MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Kazimierz Jakubowicz
Obsługiwanie odwiertów pompowanych ropy naftowej
811[01].Z4.02
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci:
dr inż. Piotr Kasza
mgr inż. Henryk Rospond
Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Kazimierz Jakubowicz
Konsultacja:
mgr inż. Teresa Sagan
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 811[01].Z4.02
 Obsługiwanie odwiertów pompowanych ropy naftowej , zawartego w modułowym
programie nauczania dla zawodu górnik eksploatacji otworowej.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Materiał nauczania 7
4.1. Charakterystyka kopalni wydobywającej ropę naftową przez
pompowanie 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzające 10
4.1.3. Ćwiczenia 10
4.1.4. Sprawdzian postępów 11
4.2. Uzbrojenie odwiertów i urządzenia napowierzchniowe do pompowania
ropy naftowej oraz ich obsługa 12
4.2.1. Materiał nauczania 12
4.2.2. Pytania sprawdzające 31
4.2.3. Ćwiczenia 32
4.2.4. Sprawdzian postępów 35
4.3. Rodzaje, budowa oraz charakterystyka pracy pomp wgłębnych 36
4.3.1. Materiał nauczania 36
4.3.2. Pytania sprawdzające 45
4.3.3. Ćwiczenia 46
4.3.4. Sprawdzian postępów 48
4.4. Zapuszczanie i wyciąganie zestawów pompowych 49
4.4.1. Materiał nauczania 49
4.4.2. Pytania sprawdzające 50
4.4.3. Ćwiczenia 50
4.4.4. Sprawdzian postępów 51
4.5. Przepisy techniczne i instrukcje obowiązujące przy wydobyciu ropy
naftowej metodą pompowania 52
4.5.1. Materiał nauczania 52
4.5.2. Pytania sprawdzające 59
4.5.3. Ćwiczenia 60
4.5.4. Sprawdzian postępów 60
5. Sprawdzian osiągnięć 61
6. Literatura 66
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Poradnik ten pomoże Ci w przyswajaniu wiedzy i kształtowaniu umiejętności z zakresu
obsługiwania odwiertów pompowanych ropy naftowej, ujętych w modułowym programie
nauczania dla zawodu górnika eksploatacji otworowej.
Do nauki otrzymujesz Poradnik, który zawiera:
 wymagania wstępne  wykaz umiejętności, jakie powinieneś posiadać przed
przystąpieniem do nauki w tej jednostce modułowej,
 cele kształcenia  wykaz umiejętności jakie ukształtujesz podczas pracy z tym
poradnikiem,
 materiał nauczania  czyli zestaw wiadomości, które powinieneś posiadać, aby
samodzielnie wykonać ćwiczenia,
 pytania sprawdzające  zestawy pytań, które pomogą Ci sprawdzić, czy opanowałeś
podane treści i możesz już rozpocząć realizację ćwiczeń,
 ćwiczenia  mają one na celu ukształtowanie Twoich umiejętności praktycznych,
 sprawdzian postępów  zestaw pytań, na podstawie których sam możesz sprawdzić, czy
potrafisz samodzielnie poradzić sobie z zadaniami, które wykonywałeś wcześniej,
 sprawdzian osiągnięć  zawiera zestaw zadań testowych (test wielokrotnego wyboru),
 literaturę  wykaz pozycji, z jakich możesz korzystać podczas nauki.
W materiale nauczania zostały przedstawione zagadnienia dotyczące zastosowania
pompowania jako metody zwiększenia wydobycia ropy naftowej, oraz zwiększenia stopnia
sczerpania złoża.
Przy wykonywaniu ćwiczeń powinieneś korzystać z instrukcji stanowiskowych,
wskazówek i poleceń nauczyciela, zwracając szczególną uwagę na przestrzeganie warunków
bezpieczeństwa i przepisów przeciwpożarowych.
Po wykonaniu ćwiczeń sprawdz
poziom swoich postępów rozwiązując test  Sprawdzian
postępów zamieszczony po ćwiczeniach, zaznaczając w odpowiednim miejscu, jako
właściwą Twoim zdaniem, odpowiedz
TAK albo NIE. Odpowiedzi TAK wskazują Twoje
mocne strony, natomiast odpowiedzi NIE wskazują na luki w Twojej wiedzy i nie w pełni
opanowane umiejętności, które musisz nadrobić.
Po zrealizowaniu programu jednostki modułowej nauczyciel sprawdzi poziom Twoich
umiejętności i wiadomości. Otrzymasz do samodzielnego rozwiązania test pisemny.
Nauczyciel oceni sprawdzian i na podstawie określonych kryteriów podejmie decyzję o tym,
czy zaliczyłeś program jednostki modułowej.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
811[01].Z4
Obsługa odwiertów eksploatacyjnych
811[01].Z4.01
Obsługiwanie odwiertów samoczynnych
ropy naftowej i gazu ziemnego
811[01].Z4.02
Obsługiwanie odwiertów
pompowanych ropy naftowej
811[01].Z4.03
Wykonywanie obróbki odwiertów
eksploatacyjnych
Schemat układu jednostek modułowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
 zdefiniować i omówić własności złożowe skał zbiornikowych ropy naftowej takie jak:
porowatość, szczelinowatość, przepuszczalność, wytrzymałość skał,
 wymienić rodzaje skał zbiornikowych,
 zdefiniować i omówić ciśnienia występujące w złożu i w odwiercie eksploatacyjnym
takie jak: ciśnienie złożowe, ciśnienie denne statyczne, ciśnienie denne dynamiczne,
ciśnienie głowicowe,
 wyznaczać ciśnienia występujące w złożu i odwiercie eksploatacyjnym,
 określić czynniki wpływające negatywnie na wielkość dopływu ropy naftowej do
odwiertu eksploatacyjnego,
 scharakteryzować konstrukcje odwiertów eksploatacyjnych,
 scharakteryzować konstrukcje strefy przyodwiertowej,
 omówić sposoby eksploatacji ropy naftowej,
 wymienić elementy uzbrojenia napowierzchniowego odwiertu eksploatującego ropę
naftową w zależności od sposobu jej eksploatacji,
 wymienić elementy uzbrojenia wgłębnego odwiertu eksploatującego ropę naftową
w zależności od sposobu jej eksploatacji,
 obliczyć objętości przestrzeni występujących w odwiercie eksploatacyjnym,
 przestrzegać zasad bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej i ochrony
środowiska na kopalniach ropy naftowej,
 korzystać ze z
ródeł informacji dostępnych w różnej postaci,
 stosować jednostki układu SI,
 przeliczać jednostki,
 współpracować w grupie,
 korzystać z komputera.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
 zastosować przepisy techniczne dotyczące pompowania ropy naftowej,
 scharakteryzować urządzenia napowierzchniowe do pompowania ropy naftowej,
 obsłużyć indywidualny żuraw pompowy,
 uruchomić kierat pompowy i podłączyć obsługiwane odwierty do koła kieratowego,
 dokonać wymiany uszkodzonych elementów pompy,
 wykonać regulację pracy żurawia pompowego i pompy wgłębnej,
 przeprowadzić operację zapuszczania i wyciągania żerdzi pompowych, rur
wydobywczych i pompy wgłębnej,
 zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej
i ochrony środowiska dotyczące obsługi odwiertów pompowanych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
4. MATERIAA
NAUCZANIA
4.1. Charakterystyka kopalni wydobywającej ropę naftową przez
pompowanie
4.1.1. Materiał nauczania
Eksploatacja złóż ropy naftowej i gazu ziemnego odbywa się otworami wiertniczymi
i metodą górniczą.
