Estado de producción, clasificación y características de rendimiento de 1 unidad de bombeo de petróleo en el país y en el extranjero
Hay más de 10.000 pozos mecánicos de producción de petróleo en el mundo, incluidos más de 900.000 pozos de bombeo de petróleo. , y el número aumenta año tras año. El número de unidades de bombeo en mi país es de unas 10.000, con un aumento de unas 5.000 unidades cada año.
El desarrollo de unidades de bombeo en mi país tiene una historia de casi 40 años. En los años 50, CKH importaba principalmente unidades de bombeo de viga convencionales de la antigua Unión Soviética, complementadas con reparaciones. En las décadas de 1960 y 1970, se fabricaron unidades de bombeo de viga convencionales basadas en imitaciones de la antigua Unión Soviética. En 1975, se formularon y mejoraron las normas técnicas para las unidades de bombeo de producción nacional. Desde la década de 1980, todas las unidades de bombeo se han producido en el país, no sólo para lograr la autosuficiencia, sino que también se han exportado parcialmente. Durante este período, la tecnología de las unidades de bombeo ha avanzado a pasos agigantados, apuntando al nivel avanzado del mundo, adoptando de manera equivalente o parcial los estándares API estadounidenses e introduciendo tecnología avanzada de Ravdin Company, colocando a las unidades de bombeo de nuestro país entre las filas avanzadas del mundo y ingresar al mercado internacional.
Hay 10 fabricantes de unidades de bombeo en mi país y los tipos de productos se han diversificado. Hay 45 unidades de bombeo en 6 categorías, pero las unidades de bombeo de viga aún dominan. Cada año, hay alrededor de 30 nuevas patentes de unidades de bombeo y más de 10 nuevas unidades de bombeo producidas en pruebas, que básicamente satisfacen las necesidades de la explotación de campos petrolíferos terrestres. Varias nuevas unidades de bombeo de viga que ahorran energía, como unidades de bombeo de doble cabeza de burro, unidades de bombeo montadas en la parte delantera, unidades de bombeo con equilibrio de manivela desfasadas, unidades de bombeo con equilibrio de gas montadas en la parte delantera, unidades de bombeo de ahorro de energía de la serie de barra inferior, Las unidades de bombeo convencionales con transmisión por correa trapezoidal estrecha, etc., se han popularizado y aplicado en varios yacimientos petrolíferos de mi país y han logrado importantes beneficios económicos.
La fabricación de unidades de bombeo extranjeras ha estado bastante concentrada. Por ejemplo, en los Estados Unidos, desde 1992, los principales fabricantes de unidades de bombeo han adoptado la tecnología de Lufkin o se han convertido en subsidiarias de Lufkin, utilizando tecnología unificada para la producción, con un alto grado de serialización y estandarización de productos. La dirección general de desarrollo de las unidades de bombeo es sobrecarga, carrera larga, baja frecuencia de carrera; alta eficiencia y ahorro de energía; sin haz, carrera larga y gran escala;
Hay muchas unidades de bombeo nuevas en el mundo. Si las modernas unidades de bombeo de petróleo se dividen en dos categorías según los métodos de clasificación anteriores, no se puede expresar plenamente el desarrollo tecnológico de las modernas unidades de bombeo de petróleo. El sistema de inversión y el sistema de equilibrio son los componentes principales de la unidad de bombeo. Por lo tanto, la clasificación y denominación de la unidad de bombeo debe basarse en las características de estas dos partes y también debe ajustarse a los hábitos de denominación y clasificación del campo petrolero. El nuevo método de clasificación es:
La unidad de bombeo (1) contiene una viga, que se invierte mediante un mecanismo de biela y el peso de la manivela se equilibra. Puede clasificarse como una unidad de bombeo de manivela de tipo viga, generalmente denominada cierta unidad de bombeo de tipo viga, pero no puede interpretarse como una unidad de bombeo de manivela equilibrada.
(2) Se deben dar instrucciones especiales para las unidades de bombeo de viga equilibrada.
