1. Contexte de la production
Pour le pétrole extra-lourd du champ pétrolier de Xiaowa, l'unité de pompage utilisée est conçue pour l'extraction minière. Lors de la remontée, le point de suspension de la tête de pompage doit soulever la tige de forage. Lorsque la pompe d'aspiration descend dans la colonne, la colonne de liquide ne doit pas remonter pendant le pompage, ce qui modifie l'état de la tête de pompage. Lors de la descente, le poids de la pompe joue un rôle essentiel dans le processus de pompage. Un déséquilibre de la pompe peut survenir lors du pompage manuel.
2. Dangers liés à un groupe de pompage déséquilibré
Quand lepoids de roueEn cas de déséquilibre, cela engendrera les risques suivants :
(1) Réduction de l'efficacité et de la durée de vie du moteur. En raison de la charge inégale, le moteur électrique supporte une charge importante lors de la course ascendante, et le groupe de pompage fonctionne avec le moteur électrique lors de la course descendante, ce qui entraîne un gaspillage d'énergie et réduit l'efficacité et la durée de vie du moteur électrique.
(2) Réduction de la durée de vie du groupe de pompage. En raison de la charge irrégulière, celle-ci subit des variations brusques, importantes puis faibles, au cours d'un tour de vilebrequin, ce qui provoque de fortes vibrations du groupe de pompage et réduit sa durée de vie.
(3) Perturbe le fonctionnement normal du groupe de pompage et de la pompe. En raison d'une charge inégale, l'uniformité de la vitesse de rotation du vilebrequin est perturbée, de sorte que la tête du treuil ne se balance pas de manière régulière, ce qui perturbe le fonctionnement normal du groupe de pompage et de la pompe.
Pour cette raison, en raison des problèmes causés par le déséquilibre des groupes de pompage, leur réglage et leur équilibrage sont devenus une tâche plus fréquente dans la production pétrolière quotidienne. Chaque puits de pétrole doit être réglé et équilibré une à deux fois par an. Selon les statistiques, en 2015, on comptait en moyenne 15 à 20 réglages d'équilibrage par mois dans la zone d'exploitation. Dans le contexte actuel, ces réglages nécessitent un arrêt de production prolongé, ce qui a un impact considérable sur les puits de pétrole lourd, en provoquant des chutes de fluide, des écoulements et des blocages. Il est donc urgent de développer un dispositif permettant de réduire la durée des opérations d'équilibrage des groupes de pompage.
3. Solution
Actuellement, le réglage du contrepoids de l'unité de pompage consiste à positionner la manivelle à l'horizontale à l'aide du frein, puis à déplacer le contrepoids jusqu'à la position souhaitée à l'aide d'un outil (Figure 1). La position horizontale de la manivelle est privilégiée car, dans le sens vertical, le contrepoids n'est affecté que par son propre poids et la force de maintien exercée par la manivelle. Aucune force ne s'exerce horizontalement, le contrepoids étant alors immobile. Dans ce cas, l'utilisation d'une force extérieure pour le déplacer jusqu'à la position souhaitée est la méthode la plus rapide et la moins contraignante.
Compte tenu de la position du vilebrequin du groupe de pompage, seules les positions horizontale et latérale permettent d'ajuster la position de fonctionnement du contrepoids. Après analyse comparative (Tableau 2), il est déterminé que le dispositif de commande adopte la position horizontale. Le plan du vilebrequin servant de point de fixation, la méthode de fixation est analysée. L'étude des méthodes de fixation disponibles sur le marché et la configuration réelle du vilebrequin révèlent que le dispositif mobile peut être fixé uniquement par filetage ou par bride. Après examen et discussion, les avantages et les inconvénients de chaque méthode de fixation sont comparés et analysés (Tableau 4). Le filetage est finalement retenu. Le dispositif mobile étant positionné horizontalement et le plan du vilebrequin servant de point de fixation, il convient de sélectionner la surface de contact entre le dispositif mobile et le contrepoids. Du fait des caractéristiques du bloc d'équilibrage lui-même, la face latérale du bloc d'équilibrage constitue la surface de contact, et l'appareil mobile ne peut être qu'en contact point à surface, surface à surface.
4. Intégration des composants
Les composants de l'appareil mobile et leurs effets d'intégration sont illustrés dans la figure ci-dessous.
Lepoids adhésifsLe mouvement de va-et-vient répété est transformé en rotation antihoraire de l'engrenage de transmission. La butée de verrouillage des dents principales et auxiliaires entraîne l'allongement de la courroie dentée, permettant ainsi l'opération d'« allongement et de serrage » (Figure 3). En septembre 2016, un essai de réglage de l'équilibrage a été réalisé sur les puits 2115C et 2419 de la station Wa Shiba. L'essai d'installation pour le réglage de la position du bloc d'équilibrage dans ces deux puits a duré respectivement 2 minutes et 2,5 minutes (Tableau 9).
L'installation sur les deux puits (Fig. 4) démontre que le dispositif répond parfaitement aux exigences de production sur site. Son réglage et son équilibrage sont rapides et flexibles, permettant un gain de temps et d'efforts considérable. Dans le cadre de la gestion de la production, les importantes variations des paramètres de production du puits de pétrole lourd imposent un réglage et un équilibrage réguliers du groupe de pompage en fonction des variations de charge et de courant. L'installation du dispositif facilite également le travail des opérateurs et réduit la pénibilité du travail. Ce système mobile d'équilibrage pour groupe de pompage de pétrole est sûr, fiable, simple d'utilisation, compact, léger, facile à transporter, polyvalent et peu coûteux à fabriquer.
Après le succès du test, l'équipe a procédé à sa mise en œuvre au sein de la huitième équipe de production pétrolière. De septembre à octobre 2016, l'opération d'équilibrage a été réalisée sur 5 puits, d'une durée moyenne de 21,5 minutes, avec les résultats escomptés.
5. Conclusion
(1) Le dispositif réduit l'intensité du travail des employés et améliore le facteur de sécurité de l'exploitation de la tête de puits.
(2) Renforcer la maintenance du groupe de pompage, découvrir les dangers cachés et éliminer à temps les facteurs anormaux, afin que le groupe de pompage puisse fonctionner dans les meilleures conditions de travail.
(3) L'appareil présente les avantages d'une conception raisonnable, d'une fabrication simple, d'un fonctionnement fiable, d'une utilisation pratique sur site, d'un faible investissement et d'une sécurité élevée, et mérite une promotion et une application continues.
Date de publication : 13 octobre 2022