Wydobywanie ropy i gazu odbywa się kilkoma metodami:
a) eksploatacji samoczynnej  gdy ciśnienie złożowe jest dostatecznie wysokie;
b) eksploatacji z zastosowaniem sprężonego gazu  z wykorzystaniem wyższych ciśnień
gazu złóż gazowych lub sprężonego gazu technologicznego;
c) pompowania;
d) inne  jak łyżkowanie i tłokowanie (metody te nie są obecnie stosowane, ponieważ są
nieracjonalne i ekonomicznie nieuzasadnione).
Ropa, gaz i woda znajdują się w złożu pod pewnym ciśnieniem, tzw. ciśnieniem złożowym,
które odzwierciedla energię nagromadzoną w złożu.
Prawie wszystkie złoża ropne zawierają mniejsze lub większe ilości gazu, który
w odpowiednich warunkach, temperatury i ciśnienia w złożu może znajdować się w stanie
rozpuszczonym w ropie. Jeśli proporcjonalnie zawartość gazu w złożu jest duża to nadmiar
gazu nie rozpuszczony w ropie tworzy tzw. czapę gazową albo też jest zawarty w ropie
w postaci baniek gazowych.
Znaczenie gazu rozpuszczonego w ropie jest bardzo duże, gdyż zmienia on fizycznie
własności ropy korzystne dla jej przepływu i dla ogólnego wydobycia.
Z chwilą nawiercenia złoża powstaje różnica ciśnień pomiędzy złożem a odwiertem
i następuje przypływ ropy do odwiertu i wypełnia go do momentu zrównoważenia ciśnienia
złożowego z hydrostatycznym. Przepływający również z ropą zmieszany gaz wydziela się
z niej i rozprężając się zmniejsza jej gęstość. Proces ten określamy eksploatacją ropy naftowej
i gazu ziemnego.
Ciśnienie hydrostatyczne ropy wyraża się wzorem:
P= g "�"h [N/m2]
gdzie:
g  wartość przyśpieszenia ziemskiego = 9,81 H" 10 [m/s2],
�  gęstość cieczy [kg/m3],
h  głębokość [m].
Prowadząc samoczynną eksploatację należy szczególną uwagę zwracać na wykładnik
gazowy. Wykładnik gazowy jest wskaz
nikiem sprawności danej metody eksploatacji oraz
racjonalnego zarządzania energią złożową.
Przez wykładnik gazowy rozumie się stosunek objętości gazu do jednostki objętości ropy
wydobytej wraz z gazem (w przeliczeniu na ciężar ropy) i wyraża się wzorem:
Vg
WG = [m3/m3],[m3/kg]
Qr
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
gdzie:
Vg  objętość gazu [m3],
Qr  objętość ropy [m3], lub w przeliczeniu na ciężar ropy [kg].
Wykładnik gazowy (WG) wyraża się w mł gazu przypadającego na 1 tonę ropy, np. gdy
wydobycie ropy wynosi 10 ton na dobę przy wydobyciu 2000 mł gazu na dobę, wówczas
wykładnik gazowy tego odwiertu wynosi 2000:10 = 200 mł/t.
Prawidłowy i najbardziej racjonalny WG określa się dla poszczególnych odwiertów
w drodze przeprowadzonych prób złożowych. Próby wykonuje się na różnych zwężkach
ograniczających, otrzymując porównawcze wyniki ciśnienia (P), wydajności ropy (Qr) i gazu
(Vg), na danej zwężce o średnicy (D). Duży wpływ na wartość wykładnika gazowego
i racjonalne gospodarowanie energią rozpuszczonego gazu w ropie ma wybrana metoda
eksploatacji.
Rys. 1. Wykres przedstawiający dobór optymalnego wydobycia ropy przez próbne pompowanie: V  wydobycie
gazu, Q  wydobycie ropy, WG  wykładnik gazowy, Qopt  wydobycie ropy optymalne, Qmax 
wydobycie ropy maksymalne, Gmin  wykładnik gazowy najniższy, Hopt  głębokość optymalna
zwierciadła płynu w odwiercie [7, s. 326]
Teoretycznie najmniej korzystną pod względem czysto energetycznym jest eksploatacja
odwiertów metodą samoczynną. Wykładnik gazowy przy tej metodzie będzie zawsze
najwyższy. Należy stale kontrolować WG i korygować wydobycie ropy i gazu tak, aby był
możliwie najniższy. Najkorzystniejszą metodą z punktu widzenia WG jest pompowanie ropy
z odwiertów.
Poniższy rysunek 2 przedstawia przykładowy schemat instalacji do eksploatacji ropy
naftowej i gazu ziemnego za pomocą pompowania.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
Rys. 2. Przykładowy schemat instalacji do eksploatacji ropy naftowej
i gazu za pomocą pompowania. [opracowanie własne]
Do wydobywania ropy naftowej przez pompowanie przystępuje się także w przypadku
spadku ciśnienia złożowego i zaniku samoczynnej eksploatacji. Przy niewysokim stopniu
sczerpania złoża, który nie przekracza 15% należy bezwzględnie rozważyć możliwość
przezbrojenia odwiertów i zabudowy urządzeń do pompowania. Współczynnik sczerpania
można znacznie poprawić stosując metodę pompowania. Według różnych z
ródeł wskaz
nik
sczerpania podaje się od 15% do 65%. Należy dążyć do uzyskania jak najwyższego stopnia
sczerpania złoża, jednak praktyka potwierdza, że najbardziej optymalnym wskaz
nikiem
wydaje się być 40%.
Technika poszukiwania, otwiera różne nowe możliwości. Jedną z nich jest wiercenie
otworów kierunkowych i horyzontalnych, kolejną jest wiercenie otworów multilateralnych
tzn. z jednego otworu pionowego wierci się kilka otworów poziomych (szczególnie istotne
przy wierceniach na morzu). Za postępem prac poszukiwawczych muszą iść także możliwości
uzbrojenia otworów wiertniczych w odpowiednie urządzenia eksploatacyjne, w tym także
pompy. Pompy do pompowania odwiertów w fazie obniżonych ciśnień złożowych wymagają
odpowiednich parametrów pracy oraz ich obsługi. Najczęściej stosowanymi pompami
w takich przypadkach są pompy elektryczne. Pompy te pozwalają pompować z dużą
wydajnością nawet 500 do 2000 mł na dobę. Zastosowanie pompowania należy już
przewidzieć na etapie projektowania uzbrojenia otworu wiertniczego, szczególnie średnic rur
wydobywczych, sposób połączenia oraz wyposażenia w specjalne łączniki (służące do
póz
niejszego zapięcia pomp). Projektując otwór wiertniczy należy założyć, że w przyszłości
może być on pompowany więc jego konstrukcja musi to umożliwiać.
Pompowanie odwiertów ma wiele wad, ale jest jedyną obecnie metodą eksploatacji
pozwalającą wydobywać ropę naftową ze złóż, o różnym stopniu nasycenia gazem, ropą oraz
wodą. Metoda ta pozwala także na eksploatację złóż ropy z dużą zawartością wody. Woda po
wydobyciu w procesie technologicznym jest oddzielana, a następnie zatłaczana ponownie do
złoża poniżej konturu ropa  woda przez wyznaczony do tego celu odwiert.
