Une pompe à tige de pompage est un type de pompe de prospection pétrolière couramment observée dans les champs du Texas aux États-Unis et dans d’autres régions où des gisements de pétrole potentiels existent profondément sous terre. Il est capable de pomper du pétrole à une profondeur de 10,000 3.05 pieds (XNUMX kilomètres) ou plus, et ressemble quelque peu au mouvement d’un grand pendule tourné sur le côté. Il existe de nombreux autres noms pour la pompe à tige de pompage dans l’industrie de la prospection pétrolière, notamment Pumpjack, Hochement d’âne et Pompe à tête de cheval, mais ils sont tous conçus sur la base des mêmes principes.
Chaque composant d’une pompe à tige de pompage a également un nom unique, qui peut sembler difficile à comprendre à moins que quelqu’un ne connaisse la machinerie. Les pièces individuelles servent toutes de maillons articulés dans une réaction en chaîne mécanique qui transfère progressivement un mouvement circulaire à un mouvement de pompage général de haut en bas. L’ensemble du mécanisme fonctionne de la même manière qu’un vilebrequin dans une automobile ou une locomotive de train, ou l’armature d’amortissement sur les portes qui se ferment automatiquement à une vitesse lente pour laisser passer quelqu’un.
Tout d’abord, un moteur hors sol fait tourner un volant à proximité via une courroie ou une chaîne, qui est essentiellement une roue plus grande qui tourne plus lentement mais a un couple ou une force plus important par rotation. Ce volant d’inertie est doté d’un bras presque horizontal appelé manivelle, qui se déplace de haut en bas à un angle d’environ 60 ° par rapport à l’horizon. Le bras de manivelle est attaché à un bras Pitman, qui est la poutre la plus longue de la machine à pompe à tige de pompage. Le bras Pitman est presque horizontal, mais s’incline légèrement vers le bas là où l’extrémité s’attache à un poids connu sous le nom de tête de cheval, un contrepoids en forme d’enclume qui sert de type d’extrémité de pendule. Tous ces composants se déplacent ensemble pour tirer et pousser sur un câble de suspension suspendu à la tête de cheval dans un arbre vertical dans le sol.
Le câble Hangar est attaché à une série séquentielle de pièces appelées tige de polissage, boîte à garniture et chaîne de tige, qui agissent ensemble comme une sorte de piston dans la chambre verticale. Dans ce canal vertical, ils déplacent tous ce que l’on appelle une vanne et un plongeur de déplacement pour maintenir un changement de pression constant de haut en bas dans l’arbre. Une soupape permanente plus bas dans l’arbre est fixée en place et canalise toute la force de l’action du piston de sorte que lorsque le mécanisme est poussé vers le bas, la pression d’huile est augmentée dans le sol et, lorsqu’elle est retirée, cette huile est aspirée du réservoir souterrain et canalisé.
La conception de la pompe à tige de pompage élimine généralement environ 5.3 gallons (20 litres) de fluide pour chaque cycle de la pompe, ce qui équivaut à un baril d’huile ou 42 gallons (160 litres) pour environ tous les huit cycles de pompage. Un cycle sur un vérin de pompage peut prendre moins d’une minute, de sorte que l’équipement peut pomper environ 7 à 20 barils de pétrole par heure selon la vitesse à laquelle il est réglé. Ceci est très lent par rapport aux normes telles que celles des plates-formes de forage en mer, mais les vérins de pompage sont relativement peu coûteux et faciles à installer et à entretenir à plusieurs endroits.
Ce type d’unité de pompage est également connu sous le nom d’oiseau assoiffé, car il ressemble à un oiseau qui secoue continuellement la tête de haut en bas, ou une pompe à sauterelle en raison du fait que sa structure générale ressemble à celle d’une sauterelle, et son mouvement mécanique unique a de nombreuses applications industrielles. La pompe à tige de pompage pour la prospection pétrolière n’est initialement pas très efficace pour pomper le pétrole hors du sol, car il y a généralement beaucoup de gaz piégé dans les nouveaux gisements. De manière optimale, la pompe à tige de pompage a une efficacité de pompage volumétrique de 80 % avec de l’huile, par rapport à d’autres composés tels que le gaz et l’eau.
L’utilisation la plus fréquente des conceptions de pompes à tige de pompage dans la prospection pétrolière est sur des terres où l’on sait qu’il y a probablement un riche gisement de pétrole. Ils ne pompent pas un grand volume d’huile par course, mais sont construits sur un ensemble de principes mécaniques fiables qui ont été utilisés dans d’autres applications dès le 18ème siècle. De petites versions manuelles de la conception de la pompe à tige de pompage existent encore dans de nombreux systèmes de parcs aux États-Unis, où elles peuvent être utilisées pour pomper mécaniquement l’eau d’un réservoir souterrain ou d’un aquifère.