aste a ventosa in fibra di vetro con lunghezze di 37 1/2 piedi e diametri di 3/4, 7/8, 1 e 1 1/4 pollici. Questi terminano con estremità filettate metalliche, femmina ad un'estremità e maschio all'altra.
L'unità di superficie trasferisce l'energia per il pompaggio del pozzo dal motore primo alla corda dell'asta a ventosa. In tal modo, deve trasformare il movimento rotatorio del motore primo in un movimento alternativo dell'asta a ventosa. Inoltre deve ridurre la velocità della macchina motrice ad una velocità di pompaggio adeguata. La riduzione della velocità viene ottenuta utilizzando un riduttore e il movimento rotatorio dell'albero a gomiti viene convertito in movimento oscillatorio mediante un bilanciere. La pedivella è collegata alla trave mobile tramite un braccio Pitman. La trave mobile è supportata da un montante Samson e da un cuscinetto a sella. La testa del cavallo e le briglie vengono utilizzate per garantire che la trazione sul filo dell'asta della ventosa sia sempre verticale in modo che non venga applicato alcun movimento del cuscinetto alla parte del filo dell'asta della ventosa sopra il premistoppa. La combinazione di asta lucidata e premistoppa viene utilizzata per mantenere una buona tenuta del liquido sulla superficie.
Sono disponibili vari tipi di queste aste, ciascuna progettata per soddisfare requisiti e condizioni operativi specifici nell'industria del petrolio e del gas. Ecco alcuni tipi comuni:
Canne standard
Le aste standard sono il tipo più comunemente usato. Sono realizzati in acciaio al carbonio o legato ad alta resistenza e sono disponibili in diverse dimensioni e lunghezze. Le aste standard sono tipicamente solide, nel senso che hanno un corpo continuo senza sezioni cave.
Queste aste sono adatte alla maggior parte delle condizioni dei pozzi e forniscono prestazioni affidabili nelle tipiche operazioni di produzione di petrolio e gas.
Canne cave
Le aste cave hanno un interno cavo, offrendo vantaggi in specifiche situazioni di pozzo. Sono più leggere delle aste standard, il che può ridurre il carico sull'unità di pompaggio e migliorare l'efficienza del pompaggio.
Le aste cave vengono spesso utilizzate in pozzi con volumi di liquidi elevati, fluidi viscosi o quando è necessario ridurre il peso della corda di aste.
Canne continue
Le aste continue sono appositamente progettate per pozzi con fori deviati o storti. Queste aste sono dotate di giunti o accoppiamenti flessibili che consentono loro di piegarsi e adattarsi alla forma del pozzo senza il rischio di rottura.
Le aste continue aiutano a ridurre al minimo lo stress e la fatica nei pozzi deviati, garantendo un funzionamento affidabile e continuo.
Spruzzare aste in metallo o fibra di vetro
Le aste in fibra di vetro o metallo spruzzato vengono utilizzate in ambienti corrosivi o ad alta temperatura dove le tradizionali aste in acciaio potrebbero non essere adatte. Le aste metalliche spray sono rivestite con uno strato di materiale resistente alla corrosione, come l'alluminio, per proteggerle dalle reazioni chimiche.
Le aste in fibra di vetro sono materiali compositi che offrono un'eccellente resistenza alla corrosione e robustezza. Questi materiali alternativi garantiscono durata e prestazioni in condizioni di pozzo difficili.
Canne Lucide
Le canne lucidate non sono tecnicamente canne ma sono parte integrante della corda della canna. Collegano la pompa di fondo pozzo alla corda di aste e trasmettono il movimento alternativo dall'unità di superficie.
Le aste lucidate sono generalmente in acciaio e hanno una superficie liscia e lucida per ridurre al minimo l'usura e l'attrito tra la corda dell'asta e l'unità di pompaggio.
Importanza dell'asta a ventosa
Efficienza di produzione
I sistemi di pompaggio ad aste sono ampiamente utilizzati per le operazioni di sollevamento artificiale in tutto il mondo, rendendoli uno strumento vitale per aumentare l’efficienza produttiva. Consentono il recupero economico delle risorse di petrolio e gas, anche da giacimenti a bassa pressione.
Versatilità
Queste aste sono compatibili con varie pompe da fondo pozzo, rendendole versatili per diverse condizioni di pozzo e caratteristiche del serbatoio. Possono essere personalizzati in base a profondità di pozzo, viscosità dei fluidi e velocità di produzione specifiche.
Efficacia dei costi
Questi sistemi di aste sono relativamente semplici ed economici rispetto ad altri metodi di sollevamento artificiale. Richiedono minori investimenti iniziali e manutenzione, rendendoli adatti per applicazioni onshore e offshore.
Durata e affidabilità
Le canne sono progettate per resistere alle difficili condizioni del fondo pozzo, inclusi carichi elevati, ambienti corrosivi e temperature estreme. La loro resistenza e durata garantiscono un funzionamento duraturo e affidabile.
Ascensore artificiale
Queste aste sono parte integrante del sistema di sollevamento artificiale, che aiuta a superare il naturale calo della pressione del pozzo nel tempo. Trasmettendo il movimento alternativo dalla superficie alla pompa di fondo pozzo, le aste creano i differenziali di pressione necessari per sollevare i fluidi, compreso l'olio, in superficie.
Capacità di monitoraggio
Queste aste forniscono un mezzo per monitorare le condizioni del fondo pozzo. Analizzando il comportamento dell'asta, comprese vibrazioni, carico e sollecitazione, gli operatori possono ottenere informazioni preziose sulle prestazioni del pozzo, sulle condizioni del fondo pozzo e su potenziali problemi come l'affaticamento dell'asta o i guasti della pompa.
Portata e stabilità
Le aste sono soggette a notevoli stress operativi, come forze di tensione, compressione e flessione. Devono resistere a questi carichi mantenendo l'integrità strutturale. Le canne di alta qualità possiedono eccellente robustezza, durata e resistenza alla corrosione, garantendo la loro affidabilità e longevità in condizioni difficili di fondo pozzo.
Trasferimento del potere
Le aste sono un condotto per trasferire la potenza meccanica dall'unità di pompaggio di superficie alla pompa di fondo pozzo. Questa potenza viene utilizzata per sollevare i fluidi, come petrolio e gas, in superficie. Quando l'unità di superficie si muove alternativamente, dà movimento su e giù alle aste, che azionano la pompa di fondo pozzo.
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