Che cos'è una pompa per asta ventosa?
Una pompa con asta di pompaggio è un tipo di pompa di prospezione petrolifera comunemente vista nei campi del Texas negli Stati Uniti e in altre aree in cui esistono potenziali giacimenti di petrolio in profondità. È in grado di pompare olio da una profondità di 10.000 piedi (3,05 chilometri) o superiore e ricorda in qualche modo il movimento di un grande pendolo ruotato su un lato. Ci sono molti altri nomi per la pompa dell'asta di aspirazione nel settore della prospezione petrolifera, tra cui pumpjack, asino annuendo e pompa a cavallo, ma sono tutti progettati secondo gli stessi principi.
Ogni componente di una pompa ad asta di aspirazione ha anche un nome univoco, che può sembrare difficile da capire a meno che qualcuno non abbia familiarità con il macchinario. Le singole parti fungono tutte da collegamenti articolati in una reazione a catena meccanica che trasferisce gradualmente il movimento circolare a un movimento generale di pompaggio su e giù. L'intero meccanismo funziona in modo simile a un gruppo di alberi a gomito in un'automobile o una locomotiva del treno, o l'armatura di ammortizzazione su porte che si chiudono automaticamente a bassa velocità per consentire il passaggio di qualcuno.
Innanzitutto, un motore fuori terra fa girare un volano vicino attraverso una cinghia o una catena, che è essenzialmente una ruota più grande che ruota più lentamente ma ha una coppia o una forza maggiore per rotazione. Questo volano ha un braccio quasi orizzontale attaccato ad esso noto come un braccio a manovella, che si muove su e giù all'incirca di un angolo di 60 ° rispetto all'orizzonte. Il braccio di manovella è attaccato a un braccio di Pitman, che è il raggio più lungo della macchina della pompa dell'asta di aspirazione. Il braccio di Pitman è quasi orizzontale, ma leggermente inclinato verso il basso dove l'estremità si attacca a un peso noto come testa di cavallo, un contrappeso a forma di incudine che funge da tipo di estremità a pendolo. Tutti questi componenti si muovono insieme per tirare e spingere un cavo Hanger che è sospeso dalla testa di cavallo in un albero verticale nel terreno.
Il cavo dell'hangar è collegato a una serie sequenziale di parti conosciute come l'asta di lucidatura, la scatola per ripieno e la corda dell'asta, che insieme agiscono come una sorta di pistone nella camera verticale. In questo canale verticale, muovono tutti ciò che è noto come valvola mobile e pistone per mantenere un costante cambiamento di pressione su e giù nell'albero. Una valvola diritta più in basso lungo l'albero è fissata in posizione e canalizza tutta la forza dell'azione del pistone in modo che quando il meccanismo viene forzato verso il basso, la pressione dell'olio viene aumentata nel terreno e, mentre viene ritirata, questo olio viene aspirato dal serbatoio sotterraneo e convogliato.
Il design della pompa dell'asta di aspirazione in genere rimuove circa 20,3 litri di fluido per ogni ciclo della pompa, il che equivale a un barile di olio o 42 litri (160 litri) per circa ogni otto cicli di pompaggio. Un ciclo su un pumpjack può richiedere meno di un minuto, quindi l'apparecchiatura può pompare da 7 a 20 barili di petrolio all'ora a seconda della velocità di funzionamento. Questo è molto lento per gli standard come quelli delle piattaforme di perforazione offshore, ma i pumpjacks sono relativamente economici e facili da installare e mantenere in più posizioni.
Questo tipo di unità di pompaggio è anche noto come "uccello assetato", in quanto assomiglia a un uccello che fa continuamente oscillare la sua testa su e giù, o una "pompa da cavalletta" a causa del fatto che la sua struttura complessiva ricorda quella di una cavalletta, e il suo esclusivo movimento meccanico ha molte applicazioni industriali. La pompa ad asta di aspirazione per la ricerca di petrolio inizialmente non è molto efficiente nel pompare olio da terra, poiché tende a esserci molto gas intrappolato in nuovi depositi. In modo ottimale, la pompa dell'asta di aspirazione ha un'efficienza di pompaggio volumetrica dell'80% con olio, rispetto ad altri composti come gas e acqua.
L'uso più frequente per i progetti di pompe con asta di pompaggio nella prospezione petrolifera è a terra dove è probabile che ci sia un ricco deposito di petrolio. Non pompano un grande volume di olio per colpo, ma sono costruiti su una serie di principi meccanici affidabili che sono stati utilizzati in altre applicazioni già nel XVIII secolo. Esistono ancora piccole versioni a comando manuale del design della pompa con asta di aspirazione in molti sistemi di parchi statunitensi, dove possono essere utilizzate per pompare meccanicamente l'acqua da un serbatoio sotterraneo o una falda acquifera.