Pompowanie odwiertów nie jest jedynie końcowym etapem eksploatacji ropy naftowej na
złożach. W przypadku gdy złoże charakteryzuje się znaczną porowatością i niewielką
przepuszczalnością, konieczność odciążenia ciśnienia złożowego (depresji) jest niezbędne aby
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
umożliwić przypływ ropy do odwiertu. Szczególnie charakterystyczne to jest przy złożach
gdzie kolektorem roponośnym są piaskowce. Inne zjawisko obserwuje się w przypadku
eksploatacji odwiertów na złożach węglanowych wykształconych w formie wapieni rafowych
kredy, czy dolomitów. Charakteryzują się one dużą szczelinowatością i tym samym dobrymi
przepuszczalnościami, natomiast słabą porowatością. Złoża te charakteryzują się również
wysokimi pierwotnymi ciśnieniami złożowymi oraz jego szybkim spadkiem. Zachodzi
konieczność prowadzenia pompowania ze znaczną wydajnością. W takich przypadkach
należy rozważyć możliwość pompowania pompami elektrycznymi.
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jak można podzielić metody wydobycia ropy naftowej ze złoża?
2. Co to jest ciśnienie hydrostatyczne w odwiercie?
3. Co to jest ciśnienie złożowe?
4. Czy gaz występuje w złożu ropy tylko jako frakcja w ropie rozpuszczona?
5. Co to jest wykładnik gazowy?
6. Czy pompowanie odwiertów oszczędza energię złożową?
7. Jakie urządzenia napowierzchnowe wchodzą w skład instalacji do eksploatacji złoża
przez pompowanie?
8. Na czym polega pompowanie ropy naftowej z odwiertów wydobywczych?
9. Jak można podzielić metody pompowania?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Naszkicuj złoże ropy naftowej z odwiertem wydobywczym. Zaznacz poziom ropy
w odwiercie i głębokość zapuszczenia pompy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przypomnieć w jakich przypadkach stosowane jest wydobycie ropy przez pompowanie,
2) naszkicować złoże ropy, zaznaczając poziom ropy i wód złożowych w warstwach
złożowych,
3) naszkicować odwiert wydobywczy i poziom ropy w odwiercie,
4) zaznaczyć głębokość zapuszczenia pompy i uzasadnić wybór,
5) zapisać wnioski w zeszycie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 papier, długopis,
 Poradnik dla ucznia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
Ćwiczenie 2
Oblicz wykładnik gazowy i ciśnienie hydrostatyczne słupa ropy na głębokości 1000 m
mając dane:
 wydobycie ropy 15000 kg/na 24 h,
 wydobycie gazu 3000 m3/ na 24 h,
 poziom ropy w odwiercie na głębokości 200 m,
 gęstość ropy 0,82 g/cm3 (przy obliczeniach pominąć gęstość gazu).
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeczytać uważnie treść ćwiczenia,
2) zapisać wzór na obliczenie wykładnika gazowego i ciśnienia hydrostatycznego,
3) sprawdzić czy posiadasz wszystkie dane,
4) sprawdzić jednostki otrzymanych danych,
5) przeliczyć otrzymane dane dostosowując je do wzoru,
6) podstawić dane do wzoru i dokonać obliczeń,
7) sprawdzić jednostki w jakich wyraża się wykładnik gazowy i ciśnienie hydrostatyczne.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 papier, długopis,
 kalkulator,
 Poradnik dla ucznia.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) obliczyć wykładnik gazowy?
� �
2) scharakteryzować metodę pompowania odwiertu?
� �
3) opisać schemat przykładowej instalacji do eksploatacji ropy naftowej
metodą pompowania?
� �
4) obliczyć ciśnienie hydrostatyczne ropy w odwiercie?
� �
5) obliczyć ciśnienie hydrostatyczne ropy w odwiercie, gdy słup ropy
jest mniejszy niż głębokość zalegania złoża? � �
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
4.2. Uzbrojenie odwiertów i urządzenia napowierzchniowe do
pompowania ropy naftowej oraz ich obsługa
4.2.1. Materiał nauczania
W skład zestawu pompowego (który współpracuje w procesie pompowania
z urządzeniami napowierzchniowymi) oprócz pomp wgłębnych wchodzą rury pompowe,
żerdzie pompowe oraz głowice pompowe.
Rury pompowe
Rury pompowe zwane są również rurami wydobywczymi. Służą do zawieszenia pompy
w odwiercie i do odprowadzenia wydobywanego płynu na powierzchnię.
Najczęściej stosowanymi rurami wydobywczymi do pompowania są rury o średnicy 23/8",
27/8 ", 31/2 ".
Poniższa tabela prezentuje wymiary i dane wytrzymałościowe rur wydobywczych TDS.
Tabela 1. Charakterystyka rur wydobywczych TDS [7, s. 298]
Rozmiar nominalny [cal] 2 3/8" 2 7/ 8" 3 1/2"
Średnica zewnętrzna rury [mm] 73,0 88,9
60,30
Jednostkowa masa rury [kg/m] 6,85 9,53 13,7
Grubość ścianki rury [mm] 4,83 5,51 6,45
Średnica wewnętrzna rury [mm] 50,7 62,0 76,0
Średnica zewnętrzna szablonu [mm] 48,29 59,61 72,82
Średnica zewnętrzna złączki [mm] 73,0 88,9 108,0
Pojemność rury [l/m] 2,02 3,02 4,54
Wyporność rury [l/m] 0,86 1,21 1,74
Odmiana wytrzymałościowa L - 80 L  80 L - 80
J  55 J - 55 J - 55
(gatunek stali) N - 80 N - 80 N - 80
MPa 55,8 81,2 53,0 76,9 51,0 2,6
Wytrzymałość na
ciśnienie zgniatające
at 569 828 540 784 520 740
kN 319 464 443 645 634 922
Wytrzymałość rury na
rozciąganie w caliz
nie
T 32,5 47,3 45,2 65,8 64,6 94,0
MPa 53,1 77,2 50,1 72,9 48,2 70,1
Wytrzymałość rury na
ciśnienie wewnętrzne
at 541 787 511 743 491 715
Wytrzymałość
kN 319 464 443 645 634 922
połączenia
gwintowego na
T 32,5 47,3 45,2 65,8 64,6 94,0
rozciąganie
Nm 1200 1350 1700 1850 2600 3200
Min.
ft-
890 1000 1250 1360 1920 2360
Momenty dokręcania lb
połączeń gwintowych
Nm 1450 1650 2100 2300 3200 4000
Max.
ft-
1070 1220 1550 1700 2360 2950
lb
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
Okres eksploatacji (zużycia) rur wydobywczych zależy od różnych czynników:
 korozji siarkowodorowej (występujący H2S w ropie),
 korozji na skutek występującej solanki w ropie,
 wycierania ściany wewnętrznej rur przez żerdzie pompowe przy braku pionu odwiertu,
 zmęczenia materiału, zmienne obciążenia powodowane pracą pompy przenoszone są
szczególnie na połączenia mufowe.
Żerdzie pompowe
Przeniesienie ruchu od urządzenia pompowego napowierzchniowego na tłok pompy
wgłębnej następuje za pomocą żerdzi pompowych. Żerdzie pompowe są wykonane ze stali
węglowej lub stopowej.
