Glossaire des Termes Techniques Utilisé dans Drilling & Well Completion: walking beam

walking beam

Le Cœur de la Pompe : Comprendre la Traverse dans le Forage et l'Achèvement des Puits

Dans le monde de l'extraction du pétrole et du gaz, la traverse est un élément crucial de l'unité de pompage à balancier (BPU), également appelée pompe à tête de cheval. Ce mécanisme simple mais essentiel joue un rôle vital dans l'extraction du pétrole et du gaz vers la surface.

Qu'est-ce qu'une Traverse ?

La traverse est un élément en acier horizontal qui constitue le cœur du BPU. Elle a un mouvement oscillant ou alternatif qui est entraîné par un système de manivelle et de bielle alimenté par un moteur électrique ou un moteur à combustion interne. Ce mouvement est ensuite transféré au balancier et finalement à la pompe de fond de trou, qui aspire le pétrole et le gaz du puits.

Fonctionnement et Mécanisme :

La principale fonction de la traverse est de convertir le mouvement de rotation en mouvement linéaire. La manivelle, alimentée par le moteur, tourne, ce qui provoque l'oscillation de la bielle. Ce mouvement oscillant est transféré à la traverse, qui se déplace ensuite de haut en bas. Ce mouvement de haut en bas est amplifié par le balancier, qui agit comme un levier pour augmenter la longueur de course.

La longueur de course accrue est ensuite transférée à la tige de pompage, qui est reliée à la pompe de fond de trou par une chaîne de tiges. Cette pompe, située au fond du puits, est responsable de la remontée du pétrole et du gaz à la surface.

Importance dans le Forage et l'Achèvement des Puits :

La traverse est un composant clé du processus de récupération artificielle, utilisé pour remonter le pétrole et le gaz à la surface lorsque la pression naturelle est insuffisante. Elle est couramment utilisée dans les champs pétroliers et gaziers matures, où les puits ont épuisé leur pression naturelle au fil du temps.

Avantages de l'utilisation d'une Traverse :

  • Simplicité : Le BPU est un système relativement simple et robuste, ce qui le rend fiable et facile à entretenir.
  • Efficacité : La conception de la traverse permet une conversion efficace du mouvement de rotation en mouvement linéaire, ce qui se traduit par une grande efficacité de pompage.
  • Adaptabilité : Les BPU peuvent être adaptés à diverses conditions de puits et peuvent gérer une large gamme de débits de pétrole et de gaz.

Conclusion :

La traverse est un élément essentiel de l'unité de pompage à balancier, jouant un rôle vital dans le processus d'extraction du pétrole et du gaz. Sa conception simple mais efficace en a fait une technologie standard et fiable pour la récupération artificielle, contribuant de manière significative à la production soutenue de ressources pétrolières et gazières dans le monde entier.


Test Your Knowledge

Quiz: The Heart of the Pump: Understanding the Walking Beam

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the primary function of the walking beam in a beam pumping unit (BPU)?

a) To provide power to the downhole pump b) To regulate the flow of oil and gas to the surface c) To convert rotational motion into linear motion d) To prevent the downhole pump from overheating

Answer

c) To convert rotational motion into linear motion

2. What is another name for the beam pumping unit?

a) Centrifugal pump b) Horsehead pump c) Plunger pump d) Submersible pump

Answer

b) Horsehead pump

3. What component drives the walking beam's reciprocating motion?

a) The downhole pump b) The pumping jack c) The polished rod d) The crank and connecting rod system

Answer

d) The crank and connecting rod system

4. In which type of oil and gas fields are BPUs commonly used?

a) Newly discovered fields b) Mature fields with depleted natural pressure c) Fields with high natural pressure d) Fields with low viscosity oil

Answer

b) Mature fields with depleted natural pressure

5. What is a key advantage of using a walking beam in artificial lift?

a) High initial cost b) Complex maintenance requirements c) Adaptability to different well conditions d) Limited pumping efficiency

Answer

c) Adaptability to different well conditions

Exercise: Understanding Walking Beam Movement

Scenario: Imagine a walking beam is moving up and down. Describe the movement of the following components in relation to the walking beam:

  • Pumping jack
  • Polished rod
  • Downhole pump

Instructions: Explain how the movement of each component is linked to the walking beam's motion.

Exercice Correction

The walking beam's up and down motion is amplified by the **pumping jack**, which acts as a lever. As the walking beam moves upwards, the pumping jack moves downwards, and vice versa. This amplified motion is then transferred to the **polished rod**, which is directly connected to the pumping jack. The polished rod moves in sync with the pumping jack, creating a linear up-and-down motion. This motion is finally transmitted to the **downhole pump** through a string of rods. The downhole pump moves up and down in response to the polished rod's motion, effectively drawing oil and gas from the well.


Books

  • Petroleum Engineering Handbook: This comprehensive handbook covers various aspects of oil and gas production, including artificial lift methods like beam pumping.
  • Artificial Lift Systems: By John M. Campbell. This book delves into various artificial lift methods, including beam pumping, with detailed explanations of their design, operation, and applications.
  • Oil Well Drilling and Production: By William C. Lyons. This book provides a broad overview of drilling and production techniques, including a section on beam pumping units.

Articles

  • "Beam Pumping: A Practical Guide" by Petroleum Engineer Magazine. This article offers a detailed overview of beam pumping unit operation, including a breakdown of the walking beam's function.
  • "Optimizing Beam Pumping Operations for Enhanced Oil Production" by SPE Journal. This journal article explores optimizing beam pumping performance for better oil recovery, analyzing the role of the walking beam in the process.
  • "The Impact of Walking Beam Design on Pump Performance" by Oil & Gas Science and Technology. This research article focuses on the influence of walking beam design parameters on pumping efficiency and overall well productivity.

Online Resources

  • The Energy Institute: This institute offers a range of resources, including webinars and technical reports, on various aspects of oil and gas production, including beam pumping technology.
  • Oil & Gas Journal: This online journal publishes articles and news on the latest advancements and trends in the oil and gas industry, including those related to artificial lift.
  • SPE (Society of Petroleum Engineers): SPE's website features a vast library of technical papers and research publications, including those focusing on beam pumping units and the walking beam mechanism.

Search Tips

  • "walking beam mechanism" + "oil and gas"
  • "beam pumping unit" + "artificial lift"
  • "pumping jack design" + "oil well production"
  • "polished rod" + "downhole pump" + "walking beam"
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