(3) Si se invierte la unidad de bombeo mediante algún mecanismo, debido al gran ángulo de giro de la viga (mayor o cercano a 180 grados), la viga se acorta o incluso desaparece, y el burro la cabeza se vuelve redondeada. Este tipo de unidad de bombeo generalmente adopta un método de equilibrio en el que la viga está cerca del punto de suspensión. El equilibrio de la cabeza del burro se forma en un todo con un arco, que evoluciona hacia un componente en forma de rueda, llamado grúa. Es más apropiado llamar a este tipo de unidad de bombeo unidad de bombeo sin haz o unidad de bombeo de rueda de corona con un determinado mecanismo para invertir la dirección.
(4) La unidad de bombeo de aceite con motor invertido generalmente impulsa el punto de suspensión a través del tambor para impulsar el cable metálico y debe llamarse unidad de bombeo de aceite de tipo tambor con motor invertido.
(5) Una unidad de bombeo de aceite que impulsa el tambor para que gire hacia adelante y hacia atrás a través de varios dispositivos (con conmutación) o mecanismos (sin conmutación) y hace que el punto de suspensión se mueva hacia arriba y hacia abajo debe llamarse mecánica. Máquina de bombeo de tambor inverso.
(6) Existen dos tipos de sistemas de control para unidades de bombeo: control electrónico ordinario y control numérico. Las unidades de bombeo de aceite CNC generalmente se denominan unidades de bombeo de aceite CNC.
La composición y principio de funcionamiento de la unidad de bombeo
Existen muchos tipos de unidades de bombeo de viga, pero los principios estructurales son los mismos. La unidad de bombeo se compone principalmente de una estructura de viga, biela y manivela, un dispositivo reductor, un dispositivo de potencia y un dispositivo auxiliar, como se muestra en la Figura 1.
1. Base; 2. Soporte; 3. Cordón; 5. Viga de paso; 6. Asiento del cojinete de la viga transversal; 10. Dispositivo de manivela; 11. Reductor; 12. Dispositivo de seguridad de frenado; 13. Dispositivo de frenado; 15. Caja de conexiones
La máquina eléctrica proporciona potencia y rotación de alta velocidad. La máquina eléctrica pasa a través del reductor se convierte en la rotación de baja velocidad de la manivela de la unidad de bombeo, y el movimiento de rotación se convierte en el movimiento alternativo hacia arriba y hacia abajo de la cabeza de burro de la unidad de bombeo a través del mecanismo de viga de la biela de conexión de la manivela, conduciendo la bomba de pozo profundo para trabajar.
3 Principales partes de lubricación de las unidades de bombeo de aceite y sus requisitos de rendimiento de lubricación
Aunque las estructuras y los parámetros de rendimiento de varias unidades de bombeo de aceite son diferentes, las principales partes y variedades de lubricación son básicamente las mismo. El motor de la unidad de bombeo, el cojinete de cola, el pasador superior de la biela, el pasador del cigüeñal, el cojinete intermedio, el pasador con cabeza de burro y el sistema de frenos requieren lubricación con grasa. Para la lubricación se utiliza generalmente grasa de litio o grasa de litio sintética.
La caja de cambios es un componente clave de la unidad de bombeo de aceite. Generalmente es una estructura de reducción de dos etapas paralela simple de tres ejes (eje de transmisión, eje intermedio, eje de salida). Los engranajes de la caja de cambios se lubrican mediante salpicaduras de baño de aceite y la superficie de unión de la caja de cambios está recubierta con sellador para evitar fugas de aceite. Se instala un tanque de aceite (con raspador de aceite) entre los engranajes giratorios izquierdo y derecho y la caja de engranajes. Se instala un tanque de aceite en la superficie de unión de la caja de engranajes para proporcionar aceite lubricante para cada cojinete. Sobre la caja hay una ventana de inspección con una cubierta laberíntica transpirable. Hay tres tapones de diferentes alturas en la parte posterior de la caja. El inferior se usa para drenar el aceite y los dos superiores para verificar el nivel de aceite. Para la lubricación se utilizan generalmente aceites para engranajes industriales de presión media y extrema presión.
Para los sistemas de control de bombas hidráulicas y motores de unidades de bombeo hidráulico, generalmente se utiliza aceite hidráulico para la lubricación.
La lubricación de la caja de engranajes reductora de la unidad de bombeo juega un papel vital en el funcionamiento normal de la unidad de bombeo, por lo que ha recibido una amplia atención por parte de varios campos petroleros. Las principales zonas productoras de petróleo de mi país se encuentran en la región norte, que tiene inviernos fríos y veranos calurosos. El ambiente de trabajo de cada campo petrolero es diferente. Por lo tanto, los requisitos generales de lubricación son ligeramente diferentes. Los requisitos generales para la lubricación son buenas propiedades de viscosidad-temperatura, resistencia al desgaste, estabilidad a la oxidación térmica, prevención de la oxidación, resistencia a la emulsificación y resistencia al agua.
