Blog

Mengenai beberapa pertanyaan tentang pompa ulir, Anhui Shengshi Datang ingin berbagi beberapa wawasan dengan semua orang.

  Analisis Penyebab dan Bahaya Rotasi Terbalik Tali Batang di Pompa Sekrup Sumur

1. Analisis Penyebab Rotasi Terbalik Rod String pada Sumur Pompa Sekrup

Selama ekstraksi ladang minyak menggunakan Pompa Ulir, rotasi terbalik dari rangkaian batang merupakan kegagalan yang relatif umum. Penyebab rotasi terbalik ini kompleks, tetapi alasan utamanya adalah penghentian mendadak atau macetnya pompa selama operasi, yang menyebabkan deformasi dan torsi pada rangkaian batang. Pelepasan cepat dari deformasi dan torsi ini kemudian menyebabkan rotasi terbalik. Lebih spesifiknya, jika Pompa Ulir tiba-tiba berhenti atau macet selama operasi, akan muncul perbedaan tekanan antara cairan bertekanan tinggi yang tertahan di dalam tabung produksi dan tekanan hidrostatik lubang sumur di anulus casing. Didorong oleh perbedaan tekanan ini, Pompa Ulir bertindak sebagai motor hidrolik, yang menggerakkan rotor dan rangkaian batang yang terhubung untuk berputar cepat secara terbalik.

Rotasi balik rangkaian batang Pompa Sekrup dipengaruhi oleh perbedaan tekanan antara pipa dan casing, yang menunjukkan variasi durasi dan kecepatan rotasi balik. Umumnya, perbedaan tekanan antara pipa dan casing yang lebih besar menghasilkan kecepatan rotasi balik yang lebih cepat dan durasi yang lebih lama untuk rangkaian batang. Seiring dengan penurunan perbedaan tekanan secara bertahap, kecepatan dan durasi rotasi balik pun menurun hingga perbedaan tekanan seimbang, dan pada titik tersebut rotasi balik secara bertahap berhenti. Ketika rotasi balik terjadi, rangkaian batang bergetar hebat. Jika resonansi terjadi selama getaran ini—artinya frekuensi getaran rangkaian batang yang berputar balik sinkron dengan frekuensi alami kepala sumur—kecepatan rotasi dapat langsung melonjak ke maksimum. Situasi ini dapat memicu kecelakaan keselamatan yang serius, menyebabkan kerusakan yang signifikan di lokasi kerja, dan bahkan mengakibatkan korban jiwa.

2. Bahaya Rotasi Terbalik Tali Batang pada Sumur Pompa Sekrup

Bahaya yang disebabkan oleh rotasi balik senar batang bervariasi derajatnya, tergantung pada kecepatan dan durasi pembalikan. Kasus yang parah dapat menyebabkan insiden keselamatan di lokasi kerja dengan konsekuensi serius. Secara spesifik, bahaya tersebut terutama terwujud dalam tiga aspek berikut:

(1) Rotasi terbalik dapat menyebabkan rangkaian batang bergeser dari posisi semula, yang mengakibatkan batang poles Pompa Sekrup berayun. Hal ini dapat menyebabkan keausan yang signifikan pada peralatan Pompa Sekrup, yang dapat merusak berbagai komponen dan suku cadang.

(2) Selama rotasi balik, jika kecepatannya terlalu tinggi atau durasinya terlalu lama, suhu komponen pembalik dapat terus meningkat, yang berpotensi memicu gas mudah terbakar di kepala sumur. Hal ini dapat memicu ledakan di lokasi kerja, yang mengakibatkan konsekuensi serius yang tak terduga.

(3) Jika rotasi balik tidak dikontrol secara efektif, hal ini dapat menyebabkan puli penggerak pecah. Pecahan puli yang beterbangan di sekitar lokasi kerja dapat menimbulkan risiko cedera pada personel, merusak lokasi produksi ladang minyak, mengurangi efisiensi ekstraksi, dan meningkatkan kemungkinan berbagai insiden keselamatan.

Perangkat Anti-Rotasi Terbalik yang Umum Digunakan untuk Tali Batang Sumur Pompa Sekrup

1. Perangkat Anti-Terbalik Tipe Ratchet dan Pawl

Jenis perangkat ini mencegah rotasi terbalik dengan memanfaatkan pengikatan satu arah ratchet dan pawl. Lebih tepatnya, ratchet dan pawl terhubung melalui konfigurasi pengaitan eksternal. Ketika penggerak Pompa Sekrup beroperasi normal, gaya sentrifugal menyebabkan pawl terlepas dari pita rem ratchet, sehingga perangkat anti-balik tetap tidak aktif. Namun, ketika Pompa Sekrup tiba-tiba berhenti beroperasi, rangkaian batang mulai terbalik karena inersia. Selama rotasi terbalik ini, gravitasi dan gaya pegas menyebabkan pawl terhubung dengan pita rem ratchet, mengaktifkan perangkat anti-balik. Perangkat ini kemudian menghilangkan torsi yang dihasilkan oleh rotasi terbalik berkecepatan tinggi melalui gaya gesek.