Sposób połączenia żerdzi pompowych
Żerdzie pompowe łączy się za pomocą połączeń gwintowych z gwintem trapezowym, które
wykonuje się w celu przeciwdziałania zacierania się tychże połączeń. Ułatwia to także częste
ich skręcanie i rozkręcanie.
Żerdzie zakończone są dwustronnie tzw. czopami, a łączone są przy pomocy muf, lub
połączenia mufa  czop bezpośrednio wykonanego na żerdzi pompowej (rys. 3).
Rys. 3. Połączenie żerdzi pompowych [3, s. 105]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
Do wykonywania czynności przy zapuszczaniu i wyciąganiu żerdzi pompowych wraz
z pompą należy używać odpowiednich specjalistycznych narzędzi, czyli kluczy do skręcania
i rozkręcania żerdzi pompowych. Zalecane jest skręcanie przy kontrolowanym momencie
skręcania np. przy użyciu klucza dynamometrycznego.
Połączenia gwintowe żerdzi pompowych powinny być starannie oczyszczone
i smarowane odpowiednim smarem, a po wyciągnięciu z odwiertu i ułożeniu na rampie,
gwinty powinny być zabezpieczone ochraniaczami.
Żerdzie pompowe pracują w trudnych warunkach, często w atmosferze siarkowodorowej,
więc należy obchodzić się z nimi starannie, przez co wydłuża się ich żywotność i unika awarii
w otworze.
Żerdzie pompowe wykonuje się w następujących wymiarach: średnica  16, 18, 22, 26 mm,
długość  od 10 do 12 mb. Żerdzie pompowe ze względu na różne głębokości na jakich ma
być zapięta pompa wgłębna, poza standardowymi długościami, produkowane są także
w różnych długościach np. 1 m, 2 m, 3 m, 4 m. W celu skompletowania zestawu należy
dobrać odpowiednią ilość żerdzi pompowych w długościach standardowych i uzupełnić
krótszymi odcinkami.
Poniższa tabela 2 przedstawia zestawienia żerdzi pompowych w zależności od średnicy tłoka
pompy oraz proporcjonalnego doboru ilości poszczególnych średnic żerdzi pompowych do
długości zestawu pompowego.
Tabela. 2. Długości zalecane dla poszczególnych stopni żerdzi pompowych [7, s. 305]
Średnica tłoka pompy, mm
Średnice żerdzi 28 32 38 44 50 57 63 67 95
długości żerdzi w procentach długości całkowitego zestawu
20 22 25 27 30 40 40 _
35 45
22,18,16 25 26 30 33 40 50 50 _
20
55 52 45 40 30 10 10 _
_ 20 22 23 25 30 35
30 30 40 50
26,22,18 _ 20 23 25 30 35 40
40 10
_ 60 55 52 45 35 25
_ 22 23 25 30 33 35
26,22 30 70 50 50
_ 78 77 75 70 67 65
25 25 30 30 35 40 45
22,18 40 60 70 30
75 75 70 70 65 60 55
30 30 35 40 45 55 65 _
18,16 50 50
70 70 65 60 55 45 35 _
W celu zmniejszenia ryzyka urwania żerdzi pompowych należy przestrzegać
podstawowych zasad doboru liczby skoków zestawu pompowego na minutę do długości
skoku żerdzi dławikowej w zależności od długości zestawu pompowego.
Na rysunku 4 przedstawiono maksymalne parametry pracy zestawu pompowego, które
w rzeczywistości nie powinny być osiągane. Praca zestawu powinna być ustawiana w ten
sposób aby nie osiągać dopuszczalnej granicy. Na przykład dla długości skoku 140 cm liczba
skoków powinna wynosić nie więcej niż 26 na minutę ( np. 22 skoki).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
Rysunek nr 5 przedstawia natomiast niedopuszczalną liczbę skoków zastawu pompowego ze
względu na synchronizację drgań własnych i wymuszonych w stosunku do długości
zastosowanych żerdzi. Na przykład przy długości zestawu żerdzi 1600 metrów, liczba
skoków może wynosić najwyżej 19 na minutę, lecz może wynosić także np. 17 lub 14, lecz
nigdy 15 lub 12.
Rys. 4. Maksymalne dopuszczalne liczby Rys. 5. Niedopuszczalna liczba skoków:
skoków pompy [7, s. 306] 1 pierwszy najniebezpieczniejszy stopień
drgań harmonicznych, 2,7- kolejne stopnie
o coraz mniejszym niebezpieczeństwie
synchronizacji drgań [3, s. 97]
Poza doborem ilości skoków do długości skoku laski pompowej, ze względu na
wytrzymałość żerdzi pompowych istotnym elementem jest ciężar zestawu pompowego oraz
słupa cieczy w odwiercie a tym samym głębokości zapuszczenia zestawu.
Rysunek 6 przedstawia obciążenia, liczbę skoków i wydłużenia żerdzi pompowej do
głębokości 1500 i 750 metrów przy różnych kątach obrotu korby IŻP.
Na rysunku należy zwrócić uwagę na duże wielkości obciążeń pompy przez ciężar żerdzi
i słupa płynu nad pompą.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
Rys. 6. Obciążenia , skoki tłoka i wydłużenie żerdzi 22 mm pompy 3 zapuszczonej do głębokości 1500 i 750
metrów: 1  skok żerdzi dławikowej, 2  obciążenie żerdzi dławikowej przy 1500 m głębokości,
3  obciążenie żerdzi dławikowej przy 750 m. głębokości, 4  skok tłoka przy 1500 m. głębokości,
5  skok tłoka przy 750 m. głębokości, 6  wydłużenie przy 1500 m. głębokości, 7  wydłużenie przy
750 m. głębokości [7, s. 298]
Przedstawione uwarunkowania i zależności różnych wartości pracy zestawu pompowego
zwracają uwagę na ważność tego zagadnienia przy doborze zestawu pompowego do
głębokości zapuszczenia pompy uwarunkowanej parametrami wydajności oraz jakości
pompowanego płynu.
Głowice pompowe
Rury pompowe łączą się z głowicą, która składa się z dwóch części, a mianowicie dolna
część głowicy połączona jest z więz
bą rurową, górna natomiast umożliwia połączenie
z rurami pompowymi (wydobywczymi) umożliwiając jednocześnie odprowadzenie
pompowanego medium ropno-gazowego. W górnej części głowicy pompowej umieszczony
jest dławik, przez który przechodzi żerdz
dławikowa lub inaczej zwaną laską pompową.
Laska pompowa łączy żerdzie pompowe z wahaczem kiwona lub żurawia pompowego.
Boczne odprowadzenie w głowicy służy do połączenia z rurociągiem łączącym odwiert
z instalacją technologiczną kopalni ropy naftowej i gazu ziemnego, gdzie następuje
oddzielenie od ropy gazu i wody. Na poniższych rysunkach 7, 8, 9 przedstawione są
przykładowe typy głowic pompowych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
Rys. 8. Głowica eksploatacyjna pomysłu A. Mikuckiego
Rys. 7. Głowica pompowa typu Glinik Mariampolski:
do pompowania:1  dławica żerdzi pompowej,
1  docisk dławika, 2  dławik [3, s. 104]
2  króciec pomiarowy [3, s. 104]
Rys. 9. Głowica pompowa samouszczelniająca (AzINmasz): 1  szczeliwo, 2  sprężyna, 3  podkładka metalowa,
4  tuleja dławikowa, 5  zbiornik smaru , 6  głowica dociskowa [7, s. 320]
Często udostępnienie złoża ropy naftowej w piaskowcach wymaga odwiercenia
kilkunastu odwiertów. Gdy odwierty są płytkie do 1000 m, a siatka odwiertów jest
stosunkowo zagęszczona np. 200x200 m. Wydajność odwiertów wynosi od kilku do
kilkunastu ton ropy naftowej na dobę.