La estabilidad a la oxidación es necesaria porque el aceite especial para engranajes para el reductor de la unidad de bombeo se agita constantemente durante el proceso de trabajo y entra en contacto con aire, metal, impurezas, etc. , fácil de oxidar y deteriorar a altas temperaturas; el requisito de rendimiento a baja temperatura se debe a la gran diferencia de temperatura de las unidades de bombeo de los yacimientos petrolíferos. Para garantizar el funcionamiento normal de los equipos en invierno, se imponen requisitos más estrictos al rendimiento de los productos derivados del petróleo a bajas temperaturas. El antidesgaste de extrema presión es la capacidad de carga del engranaje. Además de la viscosidad del aceite lubricante, está relacionado principalmente con el rendimiento de los aditivos del aceite lubricante. El rendimiento anticorrosión se debe a las sustancias ácidas producidas por la oxidación del aceite para engranajes utilizado en el reductor de la unidad de bombeo, que corroerá los engranajes bajo la acción del vapor de agua generado por la diferencia de temperatura, la superficie de los dientes y el aceite. El tanque se corroerá y erosionará, lo que no sólo destruirá las características geométricas y el estado de lubricación de los engranajes, sino que también provocará que el aceite se deteriore aún más. La resistencia al agua se debe a que la unidad de bomba funciona al aire libre. Si el equipo no está correctamente sellado, puede entrar agua fácilmente. La humedad en el aceite acelerará la corrosión de los metales en el aceite del engranaje reductor de la unidad de bombeo por ácidos orgánicos, causando corrosión del equipo mecánico, rendimiento deficiente de la emulsificación e hidrólisis de aditivos, afectando gravemente la calidad del aceite lubricante.
Aunque el nivel general de gestión de equipos de yacimientos petrolíferos mejora año tras año, y la gestión de equipos de aceite y agua está mejorando gradualmente, el diseño, la fabricación, la gestión y el uso in situ de equipos toscos, grandes y engorrosos como Como las unidades de bombeo conceden gran importancia a la lubricación. No es suficiente. El principal problema con el bombeo de aceite para máquinas (bombeo de aceite reductor para máquinas) es que la selección del aceite reductor no es uniforme. La mayoría de los diseñadores y fabricantes no tienen estándares para la selección del aceite reductor. La mayoría de ellos se basan en la experiencia y la información de los usuarios. resultando en el uso de aceite reductor. Cambie el lubricante a voluntad. Debido a la falta de atención al manejo de equipos gruesos, grandes y engorrosos, ha habido una situación en la que la caja de engranajes de la unidad de bombeo puede girar con más aceite y menos aceite, y la caja de engranajes de la unidad de bombeo también se puede usar con tanto aceite como agua. Hay 68 aceites mecánicos, aceites mecánicos reciclados, grasas antirrobo semifluidas, etc. , lo que aumenta significativamente el daño a la caja de cambios de la unidad de bombeo. No cambiar el aceite a tiempo, malas condiciones de trabajo de la unidad de bombeo (operación continua en el campo), contaminación externa grave del equipo, emulsificación y deterioro del aceite lubricante de la caja de cambios, caída del nivel del líquido después de un uso prolongado, aceite fuga o robo por fuga o robo, etc. , causando enormes pérdidas al campo petrolero. La fuga de aceite de la caja de cambios es un problema común en las unidades de bombeo, que no solo desperdicia aceite sino que también afecta la producción normal.
La estandarización de la calidad del aceite de las unidades de bombeo utilizado en los yacimientos petrolíferos es de gran importancia para prolongar la vida útil de las unidades de bombeo y garantizar una producción segura.
