Una unidad de bombeo de viga es una máquina para traducir el movimiento rotatorio de un cigüeñal a un movimiento alternativo lineal con el fin de transferir potencia mecánica a una bomba de fondo de pozo.
El propósito, en términos simples, del sistema básico es transmitir energía desde la superficie hasta la bomba del fondo del pozo. La configuración resultante se conoce como sistema de bombeo con varillas de succión.
Componentes de la unidad de bombeo de haz:
La unidad de bombeo de haz incluye:
- Estructura de la bomba de viga: se define como todos los componentes entre la barra portadora y el eje de salida del reductor de velocidad.
- Barra portadora: parte de la unidad de bombeo que soporta la carga de la sarta de varillas de bombeo a través de la abrazadera de la varilla pulida.
- Cabeza de caballo: componente de una unidad de bombeo de viga diseñada para transmitir fuerza y movimiento desde la viga móvil hasta el cable flexible. Su forma es tal que el movimiento impartido se dirige verticalmente por encima de la cabeza del pozo, lo que permite que la varilla pulida se mueva sin cargas laterales indebidas.
- Manivelas: eslabón impulsor en el varillaje de cuatro barras de una unidad de bombeo de viga que se encuentra entre el eje de salida del reductor de engranajes y el eslabón pitman.
- Ecualizador: conecta los enlaces pitman a la parte trasera de la viga móvil.
- Pitmans: enlace de conexión en el mecanismo de la unidad de bombeo entre las manivelas y el ecualizador.
- Cojinete de poste Samson: cojinete montado en una ubicación fija encima del poste Samson de la unidad de bombeo que está conectado a la viga móvil y proporciona la ubicación de punto de apoyo para la misma.
- Reductor de velocidad: mecanismo situado entre la transmisión por correa y las manivelas para transmitir potencia rotatoria reduciendo la velocidad y aumentando el par.
- Freno: componente de una unidad de bombeo diseñado para restringir el movimiento en todas las juntas rotativas. Suele estar compuesto por un disco o tambor montado en el eje de entrada del reductor combinado con un mecanismo para impartir un par de fricción restrictivo.
- Existen varios tipos de Unidades de Superficie que pueden cubrir una amplia gama de aplicaciones. Las Cajas de Engranajes están hechas de un Reductor de Engranajes y una carcasa que soporta la demanda de torque y transmite el movimiento rotatorio desde el motor primario hasta el cigüeñal de la unidad de superficie. Se utilizan dos tipos de motores primarios, comúnmente dependiendo de la disponibilidad de energía: motor eléctrico y/o motores de combustión interna. En la cabeza del pozo el prensaestopas tiene como función principal, evitar daños a la varilla pulida y prevenir fugas de aceite. La varilla pulida transmite el movimiento alternativo desde la unidad de superficie hasta la sarta de varillas de succión.
Clases de sistemas de palanca:
Los precursores de las unidades de bombeo modernas se introdujeron hace unos 80 años. Se trataba de sistemas de palanca de clase I y clase III:
- Sistema de palanca clase I: Caja de cambios montada en la parte trasera con el punto de apoyo en la viga media (convencional).
- Sistema de palanca de clase III: Caja de cambios montada en la parte delantera con el punto de apoyo en la parte trasera de la viga móvil (Mark II y Air Balanced).
Sistema de palanca de clase I:Sistema de palanca en el que el punto de apoyo se encuentra entre la carga y la fuerza o esfuerzo aplicado. Un ejemplo de esto es una unidad de bombeo de viga con el cojinete de silla de montar fijo ubicado a lo largo de la viga móvil entre el ecualizador y el pozo.
Estas unidades pueden estar provistas de un contrapeso de manivela o pueden tener un contrapeso de viga, generalmente pesos de acero que pueden moverse hacia adelante y hacia atrás en la parte trasera de la viga, o pueden ser una combinación de contrapeso de viga y manivela.
Las unidades de bombeo convencionales son un ejemplo de sistema de palanca de clase I.
Sistema de palanca de clase III:Sistema de palanca en el que la fuerza aplicada (esfuerzo) se encuentra entre la carga y el punto de apoyo. Un ejemplo de esto es una unidad de bombeo de viga con el ecualizador ubicado entre el cojinete fijo del poste Samson y el pozo.
Esta unidad con contrapeso de manivela se introdujo en la década de 1960. Estas unidades tienen diferentes características de movimiento. Todas las unidades de bombeo de viga deben utilizar algún tipo de reductor de velocidad entre el motor principal y el brazo de manivela de la unidad. La mayoría de las unidades utilizan una caja de cambios de doble reducción para lograr esta desaceleración en las rpm.
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