Perangkat ratchet dan pawl memiliki struktur sederhana, mudah dipasang, berbiaya rendah, serta menawarkan fleksibilitas dan pengendalian yang baik. Namun, biasanya memerlukan intervensi manual dari jarak dekat untuk aktivasi/pengoperasian. Pengoperasian yang tidak tepat dapat menyebabkan permukaan gesek selip, sehingga menimbulkan risiko keselamatan. Selain itu, perangkat jenis ini dapat menimbulkan kebisingan yang signifikan selama pengoperasian dan membuat komponen terkena benturan dan keausan yang signifikan, sehingga memerlukan penggantian komponen secara berkala.

2. Perangkat Anti-Balik Tipe Gesekan

Perangkat anti-balik tipe gesek terdiri dari dua bagian utama: kopling overrunning yang mengidentifikasi arah putaran dan rakitan sepatu rem. Pada perangkat ini, sepatu rem terhubung ke badan rem melalui paku keling, dan kedua badan rem mencengkeram cincin luar. Selama operasi Pompa Sekrup normal (rotasi searah jarum jam), perangkat tetap tidak aktif. Ketika penghentian tiba-tiba menyebabkan putaran balik, mekanisme penggerak berbalik arah. Dalam keadaan ini, rol bergerak di antara roda bintang dan cincin luar, mengaktifkan perangkat. Efek redaman yang dihasilkan membatasi putaran roda bintang, sehingga mencapai fungsi anti-balik. Namun, karena pengoperasian perangkat ini sering kali memerlukan kontrol manual, penanganan yang tidak tepat dapat menyebabkan kegagalan. Lebih lanjut, mengganti perangkat ini melibatkan risiko keselamatan yang signifikan. Akibatnya, penerapannya pada sumur Pompa Sekrup saat ini relatif terbatas.

3. Perangkat Anti-Balik Tipe Sprag

Perangkat anti-balik tipe sprag beroperasi berdasarkan prinsip kopling overrunning. Khususnya, selama operasi Pompa Sekrup normal (rotasi rangkaian batang ke depan), sprag di dalam perangkat akan sejajar secara normal dan tetap terlepas dari cincin luar, sehingga perangkat tidak aktif. Ketika pompa tiba-tiba berhenti dan rangkaian batang mulai berputar balik, torsi balik yang dihasilkan menyebabkan perangkat berputar ke arah yang berlawanan. Hal ini membuat sprag sejajar ke arah sebaliknya, menguncinya pada cincin luar dan mencegah putaran balik rangkaian batang.

Perangkat tipe sprag memiliki konstruksi sederhana, mudah dipasang, menawarkan pengendalian yang baik, dan beroperasi dengan tingkat keamanan tinggi, sehingga meminimalkan risiko kecelakaan. Perangkat ini juga memiliki masa pakai yang panjang dan tidak memerlukan penggantian komponen yang sering. Kekurangannya adalah tidak dapat menyelesaikan masalah rotasi terbalik secara mendasar. Jika torsi terbalik melebihi kapasitas yang dapat ditahan sprag, hal ini dapat menyebabkan kegagalan sprag dan malfungsi perangkat. Selain itu, perawatan harian perangkat ini dapat merepotkan.

4. Perangkat Anti-Balik Tipe Hidrolik

Prinsip kerja perangkat anti-putar balik hidrolik agak mirip dengan sistem pengereman mobil. Ketika Pompa Sekrup tiba-tiba berhenti dan rangkaian batang rem hendak berputar balik, motor hidrolik di dalam perangkat akan aktif. Tekanan fluida hidrolik menggerakkan bantalan gesek pada cakram rem, melepaskan sejumlah besar energi potensial putaran balik, sehingga menghilangkan putaran balik rangkaian batang rem.