Producción e investigación de petróleo para unidades de bombeo
La unidad de bombeo es uno de los equipos importantes para la extracción de petróleo crudo. Al trabajar en el campo durante todo el año, la temperatura ambiente cambia mucho. Que su funcionamiento sea normal está directamente relacionado con los beneficios económicos y la producción segura del campo petrolero. Sin embargo, durante mucho tiempo, los campos petroleros han experimentado un uso de petróleo irregular e inconsistente. La calidad de los lubricantes utilizados varía. Algunos campos petroleros todavía usan aceite mecánico 46 # y 68 # o aceite usado para lubricar el reductor de la unidad de bombeo. Debido a una lubricación inadecuada del equipo, el equipo no puede lubricarse ni protegerse bien en invierno cuando la temperatura ambiente es baja o la carga cambia, lo que provoca daños al equipo.
En 2007, el Centro de Investigación y Desarrollo de Lubricantes PetroChina Dalian llevó a cabo una sencilla encuesta sobre el uso de petróleo de las unidades de bombeo en un gran campo petrolero nacional y descubrió que diferentes equipos de perforación utilizaban más de 10 variedades de unidades de bombeo. , los productos con más de 20 grados de viscosidad, como aceite para engranajes, aceite para máquinas, aceite para engranajes de vehículos, aceite para turbinas, aceite para sistemas de pérdida total, aceite para motores, grasa semifluida, etc., tienen una calidad desigual y no pueden proporcionar una buena calidad. Protección de las cajas de cambios de la unidad de bombeo.
Actualmente existen en nuestro país aproximadamente 654,38 millones de unidades de bombeo, añadiéndose aproximadamente 5.000 unidades cada año. Según el tanque de aceite de la caja de cambios de la unidad de bombeo convencional de aproximadamente 654,38 0,60 ~ 200 L, y el aceite de la unidad de bombeo se reemplaza una vez al año, el consumo de aceite de la unidad de bombeo es de aproximadamente 654,38 08.000 t/a
Debido Hay relativamente muchas estructuras y variedades, y el principal componente de lubricación, la caja de cambios, también es diferente, lo que hace que los fabricantes OEM tengan diferentes requisitos para el rendimiento de la lubricación. Además, la gestión del equipo de los reductores de la unidad de bombeo es diferente entre la unidad de aplicación de la unidad de bombeo y la unidad de campo petrolero correspondiente, lo que resulta en diferentes aceites de unidad de bombeo utilizados por diferentes campos petroleros, plantas de producción de petróleo e incluso diferentes equipos de pozos en una producción de petróleo. planta. Hay productos como aceite para engranajes, aceite para maquinaria, aceite para engranajes de vehículos, aceite para turbinas, aceite para sistemas de pérdida total, aceite para motores, grasa semifluida y otros productos. , y la calidad es desigual y no hay garantía de que la caja de cambios de la unidad de bombeo esté intacta.
La investigación y el desarrollo del bombeo de petróleo se han llevado a cabo en China, principalmente en plantas de aceite lubricante relacionadas cerca de campos petrolíferos, PetroChina y Sinopec. Entre ellas, las pequeñas plantas de lubricantes cercanas a los yacimientos petrolíferos tienen un suministro superior pero una tecnología inferior.
Basado en las características climáticas del campo petrolífero de Yumen, que se encuentra en la región de Hexi, en el noroeste de China, con una temperatura máxima promedio mensual de 21 °C y una temperatura mínima promedio mensual de -11,5 °C, la El Instituto de Investigación Química y Refinación de Campos Petrolíferos de Yumen ha desarrollado un nuevo producto hecho de aceite mineral refinado para unidades de bombeo elaborado con diversos aditivos. También es un lubricante especial para engranajes con cierta fluidez y mejor adherencia que los lubricantes comunes. También tiene las ventajas de resistencia a cargas de impacto, prevención de oxidación, prevención de fugas, resistencia al frío y fácil arranque. caja de cambios de la unidad de bombeo de aceite. Sus productos son relativamente únicos y no pueden cumplir con los requisitos de lubricación de las unidades de bombeo en varios campos petroleros nacionales. Daqing Blackbird Co., Ltd. ha desarrollado un aceite para bomba de grasa semifluido con buen rendimiento a baja temperatura, cierta capacidad de carga, capacidad antidesgaste y antifugas basándose en la tecnología de producción de petróleo específica y las condiciones climáticas del campo petrolífero de Daqing. y el campo petrolífero de Jilin. Sin embargo, sus productos todavía tienen deficiencias, como un rendimiento deficiente a bajas temperaturas y variedades de viscosidad relativamente única. Con base en las características climáticas de Daqing y los requisitos de lubricación del bombeo de aceite, el Departamento de Calidad, Seguridad y Protección Ambiental de Daqing Oilfield Company propuso un estándar de aceite de bombeo con un nivel de calidad equivalente a CKB100 pero con buen rendimiento a baja temperatura. El estándar de calidad no puede utilizarse ampliamente en sus campos petroleros. Sinopec Lubricant Company ha desarrollado aceite para engranajes para unidades de bombeo con un grado de calidad equivalente a CKC100. Este producto se ha aplicado en dos modelos diferentes de cajas de engranajes de unidades de bombeo en el campo petrolífero de Shengli y puede cumplir con los requisitos para el uso de equipos de yacimientos petrolíferos en cualquier condición climática. Sin embargo, el rendimiento a baja temperatura de sus productos no puede satisfacer los requisitos de lubricación de las unidades de bombeo en los campos petroleros del norte en invierno.
