V lepším i horším případě ekonomika vyspělého světa běží na ropě. Hledání, výroba a rafinace surové ropy na použitelné produkty je velká věc. Pro většinu lidí je nejviditelnějším rysem hledání ropy ropná pole nebo pumpjacks - houpací kovové konstrukce, které dotýkají povrch v oblastech, kde se ropa vyrábí. Díky svému charakteristickému tvaru a pohybu se pumpjackům, nazývaným také paprsková čerpadla, často dávají fantazijní jména jako „osamělí ptáci“ a „kývnutí oslů“. Ať už jim říkáte jakékoli jméno, taková čerpadla jsou pro ropu zásadní Výroba.
Kde je olej?
Existuje romantická představa, že se ropa vyrábí zapíchnutím faucetu do podzemní řeky nebo jezera, ale je to mnohem jednodušší než realita těžby ropy. Ve skutečném světě ropa vyplňuje malé vzájemně propojené prostory v pohřbené skále, prostory zvané „póry“. Na k těžbě ropy musí průzkumná společnost najít rezervoár, objem horniny s dostatečnými póry obsahující olej. Mnoho potenciálních nádrží obsahuje omezené množství oleje nebo zadržuje pouze vodu. Tento objem horniny musí být také obklopen horninami, které postrádají takové vzájemně propojené póry, které „zachycují“ ropu v její nádrži.
Proč pumpa?
Další romantickou představou o ropném průmyslu je „gusher“, druh ropné sopky, která rozprašuje černé zlato široko daleko od jeřábu. To je špatný nápad z několika důvodů: z ekonomického hlediska nelze ropu rozstřikovanou přes krajinu sbírat a prodávat. Mnohem důležitější však je, že tryskač neboli „výbuch“ představuje hořlavé látky proudící pod extrémním tlakem, což je velmi nebezpečná situace.
Většina nádrží není pod dostatečným tlakem, aby se ropa, voda a zemní plyn, které obsahují, dostaly na povrch bez pomoci. Vzhledem k tomu, že nádrže jsou pod zemí tisíce metrů (tisíce nebo desítky tisíc stop), nestačí k vyvedení kapalin na povrch jednoduchá sací čerpadla. Místo toho producenti ropy používají systém umělého zvedání.
Vzhled čerpadla na povrchu
Viditelné části čerpadla ropného pole mohou mít velikost od dostatečně malé, aby se vešly do lože pickupu, až po konstrukci o velikosti domu. Obecně platí, že čím větší je pumpjack, tím hlubší je nádrž. Typické čerpadlo zahrnuje rám ve tvaru písmene A zakončený dlouhou lištou nebo nosníkem. Jeden konec paprsku je připojen k motoru. Otočný motor ovládá spojení, které způsobuje, že paprsek pracuje tam a zpět jako houpačka. Na druhém konci paprsku je potrubí, které vede ke spodní části studny, spojeno s velkým zaobleným kovovým trojúhelníkem. Tvar trojúhelníkového koňského hlavy se při provozu pumpy pohybuje nahoru a dolů a řídí čerpací účinek sestavy na dně studny.
Části čerpadla se spodní dírou
„Čerpací“ části pumpjacku jsou z dohledu. Od hlavy koně na pumpjacku k nádrži na dně studny vede řetězec dutých trubek, nazývaných přísavky. Skrytými částmi systému přísavných tyčí jsou dvě jednoduché komory, které utěsňují kulovými ventily. Ventil na pístu, připevněný ke konci řetězce přísavné tyče, se otevírá při pohybu tyčového systému dolů. To umožňuje, aby olej plnil píst, a tlačí tekutiny v potrubí nad ním nahoru. Jakmile píst dosáhne spodní části zdvihu nahoru a dolů, kulový ventil se uzavře a drží tekutiny na místě. Mezitím se kulička na pevně stojícím ventilu ve spodní části studny pohybuje z cesty a otevírá se, zatímco píst stoupá. To umožňuje hromadění oleje nad stojícím ventilem. Když píst znovu klesne, tento druhý kulový ventil se uzavře a zachytí kaluž oleje, kde může vstoupit do pístu a nakonec se dostat nahoru k řetězci přísavné tyče na povrch.