Keunggulan perangkat tipe hidrolik antara lain pengoperasian yang stabil dan andal, keamanan tinggi, tidak menimbulkan kebisingan, dan tidak membahayakan personel di lokasi. Perawatan, penggantian, dan pemeliharaan harian relatif mudah dan aman. Perangkat jenis ini dapat mengatasi masalah rotasi terbalik secara lebih menyeluruh, sehingga meningkatkan keselamatan operasional sistem Pompa Sekrup. Kekurangannya adalah biaya keseluruhannya yang tinggi dan persyaratan kualitas yang ketat untuk komponen hidrolik, yang berpotensi meningkatkan biaya perawatan dan penggantian. Jika terjadi masalah seperti degradasi cairan hidrolik atau kebocoran selama pengoperasian, kinerja perangkat dapat terpengaruh, sehingga memerlukan perawatan rutin.

Langkah-Langkah untuk Mengatasi Rotasi Terbalik Tali Batang pada Pompa Sekrup Sumur

1. Penelitian dan Aplikasi Perangkat Anti-Pembalikan yang Lebih Aman dan Handal

Analisis penyebab rotasi balik rangkaian batang menunjukkan bahwa faktor utamanya adalah pelepasan energi potensial elastis yang tersimpan di dalam rangkaian batang dan pengaruh perbedaan tekanan antara pipa dan selubung. Jika rotasi balik tidak dikontrol secara efektif, terutama pada kecepatan tinggi atau dalam jangka waktu lama, hal ini dapat menyebabkan serangkaian konsekuensi serius dan insiden keselamatan, yang menimbulkan risiko signifikan. Oleh karena itu, penelitian dan penerapan teknis perlu diperkuat. Berdasarkan perangkat anti-putar balik yang ada, peningkatan dan penyempurnaan perlu dilakukan untuk mengembangkan dan menerapkan perangkat yang lebih aman dan andal. Hal ini akan memastikan pelepasan torsi yang aman dan penghapusan perbedaan tekanan yang efektif selama penghentian Pompa Sekrup secara tiba-tiba, sehingga mengurangi risiko keselamatan terkait. Prinsip kerja, kelebihan, dan kekurangan perangkat anti-putar balik yang umum memerlukan analisis mendalam untuk perbaikan yang terarah. Hal ini akan meningkatkan stabilitas dan keandalan perangkat ini, meminimalkan risiko keselamatan selama penggunaan, dan memaksimalkan keselamatan operasional peralatan Pompa Sekrup.

2. Aplikasi Sakelar Anti-Aliran Balik Downhole

Penggunaan sakelar anti-aliran balik bawah sumur dapat secara efektif mengatasi rotasi balik yang disebabkan oleh gaya hidrolik. Sakelar anti-aliran balik bawah sumur terdiri dari komponen-komponen seperti cakram, bola, batang pendorong, pin geser, dan sub crossover. Penerapannya dalam sistem penggerak Pompa Sekrup dapat mengurangi torsi yang dihasilkan selama penghentian mendadak, menurunkan kecepatan rotasi balik, dan memitigasi rotasi balik yang disebabkan oleh perbedaan tekanan antara pipa dan casing. Dengan meredam gaya hidrolik, sakelar ini membantu mengendalikan rotasi balik dan juga mencegah lepasnya rangkaian batang. Sakelar anti-aliran balik memiliki struktur yang sederhana, biaya rendah, dan mudah dipasang. Sakelar ini telah banyak digunakan dalam pengembangan ladang minyak karena stabilitasnya yang kuat, keandalan yang tinggi, dan prospek aplikasi yang luas.

3. Memperkuat Manajemen Keselamatan Permukaan

Untuk mengendalikan rotasi balik secara efektif, penting untuk tidak hanya melengkapi sistem Pompa Sekrup dengan perangkat anti-putar balik yang sesuai, tetapi juga meningkatkan manajemen keselamatan dalam operasi permukaan dan menerapkan langkah-langkah perlindungan untuk mengurangi dampak buruk rotasi balik. Langkah-langkah spesifik meliputi:

① Personel harus melakukan pemeriksaan, pemeliharaan, dan servis harian terhadap peralatan Pompa Sekrup, memelihara catatan manajemen peralatan yang tepat, terus mengumpulkan pengalaman, dan meningkatkan kemampuan pencegahan keselamatan.

2. Lakukan pemantauan berkelanjutan terhadap pengoperasian sistem Pompa Sekrup untuk mendeteksi kelainan dengan segera. Segera ambil tindakan untuk diagnosis dan pemecahan masalah kesalahan guna mengurangi kemungkinan terjadinya rotasi terbalik.

3. Tetapkan rencana tanggap darurat yang komprehensif. Untuk kejadian rotasi balik mendadak, segera aktifkan rencana tanggap darurat untuk mengurangi kemungkinan insiden keselamatan.