Wymusza to konieczność zagospodarowania tych odwiertów przez grupowy system napędu
pomp wgłębnych.
Głębokie odwierty rozrzucone od siebie w dużych odległościach muszą być
eksploatowane indywidualnie, za pomocą specjalnych urządzeń pompowych zwanych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
indywidualnymi żurawiami pompowymi. Sposób ten jest, w porównaniu z pompowaniem
grupowym odwiertów, dogodniejszy, ale znacznie droższy i powinien być stosowany jedynie
przy pompowaniu odwiertów o znacznym wydobyciu ropy naftowej.
Napęd pomp wgłębnych dzielimy na:
A. Grupowy.
B. Indywidualny.
A. Napęd grupowy należy podzielić wg następujących zależności:
1. Typu urządzeń przyodwiertowych (kiwony),
2. Sposobu połączenia kiwonu z transmisją pompową,
3. Sposobu napędu kieratu pompowego.
Napęd grupowy umożliwia kolejne uruchamianie jednym wspólnym silnikiem dużej liczby
pomp, przy pomocy transmisji pompowych, które przenoszą napęd z kieratu za
pośrednictwem lin i kół filialnym na kiwony pompowe przy odwiertach.
1. Urządzenia przyodwiertowe (kiwony) umożliwiają przenoszenie ruchu wahadłowego
z poziomego na pionowy, który służy do napędu zestawu pompowego
Ruch wahadłowy uzyskuje się przy pomocy dz
wigni kątowej połączonej z jednej strony
z laską pompową, a z drugiej transmisją napędu pompowego.
Sposób połączenia jest różny pod względem konstrukcji, tak do sposobu mocowania wahadła
jak i przeniesienia ruchu posuwisto-zwrotnego na pompę wgłębną. Przykładowe rozwiązanie
pokazują rysunki nr 10, 11, 12, 13.
Rys. 10. Kiwon pompowy drewiany Rys. 11. Kiwon pompowy stalowy [3, s. 107]
stosowany dawniej [3, s. 107]
Rys. 12. Kiwon pompowy typu Rys. 13. Kiwon pompowy [3, s. 108]
FMSM [3, s. 108]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
2. Transmisja pompowa służy do przeniesienia ruchu z kieratu na kiwony pompowe.
Stosowanie transmisji i kół transmisyjnych pośrednich umożliwia także rozprowadzenia
napędu z jednego kieratu na większą ilość kiwonów. Sposób przenoszenia napędu przy
pomocy transmisji pompowej polega w głównej mierze na rozprowadzeniu w płaszczyz
nie
poziomej ruchu posuwisto-zwrotnego na dość duże odległości np. 2000 mb w różnych
kierunkach. Transmisje pompowe wykonuje się z lin stalowych, kół filialnych i innych
urządzeń pozwalających zmienić kąt przenoszenia napędu.
Koło transmisyjne (rys.14) jest tak skonstruowane, że umożliwia zapięcie przy pomocy
specjalnych zaczepów liny stalowej transmisji pompowej. Rozmieszczenie zaczepów na
obwodzie koła (5) umożliwia regulację długości skoku pompy przez określony zakres ruchu
kiwona pompowego. Mocując zaczep liny transmisyjnej kiwona bliżej zaczepu liny
transmisyjnej napędzającej koło (4) zwiększamy zakres ruchu kiwona a tym samym skok
pompy wgłębnej.
1.
2.
3.
4.
5.
Rys. 14. Koło transmisyjne: 1 podstawa betonowa, 2  wał pionowy, 3  koło transmisyjne, 4  zaczep do
mocowania lin transmisyjnych od kieratu lub innego koła transmisyjnego, 5  zaczep do liny
transmisyjnej napędzającej kiwon [opracowanie własne]
Koła kieratowe połączone są z kołami pośrednimi (filialnymi) przy pomocy lin, które
zależnie od odległości między kołami i ukształtowania terenu umieszczone są na podporach
(rys. 15, 16, 17) o różnym rozwiązaniu technicznym ze szczególnym uwzględnieniem sił
tarcia oraz bezpieczeństwa dla ludzi i zwierząt, gdy transmisje pompowe przebiegają często
wzdłuż duktów leśnych i ciągów komunikacyjnych.
Rys. 15. Podpora pomysłu J.Kułaka [3, s. 111] Rys. 16. Podpora transmisji pompowej [3, s. 111]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
Rys. 17. Podwieszenie lin transmisyjnych:
1  podwieszenie, 2  transmisja, 3  wahacz pionowy [7, s. 316]
3. Kieraty pompowe są to urządzenia służące do napędu transmisji systemu pompowego.
Stanowią pierwsze ogniwo tego systemu i ruch przez nie wytworzony a następnie
przeniesiony przez system transmisyjny (koła filialne, liny transmisyjne) napędza kiwony
pompowe. Kierat pompowy przedstawiony na rysunku nr 18 jest zespołem urządzeń
składających się z:
- silnika elektrycznego,
- zespołu napędowego, który za pośrednictwem przekładni zębatej uruchamia wał, na
którego końcach zaklinowane są dwie korby ustawione względem siebie o 180�. Za
pomocą pociągaczy (b) korby są połączone z kołem poziomym (c), zaklinowanym na kole
pionowym. Koła zostają wprowadzone w ruch wahający o niewielkim wychyleniu.
Rys. 18. Kierat pompowy z przeniesieniem zębatym [3, s. 109]
Jeżeli przyłączymy do obwodu tego koła (c) przewód transmisji, którego drugi koniec
jest połączony z kiwonem odwiertu to kiwon będzie wykonywał ruch wahadłowy. Jeżeli po
drugiej stronie obwodu koła kieratowego przyłączymy inny przewód transmisji z kiwonem
drugiego odwiertu, to uzyskamy na nim ruch pompy przesunięty o pół okresu, tzn. gdy
w pierwszym odwiercie tłok się wznosi, w drugim opada i na odwrót.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
Koła kieratowe są tak skonstruowane, że z każdej strony można równocześnie włączyć kilka
odwiertów np. od 3 do 5, a więc równocześnie możemy pompować 6�10 odwiertów przy
pomocy tego samego kieratu (silnika).
Inny typ kieratu pompowego to kierat mimośrodowy (rys. 19.). Jego konstrukcja polega
na tym, że na wale pionowym zaklinowany jest mimośród o dużym ramieniu, na którym
umieszczony jest pierścień z otworami na obwodzie. Do otworów tych zaczepia się przewód
transmisyjny i przenosi się ruch do poszczególnych pomp lub filialnych kół pośrednich.
Rys. 19. Kierat pompowy mimośrodowy: 1  pierścień, 2  mimośród, 3  wał pionowy, 4  koło zębate, 5  wał
poziomy, 6  koło zębate stożkowe, 7  koło pasowe [3, s. 110]
Na wale poziomym znajduje się koło pasowe napędowe oraz stożkowe koło zębate. Za
pomocą dużego koła zębatego przenosi się ruch obrotowy na wał zmniejszając odpowiednio
liczbę obrotów. Na wale pionowym zaklinowany jest mimośród z pierścieniem, który posiada
specjalnie przygotowane otwory do połączenia z transmisją pompową.
