Pour le meilleur ou pour le pire, l'économie du monde développé fonctionne au pétrole. Trouver, produire et raffiner du pétrole brut en produits utilisables est une grosse affaire. Pour la plupart des gens, la caractéristique la plus visible de la recherche de pétrole sont les pompes des champs pétrolifères, ou vérins de pompage - les constructions métalliques flottantes qui parsèment la surface dans les zones où le pétrole est produit. En raison de leur forme et de leur mouvement caractéristiques, les vérins de pompage, également appelés pompes à faisceau, portent souvent des noms fantaisistes. tels que « oiseaux solitaires » et « ânes hochant la tête ». Quel que soit le nom que vous les appelez, ces pompes sont essentielles au pétrole brut production.
Où est le pétrole ?
Il existe une notion romantique selon laquelle le pétrole est produit en plantant un robinet dans une rivière ou un lac souterrain, mais c'est beaucoup plus simpliste que la réalité de la production de pétrole. Dans le monde réel, le pétrole remplit de minuscules espaces interconnectés dans la roche enfouie, des espaces appelés "pores". À produire du pétrole, une société d'exploration doit trouver un réservoir, un volume de roche avec des pores suffisants contenant de l'huile. De nombreux réservoirs potentiels contiennent des quantités limitées de pétrole ou ne contiennent que de l'eau. Ce volume rocheux doit également être entouré de roches dépourvues de tels pores interconnectés, qui « piègent » le pétrole dans son réservoir.
Pourquoi une pompe ?
Une autre notion romantique de l'industrie pétrolière est le « gusher », une sorte de volcan pétrolier qui projette de l'or noir au loin du derrick. C'est une mauvaise idée pour plusieurs raisons: économiquement parlant, le pétrole qui est pulvérisé à travers le paysage ne peut pas être collecté et vendu. Bien plus important, cependant, un jaillissement, ou « éruption », représente des substances inflammables s'écoulant sous une pression extrême, une situation très dangereuse.
La plupart des réservoirs ne sont pas soumis à une pression suffisante pour que le pétrole, l'eau et le gaz naturel qu'ils contiennent atteignent la surface sans aide. Les réservoirs étant à des milliers de mètres (milliers ou dizaines de milliers de pieds) sous terre, de simples pompes aspirantes ne suffisent pas à amener les fluides à la surface. Au lieu de cela, les producteurs de pétrole brut utilisent un système de remontée artificielle.
Aspect de surface de la pompe
Les parties visibles d'une pompe de gisement de pétrole peuvent varier en taille d'assez petite pour tenir dans le lit d'une camionnette à des structures de la taille d'une maison. En règle générale, plus le pumpjack est grand, plus le réservoir est profond. La pompe typique comprend un cadre en forme de A surmonté d'une longue barre ou d'une poutre. Une extrémité de la poutre est reliée à un moteur. Le moteur de rotation actionne une tringlerie qui fait que le faisceau fonctionne d'avant en arrière comme une balançoire à bascule. À l'autre extrémité du faisceau, le tuyau qui va au fond du puits est relié à un grand triangle métallique arrondi. La forme en forme de tête de cheval du triangle monte et descend pendant que la pompe fonctionne, entraînant l'action de pompage de l'ensemble au fond du puits.
Parties de fond de la pompe
Les parties "pompantes" d'un vérin de pompage sont hors de vue. Une chaîne de tuyaux creux, appelés tiges de pompage, va de la tête de cheval sur le vérin de pompage au réservoir au fond du puits. Les parties cachées du système de tige de pompage sont deux chambres simples qui scellent avec des vannes à bille. La vanne sur un piston, fixée à l'extrémité du train de tiges de pompage, s'ouvre lorsque le système de tiges se déplace vers le bas. Cela permet à l'huile de remplir le piston et force les fluides dans le tuyau au-dessus de lui vers le haut. Une fois que le piston atteint le bas de la course de haut en bas, le robinet à tournant sphérique se ferme, maintenant les fluides en place. Pendant ce temps, la bille de la vanne fixe au fond du puits s'écarte pour s'ouvrir pendant que le piston monte. Cela permet à l'huile de s'accumuler au-dessus de la vanne permanente. Lorsque le piston redescend, ce deuxième robinet à tournant sphérique se ferme, emprisonnant une flaque d'huile où elle peut pénétrer dans le piston et éventuellement remonter le train de tiges de pompage jusqu'à la surface.