La separació de varetes continua sent un dels modes de fallada més costosos als pous-bombats de bigues, que normalment apareix com una fractura per fatiga a l'espatlla del passador després de mesos de càrrega de tensió cíclica. Com que la corda de la vareta de ventosa passa dins del tub de producció sense un camí de càrrega redundant, una sola articulació separada obliga a un treball complet per pescar la corda i recuperar la bomba. El bombeig de bigues encara alimenta aproximadament dos-terços dels aproximadament un milió de pous aixecats artificialment a tot el món, de manera que la metal·lúrgia i la geometria de les barres regeixen directament la fiabilitat de l'elevació en camps madurs.
Qualitats de varetes de ventosa i metal·lúrgia dels materials
L'especificació API 11B defineix els graus principals - K, C, D i H - que es distingeixen per la resistència a la fluència mínima, la resistència a la tracció i la resistència a la corrosió. Els acers al carboni i aliatges s'apagan i es temperen per desenvolupar una microestructura uniforme de martensita temperada, equilibrant la força amb la duresa necessària per absorbir les càrregues de xoc a la inversió de carrera. Les addicions de crom i molibdè milloren l'enduribilitat i la resposta al tremp, permetent al fabricant assolir la combinació de resistència-necessària de manera repetida a través de les escales. El material de grau D ofereix un rendiment mínim de 115 ksi (793 MPa) i una resistència a la tracció mínima de 140 ksi (965 MPa), mentre que el grau H amplia la capacitat de rendiment a 140 ksi (965 MPa) per a un servei de càrrega profunda i alta.
Els cossos de canya es produeixen en longituds de 25-peus i 30 peus (7,62 m i 9,14 m), amb varetes de poni de 2 a 10 peus per ajustar l'espai.
Els diàmetres estàndard del cos oscil·len entre 5/8 de polzada i 1-1/8 de polzada, la qual cosa permet dissenys de cordes afilades que coincideixen amb la càrrega a cada profunditat.
Els graus més alts, com ara H, es reserven per als pous on la profunditat extrema o les càrregues pesades empenyen el grau D més enllà del seu rang de tensió admissible.
Vida a la fatiga i enginyeria de superfícies
El règim d'estrès dominant és la càrrega axial totalment invertida a freqüències de bombeig de 6 a 12 cops per minut, de manera que la fatiga governa la vida útil de la vareta més que la força estàtica. El granallat a la superfície del cos proporciona una capa residual compressiva que suprimeix l'inici de les esquerdes, i l'alineació i el poliment de precisió minimitzen les micro-osques que actuen com a llocs d'inici. L'acabat superficial del cos es manté amb una tolerància fina, ja que les marques de mòlta deixades per la fabricació poden convertir-se en llocs d'inici de fatiga sota càrrega cíclica. La tensió de la cadena s'avalua en funció d'un diagrama de Goodman modificat, mantenint la tensió màxima de servei de manera segura per sota del límit de resistència per al grau seleccionat i aplicant factors de reducció per a condicions de servei inhibides. Els estudis dinamòmetres de varetes es realitzen habitualment després de la instal·lació per confirmar que les càrregues màximes romanen dins de l'embolcall del disseny.
Integritat de la connexió i l'acoblament de la vareta de ventosa
Els extrems forjats alterats augmenten l'àrea de secció transversal-a les clavilles, reduint la concentració local de tensió on el cos passa a la connexió roscada. Els fils es laminen en fred-en lloc de mecanitzar, un procés que funciona-endurisca l'arrel del fil i millora la resistència a la fatiga de la mateixa junta. El parell correcte-de torsió és igualment decisiu: els acoblaments inferiors-s'aflueixen sota la càrrega cíclica, mentre que un-parell excessiu tensa els passadors i pot iniciar esquerdes a l'arrel del fil. Els acoblaments es subministren en perfils-de forats estàndard i prims, amb una resistència a la tracció igual o superior al cos de la vareta, de manera que es produeixi qualsevol fallada a la vareta, on és més fàcil de detectar i estirar.
Dimensió de cordes i gestió de la corrosió
Les cordes de varetes solen ser varetes de diàmetre - més grans-a prop de la superfície i mides més petites cap a la bomba -, de manera que cada articulació funcioni dins d'una finestra d'esforç similar. En els pous que produeixen sulfur d'hidrogen, les barres especials de grau K o DS- amb un contingut elevat de níquel resisteixen l'esquerda per tensió de sulfur, i els operadors sovint afegeixen inhibidors de corrosió o seleccionen barres recobertes per a fluids dominats per diòxid de carboni i clorur-. Els recobriments de conversió de fosfats milloren la lubricitat durant el maquillatge, mentre que els recobriments metal·litzats o de polímer per polvorització afegeixen resistència a la corrosió a l'aigua produïda rica en clorurs-. La pràctica de disseny aplica un factor de servei de 0,8 a 0,9 per als pous inhibits i els valors més baixos on l'exposició a la corrosió no està controlada, reduint la finestra de tensió permesa en conseqüència.
Les proves de tracció, impacte i duresa més la inspecció de partícules ultrasòniques o magnètiques verifiquen cada calor abans de l'enviament.
Les marques de traçabilitat total permeten rastrejar una unió fallida fins al seu número de calor per a l'anàlisi de la-causa arrel.
Per als pous de bombeig de bigues-que empenyin els límits de profunditat i càrrega, la vareta de ventosa continua sent l'enllaç crític entre la unitat de superfície i la bomba de fons de pou, i la selecció de grau, el tractament de la superfície i la qualitat de la connexió determinen quant de temps aguanta aquest enllaç. Per obtenir més informació, poseu-vos en contacte amb China Vigor al info@vigorpetroleum.com o truqueu al +0086 29 81161513.
