در سیستم های توسعه و حمل و نقل میادین نفتی، پمپ ها به عنوان تجهیزات اصلی برای تبدیل انرژی و انتقال سیال، وظیفه تبدیل انرژی مکانیکی به فشار سیال و انرژی جنبشی را بر عهده دارند. اصل کار آنها به طور مستقیم ظرفیت و کارایی حمل و نقل را در شرایط عملیاتی مختلف تعیین می کند. درک عمیق مکانیسم عملکرد پمپ های میدان نفتی به بهینه سازی انتخاب و مدیریت عملیات کمک می کند و از ثبات و کارایی سیستم تولید اطمینان می دهد.
پمپ های میدان نفتی عمدتاً بر اساس ساختار و حالت کار به پمپ های گریز از مرکز، پمپ های جابجایی مثبت و پمپ های ویژه طبقه بندی می شوند. هر نوع پمپ اصول کار منحصر به فرد خود را دارد. پمپهای گریز از مرکز برای تولید نیروی گریز از مرکز به چرخش پروانه با سرعت بالا- تکیه میکنند و مایع موجود در محفظه مکش را قادر میسازد تا انرژی جنبشی و فشاری به دست آورد. در داخل کانال جریان حلقوی{4}شکل، مقداری از انرژی جنبشی قبل از تخلیه به انرژی فشار ساکن تبدیل میشود. فرآیند کار با کشیده شدن مایع به ناحیه کم فشار-در ورودی پروانه آغاز میشود، با چرخش پروانه شتاب میگیرد و به سمت حاشیه پرتاب میشود و جریان تخلیه پیوسته را تشکیل میدهد. دبی و هد پمپ های گریز از مرکز تحت تاثیر سرعت دورانی، قطر پروانه و چگالی متوسط قرار دارند. آنها دارای مزایای ساختار فشرده و جریان مداوم و پایدار هستند و به طور گسترده در تزریق آب، حمل و نقل روغن و بالا بردن فاضلاب استفاده می شوند.
پمپ های جابجایی مثبت با تغییر دوره ای حجم محفظه کاری خود به انتقال سیال دست می یابند. یک مثال معمولی یک پمپ رفت و برگشتی است که در آن یک پیستون یا پیستون در داخل یک سیلندر رفت و آمد می کند و انبساط و انقباض حجم محفظه کار را متناوب می کند. این اجازه می دهد تا مایع هنگام باز شدن دریچه مکش وارد شود و با باز شدن دریچه تخلیه خارج شود. پمپ های پیچ از روتورهای مارپیچ مشبکی استفاده می کنند که در یک محفظه استاتور می چرخند و یک محفظه بسته ایجاد می کنند که به صورت محوری مایع را به حرکت در می آورد. پمپ های جابجایی مثبت با فشار تخلیه بالا، سرعت جریان متناسب با سرعت، و سازگاری قوی با ویسکوزیته محیط و محتوای ماسه متفاوت مشخص می شوند. آنها معمولاً در تزریق پلیمرهای بالا{5}، حمل و نقل نفت سنگین، و کاربردهای سیالات حاوی جامدات استفاده میشوند.
پمپ های میدان نفتی خواه گریز از مرکز یا جابجایی مثبت، نیازمند ایجاد شرایط مکش لازم قبل از راه اندازی برای جلوگیری از کاویتاسیون و بیکاری هستند. کاویتاسیون به سطوح اجزای جریان آسیب می رساند و کارایی را کاهش می دهد. بنابراین، سر مکش خالص مثبت (NPSH) باید در طول طراحی و بهره برداری اطمینان حاصل شود. علاوه بر این، رابطه تطبیق بین پمپ و خط لوله بر نقطه عملیاتی واقعی تأثیر میگذارد و به بهینهسازی عملکرد از طریق تنظیمات سرعت، باز شدن شیر یا تعویض پروانه نیاز دارد.
به طور کلی، اصل کار پمپ های میدان نفتی اساساً دستیابی به تبدیل کارآمد انرژی مکانیکی به انرژی سیال است، در حالی که ویژگی های فیزیکوشیمیایی و شرایط عملکرد رسانه های مختلف را در نظر می گیرد. درک این مکانیسم میتواند پمپاژ مداوم و پایدار در محیطهای پیچیده و همیشه در حال تغییر{1} میدان نفتی را تضمین کند و پشتیبانی فنی قابل اعتمادی را برای بهبود بازیافت نفت و ایمنی تولید ارائه دهد.