Kieraty o ruchu wahającym, jakim jest kierat mimośrodowy jest urządzeniem
przystosowanym do bardziej elastycznej pracy niż kierat z przeniesieniem zębatym. Zyskując
bardziej elastyczną pracę przedłuża się żywotność zestawów pompowych i zmniejsza ilość
awarii.
Kierat
Koło
transmisyjne
Odwiert
Linia transmisyjna na
podporach
Kiwon
Rys. 20. Schemat transmisji pompowej [opracowanie własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
B. Napęd indywidualny
Indywidualny napęd pomp wgłębnych polega na przeniesieniu ruchu obrotowego silnika
na ruch posuwisto  zwrotny zestawu pompowego w odwiercie. Konstrukcja indywidualnych
żurawi pompowych (IŻP) jest różna i zależna od technicznych możliwości, takich jak:
 wyważenia zestawu pompowego (mocowania przeciwwag),
 sposobu zapięcia laski pompowej,
 napędu żurawia pompowego (silnik elektryczny, gazowy, napęd hydrauliczny).
Przedstawione możliwości ułatwiają dobór żurawia pompowego, zależnie od głębokości
odwiertu, wydajności oraz sposobu uzbrojenia odwiertu.
Inną charakterystykę posiadają pompy elektryczne z silnikiem wgłębnym.
Żurawie indywidualne mogą być wykonane w dwóch odmianach:
a) silnik napędowy i przenoszenie napędu kiwonu zamontowane jest na wspólnej ramie,
b) silnik ustawiony jest oddzielnie, a przeniesienie ruchu na kiwon odbywa się za
pośrednictwem przekładni zębatej lub pasów klinowych.
Do napędu przeważnie używa się silników elektrycznych, innym napędem stosowanym przy
indywidualnym żurawiu pompowym są silniki gazowe.
Indywidualny żuraw pompowy składa się z silnika, przekładni zębatej, wahacza
i pociągaczy. Dla pionowego prowadzenia żerdzi dławikowej (laski) na jednym końcu
wahacza znajduje się tzw. koński łeb oraz uchwyt do mocowania przewodu pompowego. Po
przeciwnej stronie znajdują się przeciwwagi montowane w różny sposób z płyt stalowych lub
betonowych. W innych typach żurawi pompowych przeciwwagi umieszcza się na korbach.
Na rysunku nr 21 i 23 przedstawiony jest żuraw indywidualny (IŻP-9-2000) wraz z zestawem
pompowym.
Rys. 21. Indywidualny żuraw pompowy: Rys. 22. Elastyczne złącze żerdzi dławikowej
1  silnik, 2  przekładnia, 3  przeciwwaga, z głowica balansu a) lina pojedyńcza, b) zacisk
i lina podwójna.
4  pociągacz, 5  belka poprzeczna, 6  liny,
1  liny, 2  zakleszczenie lin, 3  jarzmo,
7  jarzmo, 8  żerdz
dławikowa, 9  głowica
4  końcówka żerdzi dławikowej, 5  nakrętka,
balansu [7, s. 310]
6  zakucie [7, s. 308]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
Rys. 23. Schemat indywidualnego urządzenia pompowego z napędem pompy wgłębnej żerdziowej: 1  poziom
skały zbiornikowej, 2  zaczep sprężynowy, 3  pompa wgłębna, 4  kolumna rur wydobywczych,
5  kolumny rur okładzinowych, 6  głowica odwiertu, 7  rurociąg wypływowy, 8  żerdzie pompowe,
9  uchwyt żerdzi dławikowej, 10  podwieszenie liniowe, 11  głowica balansu, 12  bolce zwrotne,
13  wahacz, 14  łożyska wahacza, 15  podpora z zastrzałami, 16  podstawa kiwaka pompowego,
17  rama fundamentowa, 18  reduktor, 19  pociągacz i łożysko krzyżowania pociągacza,
20  łożysko drążka, 21  drążek, 22  przeciwciężar, 23  korba, 24  łożysko czopa, 25  przekładnia
z paskami klinowymi i obudową, 26  silnik napędowy, 27  dz
wignia hamulca [opracowanie własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
Instrukcja obsługi indywidualnego żurawia pompowego typu IŻP  9  2000
1. Charakterystyka techniczna
Indywidualny żuraw pompowy IŻP  9  2000 przeznaczony jest do napędzania pomp
wgłębnych, przy eksploatacji złóż ropy naftowej.
Dane techniczne:
- Max obciążenie  90 kN (9T).
- Max głębokość pompowania - 2000 m.
- Nastawny promień korby  500, 1650, 2000 mm.
- Obroty korby  6, 8, 10 min -1.
- Moc silnika (nominalna)  22 kW.
Silnik należy dobierać indywidualnie do warunków pracy żurawia, uwzględniając głębokość
pompowania, średnicę pompy, gęstość ropy naftowej, rodzaj i średnicę żerdzi pompowych.
Tabela. 3. Wydajność pompy [2, s 4]
Wydajność przy obrotach korby dla nastawionego
promienia korby 500 mm
Średnica tłoka w
[m3/dobę]
mm
n1=6 n2=8 n3=10
38 7,5 10,0 13,5
42 9,4 12,5 15,6
56 16,4 22,0 31,0
Wydajność przy obrotach korby dla nastawionego
promienia korby 650 mm
Średnica tłoka w
[m3/dobę]
mm
n1=6 n2=8 n3=10
38 9,7 12,9 18,3
42 12,2 16,2 20,0
56 21,0 28,0 35,0
Wydajność przy obrotach korby dla nastawionego
promienia korby 800 mm
Średnica tłoka w
[m3/dobę]
mm
n1=6 n2=8 n3=10
38 12,0 16,0 20,2
42 15,0 20,0 25,0
56 26,0 34,8 43,5
Przekładnia zębata typu WT 1000.81.IX.2S2W.
- Liczba wałów głównych  2.
- Przełożenie całkowite  1 : 81.
- Średnica koła pasów klinowych  560 mm.
- Średnica koła pasów klinowych na wale silnika:
dla n1 = 6 d = 200 mm,
dla n2 = 8 d = 250 mm,
dla n3 = 6 d = 315 mm,
- Liczba rowków  4.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
- Typ pasków klinowych  HC 4000 ( przed zakupem nowych pasków sprawdzić zgodność
typu i oznaczenie).
- Masa całego żurawia 7894 kg.
Rys. 24. Wyważanie (przeciwwagi) ciężarowe po obu stronach korby z urządzeniem do przesuwania:
1  przeciwwaga, 2  korba, 3  listwa regulacyjna, 4  główny otwór do montażowy na wale
głównym, 5  otwory do regulacji laski pompowej [7, s. 310]
2. Przygotowanie do uruchomienia
Przed uruchomieniem żurawia należy:
1. Sprawdzić wszystkie połączenia śrubowe żurawia pod względem:
- kompletności,
- właściwego naciągu śrub,
- kompletności zawleczek i podkładek.
2. Sprawdzić czy połączenia czopowe podciągaczy nie wykazują luzu i odkształceń
plastycznych.