En 2007, el Centro de Investigación y Desarrollo de Lubricantes PetroChina Dalian y los departamentos de calidad, seguridad y protección ambiental de los yacimientos petrolíferos de Daqing, Xinjiang y Changqing iniciaron conjuntamente un proyecto en la Sección de Exploración de la empresa: "Lubricantes para Unidades de Bombeo en Zonas Frías “Condiciones Técnicas” (ver Tabla 1 y Tabla 2).
Consulte principalmente el estándar de la industria mecánica JB/T 8831 "Método para la selección de lubricante industrial para engranajes cerrados" y el estándar nacional GB 5903 "Aceite para engranajes cerrados industriales" para conocer algunos requisitos técnicos de los grados de viscosidad L-CKC 100, 150 y 220, y de acuerdo con el bombeo Las condiciones de trabajo reales de la máquina de aceite fueron propuestas por el Comité Técnico de Normalización Profesional de Exploración y Producción de la Corporación Nacional de Petróleo de China. Esta norma especifica el contenido técnico, el muestreo, los métodos de inspección y los principios de juicio para el aceite lubricante del reductor de. unidades de bombeo en áreas frías, y es aplicable a la producción, aceptación e inspección de calidad de aceite lubricante para reductores de unidades de bombeo en áreas frías de campos petroleros. El nivel de calidad es equivalente al aceite para engranajes industriales cerrados de grado CKC, y su grado de viscosidad y rendimiento a baja temperatura pueden cumplir con los requisitos de rendimiento para la operación de unidades de bombeo en varios campos petroleros de mi país.
Las reglas de nomenclatura son las siguientes:
El Centro de Investigación y Desarrollo de Lubricantes Dalian de China Petroleum utiliza aceites base de Clase I y Clase II y agrega agentes antidesgaste compuestos y agentes antidesgaste. , agentes antioxidantes, El compuesto de aceite para unidades de bombeo compuesto por desactivadores de metales, antioxidantes y otros aditivos puede formularse con diferentes grados de viscosidad y diferentes propiedades a baja temperatura que cumplen con los “Requisitos Técnicos para Aceites Lubricantes para Unidades de Bombeo en Zonas Frías” (Q/SY 1138-2008) La serie de productos petrolíferos de bombeo puede cumplir con los requisitos de PetroChina y los campos petroleros en diferentes regiones de China.
5 Conclusión
La unidad de bombeo es uno de los principales equipos para garantizar la producción del yacimiento petrolífero. Debido a las características de las operaciones de campo, el desempeño de lubricación de sus equipos es muy exigente. Se debe utilizar aceite para engranajes especial para unidades de bombeo con buena estabilidad a la oxidación, antidesgaste, rendimiento a baja temperatura y rendimiento de separación de agua para reducir eficazmente el consumo de energía del equipo y al mismo tiempo garantizar su lubricación.
China Petroleum Lubricant Company puede producir una serie de productos de petróleo de bombeo con diferentes grados de viscosidad y propiedades de baja temperatura, que pueden satisfacer las necesidades de lubricación de PetroChina y de los equipos de unidades de bombeo en diferentes campos petroleros nacionales.
Fecha de recepción: 2010-06-02.
Sobre el autor: Yuan Maoquan (1970-), hombre, ingeniero, graduado en el Departamento de Química Aplicada de la Universidad Petroquímica de Liaoning en 1992, con especialización en análisis industrial. Ahora se dedica a la venta y gestión de lubricantes y ha publicado numerosos artículos.