DerPumpeneinheitist der Mechanismus, der die Drehbewegung des Antriebs in die erforderliche vertikale Hin- und Herbewegung der polierten Stange umwandelt. Die meisten Arten von Pumpeneinheiten verwenden einen Hubbalken, der aus der Zeit der Seilbohrgeräte stammt. Pumpeneinheiten mit Hubbalken sind im Grunde eine mechanische Viergelenkverbindung, deren Hauptelemente sind:
1. Der Kurbelarm, der sich mit der langsam laufenden Welle des Untersetzungsgetriebes dreht.
2. Der Lenkstockhebel, der die Kurbel mit dem Schwingbalken verbindet.
3. Der Abschnitt des Schwingbalkens vom Ausgleichslager bis zum Mittellager.
4. Der feste Abstand zwischen Sattellager und Kurbelwelle.
Die Funktionsweise der oben genannten Verbindung stellt sicher, dass die Drehbewegung, die dem System durch die Antriebsmaschine zugeführt wird, in eine vertikale Hin- und Herbewegung umgewandelt wird, die am Pferdekopf ausgegeben wird. Die am Pferdekopf befestigten Pumpenstangen folgen dieser Bewegung und treiben die Bohrlochpumpe an. Obwohl es verschiedene Anordnungen von Pumpeneinheiten gibt, verwenden alle die gleichen grundlegenden Komponenten, die oben beschrieben wurden.
Die überwiegende Mehrheit derPumpeinheitenDie weltweit verwendeten Pumpen gehören zur Balkenpumpenklasse. Die Nennleistungen und anderen technischen Spezifikationen von Balkenpumpen werden in den Veröffentlichungen des American Petroleum Institute beschrieben. Es sind auch Pumpeneinheiten ohne API erhältlich, die hauptsächlich für die Langhubförderung mit Gestänge oder für besondere Bedingungen verwendet werden.
Die wichtigsten Bauteile einer herkömmlichen Pumpe sind auf einem starren Stahlsockel aufgebaut, der die richtige Ausrichtung der Komponenten gewährleistet und normalerweise auf einem Betonfundament steht. Der Samson-Pfosten kann drei oder vier Beine haben und ist das stärkste Bauteil der Einheit, da er die größte Last trägt. Darüber befindet sich das Mittel- oder Sattellager, das den Drehpunkt für den Hubbalken darstellt. Der Hubbalken ist ein schwerer Stahlträger, der über dem Sattellager angebracht ist und einen ausreichend großen Metallquerschnitt aufweist, um den Biegebelastungen standzuhalten, die durch die Bohrlochlast und die Antriebskraft des Pitman verursacht werden.
Die Brunnenseite des Hubbalkens endet im Pferdekopf, der über den Seilaufhänger (Zaumzeug) den polierten Stab bewegt. Der Pferdekopf ist gekrümmt, um sicherzustellen, dass der polierte Stab nur in vertikaler Richtung bewegt wird, da sonst die entstehenden Biegekräfte den polierten Stab schnell brechen würden. Bei herkömmlichen Einheiten trägt das andere Ende des Hubbalkens das Ausgleichslager. Daran ist der Ausgleicher angeschlossen, ein kurzer Abschnitt eines leichteren Balkens, der über den Hubbalken gelegt ist und die Lasten des polierten Stabs vom Hubbalken gleichmäßig auf die beiden Grubenmänner überträgt.
Die Kurbelwellenstummel sind Stahlstangen, die an ihren unteren Enden mit den Kurbelarmen über die Kolbenbolzen verbunden sind. Diese Bolzen sind auf den Kolbenbolzenlagern montiert, die die erforderliche Drehbewegung zwischen den Teilen ermöglichen. In den beiden Kurbelarmen sind mehrere Kolbenbolzenlager vorhanden, und durch Anschließen der Kurbelwellenstummel an verschiedene Lager kann die Hublänge der polierten Stange geändert werden. Die Kurbeln befinden sich auf beiden Seiten des Untersetzungsgetriebes und werden von der langsam laufenden Welle (Kurbelwelle) des Untersetzungsgetriebes angetrieben. Die Gegengewichte der herkömmlichen Einheit sind an den Kurbelarmen befestigt, wodurch eine Einstellung entlang der Kurbelarmachse möglich ist; diese Anordnung wurde bereits 1926 von Trout erfunden.
Der ordnungsgemäße Betrieb vondie Pumpeinheiterfordert, dass die Reibungsverluste in den Strukturlagern minimal sind. In älteren Einheiten war die Verwendung von Gleitlagern (Hülsenlagern), die normalerweise aus Bronze hergestellt waren, üblich. Diese Lager können sehr harten Bedingungen ohne große Schäden standhalten, müssen jedoch regelmäßig geschmiert werden. Heutige Pumpeneinheiten sind jedoch fast ausschließlich mit Wälzlagern ausgestattet. Diese Lager sind fettgeschmiert und abgedichtet und benötigen weniger Wartung als einfache Bronzelager.
Die restlichen Teile vondie Pumpeinheitsind das Untersetzungsgetriebe (Untersetzungsgetriebe oder Getriebe), das die hohe Drehzahl der Antriebsmaschine auf die zum Pumpen erforderliche Drehzahl reduziert; eine Bremseinheit, die die Einheit jederzeit anhalten kann; und ein Keilriemenantrieb und dessen Abdeckung. Die Einheit wird normalerweise von einem Elektromotor angetrieben, es werden jedoch auch Verbrennungsmotoren verwendet.
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