3. Sprawdzić stan zamocowania przeciwwag (pewność zamocowania).
4. Sprawdzić stan naprężenia pasków klinowych.
5. Sprawdzić stan laski i głowicy pompowej.
6. Sprawdzić i ewentualnie uzupełnić smar w łożyskach żurawia.
7. Sprawdzić i ewentualnie uzupełnić poziom oleju w skrzyni przekładniowej.
8. Sprawdzić wzrokowo stan połączeń elektrycznych.
9. Sprawdzić kompletność, stan techniczny oraz pewność zamontowania osłon
zabezpieczających  części ruchome i wirujące.
10. Sprawdzić wzrokowo stan techniczny fundamentu, pewność zamontowania żurawia do
fundamentu.
11. Sprawdzić wzrokowo stan techniczny hamulca żurawia (stopień zużycia okładzin
ciernych).
12. Jeśli strefa przyodwiertowa jest ogrodzona sprawdzić kompletność ogrodzenia oraz
stopień zabezpieczenia obiektu przed wejściem osób niepowołanych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
Uruchomienie żurawia
Po wykonaniu czynności z punktu 2:
1. Odpuścić ciśnienie z rurek syfonowych.
2. Wyregulować dławik na lasce pompowej powodujący przystosowanie urządzenia do
pompowania.
3. Sprawdzić czy na rurociągu między odwiertem, a ośrodkiem produkcyjnym otwarte są
wszystkie zawory umożliwiające przepływy płynu złożowego.
4. Sprawdzić czy instalacja technologiczna ośrodka produkcyjnego gotowa jest na przyjęcie
płynu złożowego.
5. Zwolnić hamulec żurawia.
6. Włączyć silnik elektryczny żurawia.
3. Prowadzenie normalnego ruchu żurawia pompowego
Parametry procesu.
Głównymi parametrami procesu pracy odwiertów pompowanych są:
a) ciśnienie na rurkach wydobywczych,
b) temperatura laski pompowej  dopuszczalna temperatura poniżej 60�C, możliwy dotyk
ręką.
c) ilości wydobycia ropy i gazu  nie wolno przekraczać określonych na dany rok
dozwolonych poborów.
Kontrola procesu
W trakcie pracy żurawia należy kontrolować prawidłowość pracy żurawia i jego podzespołów
ze zwróceniem szczególnej uwagi na:
a) szczelność połączeń głowicy, orurowania strefy przyodwiertowej oraz szczelność
rurociągu łączącego odwiert z ośrodkiem produkcyjnym,
b) stan połączeń ruchomych żurawia (temperatura łożysk, luzy na połączeniach
czopowych),
c) pewność przymocowania żurawia do fundamentu i wzajemne położenie osi
pompowanego otworu z osią chomąta żurawia,
d) stan i kompletność osłon części wirujących i barierek ochronnych,
e) stan połączeń śrubowych,
f) stopień wyważenia układu korbowego. Przeciwwagi powinny być tak ustawione aby
pobór prądu przez silnik była jak najmniejszy,
g) stan przekładni pasowej (zużycie pasków, naciąg pasków). Pęknięcia wgłębne lub
powierzchniowe o długości powyżej 2 mm kwalifikują pasek do wymiany. W celu
sprawdzenia naciągu pasków klinowych należy wywrzeć nacisk ok. 10 12 kg w punkcie
środkowym pomiędzy kołami pasowymi. Prawidłowo naciągnięty pasek powinien się
ugiąć o 10 20 mm,
h) stan liny chomąta. Sprawdzić zużycie z powodu przetarć i pęknięć drutów liny. Zerwanie
więcej niż 5 % liczby drutów w linie na długości równej sześciokrotnej średnicy liny lub
zerwanie trzech drutów w tym samym miejscu należy uznać za zużycie dyskwalifikujące
linę chomąta. Przewężenie względne średnicy liny mierzone uniwersalnymi przyrządami
w dowolnym punkcie jej odległości większe niż 10 % średnicy nominalnej lub znaczne
odkształcenie liny również linę do wycofania z eksploatacji. Sprawdzić stan zakucia
i zalania końców liny stopem,
i) Stan techniczny skrzyni korbowej:
- cichobieżność pracy,
- temperaturę skrzyni i obudowy łożysk skrzyni,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
- poziom oleju w skrzyni,
- szczelność skrzyni,
- czystość odpowietrznika.
j) stan instalacji elektrycznej oraz silnika. Nagrzanie silnika uważa się za normalne, jeżeli
przy dotknięciu obudowy nie parzy ona dłoni,
k) sprawdzić skuteczność działania hamulca taśmowego. Sprawdzić zużycie wieńca
hamulca, które nie może być większe aniżeli 10 mm licząc od powierzchni roboczej
w głąb materiału. Maksymalnie zmniejszenie średnicy nie może przekraczać 20 mm.
Sprawdzić czy taśmy dolegają równomiernie do wieńców hamulcowych oraz czy istnieje
możliwość przeprowadzenia regulacji dolegania przy pomocy śrub dociągających
zamontowanych na ich obwodzie. Dopuszczalne zużycie wykładziny ciernej nie może
przekraczać 50 % grubości nowych okładzin.
Czynności kontrolne należy wykonywać nie rzadziej niż raz na zmianę.
W celu kontroli parametrów procesu, obsługa powinna sprawdzać ciśnienie głowicowe
poprzez odczyt ciśnień na manometrach wskaz
nikowych zamontowanych na głowicy
(ciśnienie w rurkach wydobywczych i przestrzeni międzyrurowej) sprawdzając jednocześnie
szczelność połączeń i armatury. Odczyty należy wykonywać raz na zmianę.
4. Wyłączenie żurawia pompowego
W celu wyłączenia żurawia pompowego należy wyłączyć silnik elektryczny i zamknąć
zasuwy na głowicy pompowej.
W przypadku awarii uniemożliwiającej podejście do wyłącznika silnika, żuraw pompowy
należy wyłączyć poprzez odcięcie zasilania elektrycznego strefy przyodwiertowej.
5. Konserwacja
Okresowe kontrole żurawia wykonywać zgodnie z wymogami instrukcji:
 Wytyczne przeprowadzenia okresowych kontroli urządzeń wiertniczych,
przeciwerupcyjnego zabezpieczenia wylotu otworu, urządzeń do prób złożowych,
rekonstrukcji i obróbki odwiertów oraz urządzeń do eksploatacji węglowodorów ,
NT/TW/26/96/0171 z dnia 14 lutego 1996 r.
W celu zachowania pełnej sprawności technicznej urządzeń zabudowanych na terenie strefy
przyodwiertowej należy wykonywać następujące czynności obsługowo-konserwacyjne:
- na bieżąco sprawdzać naciąg pasków klinowych żurawi pompowych,
- okresowo sprawdzać i ewentualnie uzupełnić olej w skrzyni przekładniowej,
- okresowo kontrolować stan uszczelnień skrzyni przekładniowej w razie potrzeby
(wycieki oleju) należy wymienić zużyte uszczelnienia,
- raz na trzy miesiące sprawdzić naciąg wszystkich połączeń śrubowych,
- raz na miesiąc nasmarować smarem stałym sworznie łączące belkę pociągacza z korbami,
- raz na rok przeprowadzić konserwację antykorozyjną żurawia poprzez malowanie.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
Smarowanie łożysk przeprowadzić wg poniższej tabeli:
Tabela 4. Czasokresy smarowania łożysk [2, s. 8]
Czasookresy smarowania
Miejsce
Rodzaj smaru
smarowania
Uzupełnienie Wymiana
A
ożysko wahacza A
T2 do łożysk Raz na 6 m-cy Raz na 12 m-cy
Belka pociągaczy A
T2 do łożysk Raz na 6 m-cy Raz na 12 m-cy
Pociągacz A
T2 do łożysk Raz na 6 m-cy Raz na 12 m-cy
Konserwację silnika elektrycznego przeprowadzić zgodnie z instrukcją obsługi silników
elektrycznych, natomiast konserwację skrzyni przekładniowej przeprowadzić zgodnie
z fabryczną instrukcją.
