כיצד פועלות משאבות שדה נפט?

לטוב ולרע, כלכלת העולם המפותח פועלת על נפט. למצוא, לייצר ולזקק נפט גולמי למוצרים שמישים הוא עסק גדול. עבור רוב האנשים, המאפיין הגלוי ביותר בחיפוש אחר נפט הוא משאבות שדה הנפט, או פומק-שקעים - מבני המתכת המתנדנדים המנקדים את פני השטח באזורים בהם מיוצר נפט. בגלל צורתם והתנועה האופיינית להם, שקעי משאבה, המכונים גם משאבות קרן, זוכים לעיתים קרובות לשמות מפוארים כגון "ציפורים בודדות" ו"חמורים מהנהנים ". לא משנה באיזה שם תקראו, משאבות כאלה הן קריטיות לנפט גולמי הפקה.

יש תפיסה רומנטית לפיה שמן מופק על ידי הדבקת ברז בנהר או באגם תת קרקעי, אך הדבר פשטני בהרבה ממציאות הפקת הנפט. בעולם האמיתי, נפט ממלא חללים זעירים המחוברים ביניהם בסלע הקבור, חללים המכונים "נקבוביות". ל לייצר נפט, על חברת חיפושים למצוא מאגר, נפח סלע עם נקבוביות מספקות המכיל שמן. מאגרים פוטנציאליים רבים מכילים כמויות מוגבלות של נפט או מחזיקים רק מים. נפח סלע זה חייב להיות מוקף גם בסלעים חסרי נקבוביות מקושרות כאלו, אשר "לוכדים" את הנפט במאגרו.

תפיסה רומנטית נוספת של תעשיית הנפט היא ה"גושרית ", מעין הר געש נפט שמתיז זהב שחור רחוק מהדריק. זה רעיון רע מכמה סיבות: מבחינה כלכלית לא ניתן לאסוף ולמכור שמן שמרוסס על פני הנוף. חשוב יותר, עם זאת, גושן, או "פיצוץ", מייצג חומרים דליקים הזורמים בלחץ קיצוני, מצב מסוכן ביותר.

מרבית המאגרים אינם בלחץ מספיק כדי שהנפט, המים והגז הטבעי שהם מכילים יגיעו לפני השטח ללא עזרה כלשהי. מכיוון שהמאגרים נמצאים אלפי מטרים (אלפי או עשרות אלפי מטרים) מתחת לאדמה, משאבות יניקה פשוטות אינן מספיקות כדי להביא את הנוזלים לפני השטח. במקום זאת, יצרני נפט גולמי משתמשים במערכת הרמה מלאכותית.

החלקים הגלויים של משאבת שדה נפט יכולים לנוע בגודל קטן מספיק כדי להתאים למיטת טנדר ועד מבנים בגודל של בית. ככלל, ככל ששאיבת המשאבות גדולה יותר כך המאגר עמוק יותר. המשאבה האופיינית כוללת מסגרת בצורת A ומעליה מוט או קרן ארוכים. קצה אחד של הקורה מחובר למנוע. המנוע המפנה מפעיל קישור שגורם לקורה לעבוד קדימה ואחורה כמו נדנדה. בקצה השני של הקורה, הצינור העובר לתחתית הבאר מחובר למשולש מתכת גדול ומעוגל. צורתו של ראש הסוס המשולש מתנודדת מעלה ומטה כשהמשאבה פועלת, ומניעה את פעולת השאיבה של המכלול בתחתית הבאר.

החלקים ה"שאיבה "של משאבת משאבה לא נראים מהעין. מחרוזת צינורות חלולים, המכונים מוטות פראייר, עוברת מראש הסוס על המשאבה למאגר בתחתית הבאר. החלקים הנסתרים של מערכת מוטות הפראייר הם שני חדרים פשוטים שאוטמים באמצעות שסתומי כדור. השסתום על הבוכנה, המחובר לקצה מיתר מוט הפראייר, נפתח כשמערכת המוט נעה כלפי מטה. זה מאפשר שמן למלא את הבוכנה ומאלץ את הנוזלים בצינור שמעליו כלפי מעלה. ברגע שהבוכנה מגיעה לתחתית המכה מעלה ומטה, מסתם הכדור מסתגר ומחזיק את הנוזלים במקום. בינתיים, הכדור על שסתום העמידה הקבוע בתחתית הבאר זז מהדרך לפתיחה בזמן שהבוכנה עולה. זה מאפשר לאסוף שמן מעל השסתום העומד. כאשר הבוכנה יורדת שוב, שסתום הכדור השני הזה נסגר, לוכד מאגר שמן שבו הוא יכול להיכנס לבוכנה ובסופו של דבר לעשות את דרכו במיתר מוט הפראייר אל פני השטח.