6. Zasady zachowania bezpieczeństwa i higieny pracy oraz bezpieczeństwa
pożarowego
a) Smarowanie podzespołów żurawia pompowego można przeprowadzać tylko po
wyłączeniu go z ruchu.
b) Napęd pasów klinowych, silnik oraz hamulec muszą być bezwzględnie
zabezpieczone osłonami.
c) Żuraw musi być zabezpieczony barierką uniemożliwiającą dojście do układu
korbowego niepowołanym osobom.
d) Przed uruchomieniem żurawia należy sprawdzić czy instalacja elektryczna
i podłączenie silnika do sieci elektrycznej są wykonane zgodnie z obowiązującymi
przepisami.
e) Każdy pracownik wykonujący prace powinien być wyposażony w ubranie robocze,
hełm ochronny oraz okulary ochronne.
f) Instalacja i narzędzia oraz urządzenia ochronne powinny być utrzymywane w stanie
sprawności technicznej czystości zapewniającej użytkowanie ich bez szkody dla
bezpieczeństwa i zdrowia obsługi.
g) Urządzenia, których uszkodzenie stwierdzono w czasie pracy, powinno być
niezwłocznie zatrzymane. Wznowienie pracy bez usunięcia uszkodzenia jest
niedopuszczalne.
h) Przy wykonywaniu prac konserwacyjno-remontowych przenośny sprzęt
oświetleniowy oraz narzędzia z napędem elektrycznym muszą spełniać wymagania
dotyczące ochrony przeciwporażeniowej.
i) Wszystkie sytuacje awaryjne muszą być natychmiast zgłaszane osobie dozoru lub
kierownikowi kopalni.
7. Zasady postępowania w nagłych awariach stwarzających zagrożenie dla życia
i zdrowia pracowników
Pracę żurawia pompowego należy niezwłocznie wstrzymać w przypadku gdy:
 nastąpiło rozszczelnienie głowicy lub ropociągu,
 stwierdzono pożar lub zagrożenie pożarowe, którego nie można usunąć w czasie ruchu
żurawia pompowego,
 stwierdzono inne zagrożenie dla życia lub zdrowia pracowników, środowiska lub
bezpieczeństwa publicznego.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
W takim przypadku należy niezwłocznie:
- wyłączyć żuraw pompowy w trybie awaryjnym,
- ostrzec pracowników znajdujących się w pobliżu miejsca zagrożenia,
- opuścić miejsce zagrożenia,
- powiadomić osobę kierownictwa lub dozoru o zaistniałym zagrożeniu.
8. Zagrożenie dla środowiska
Przy eksploatacji strefy przyodwiertowej odwiertów pompowanych mogą powstać
następujące zagrożenia dla środowiska:
- wyciek oleju ze skrzyni przekładniowej żurawia pompowego,
- rozlaniu oleju podczas jego wymiany w przekładni żurawia pompowego,
- rozszczelnienie ropociągu  wyciek ropy naftowej do gruntu.
W przypadku małego wycieku nie stwarzającego zagrożenia dla zdrowia i życia obsługi oraz
prawidłowego przebiegu procesu należy:
- zlikwidować z
ródło wycieku (uszczelnić instalację),
- w przypadku rozlania cieczy  rozlaną ciecz przysypać sorbentem, zebrać do zamkniętego
pojemnika. Powstałą plamę usunąć za pomocą odpowiednich środków będących na
wyposażeniu kopalni.
W przypadku stwierdzenia poważniejszej awarii (brak możliwości natychmiastowego
usunięcia nieszczelności - np. pęknięcie ropociągu) należy niezwłocznie wyłączyć instalację
w trybie awaryjnym oraz przystąpić do neutralizacji zagrożenia.
W celu wyeliminowania ryzyka przypadkowego rozlania oleju należy zachować szczególną
uwagę w czasie jego wymiany lub uzupełniania.
Pompy wgłębne żerdziowe z napędem hydraulicznym górnym (bez wahacza)
Przy pompowaniu odwiertów pompami wgłębnymi, zasadniczym warunkiem
prawidłowej pracy zestawu pompowego jest unikanie synchronizacji drgań własnych
i wymuszonych przewodu pompowego, w przeciwnym bowiem przypadku nastąpi
przekroczenie wytrzymałości materiału oraz zerwanie żerdzi.
Aby tym zjawiskom przeciwdziałać należy odpowiednio dobierać liczbę skoków, długość
skoków laski pompowej do długości zestawu pompowego oraz określonej wydajności
w jednostce czasu.
Stosując różnego rodzaju obliczenia możemy stwierdzić, że najbardziej korzystnymi
parametrami dla zestawu pompowego w czasie jego pracy jest gdy liczba skoków jest
mniejsza od 10 a długość skoku jak największa np. od 2 do 9 m. Ze znanych zestawów
pompowych odpowiadającym powyższym wymogom są pompy wgłębne żerdziowe
z napędem hydraulicznym górnym (bez wahacza).
Rys. 25. Schemat napędu hydraulicznego górnego pompy wgłębnej żerdziowej:
1  tłok, 2  cylinder, 3  dławik, 4  serwomotor, 5  pompka, 6  sprężarka powietrza, 7,8  grupy zaworów, 9
 zbiornik, 10  zespół zaworów rozdzielczych, 11  pompa [7, s. 341]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
Rozwiązanie takie w znacznym stopniu zmniejsza te trudności i umożliwia stosowanie bardzo
długich skoków pompy. Tuż ponad głowicą odwiertu zamontowany jest cylinder o długości
nieco większej od przewidzianego największego skoku żerdzi dławikowej, w którym to
cylindrze porusza się tłok z trzonem wystającym poniżej dławika, gdy tłok jest w najwyższym
położeniu. Sprężarka powietrzna tłoczy stale powietrze do zbiornika cieczy roboczej,
w którym automatycznie utrzymywane jest stałe ciśnienie w wysokości 25 atmosfer. Zespół
zaworów rozdzielczych cieczy roboczej, sterowany serwomotorem, doprowadza
i odprowadza ciecz do cylindra przez jeden z dwóch grup zaworów na pożądaną wysokość.
Pompa wtłacza olej (ciecz robocza) odpływający z cylindra z powrotem do zbiornika jak też
pompka wtłacza do tegoż zbiornika olej odpływający z serwomotoru.
Agregaty tego rodzaju budowane są dla ciężaru na żerdzi dławikowej od 5 do 20 t, przy
liczbie cykli pompowych od 3 do 7 na minutę i dla długości skoku żerdzi dławikowej od 1,8
do 9 m.
Rys. 26. Wykres porównawczy dynamografu pompy wgłębnej [7, s. 341]
Rysunek nr 26 przedstawia dwa wykresy pracy pompy wgłębnej: wykres 1 przedstawia
poprawną pracę pompy napędzaną wahaczem, wykres 2 zaś poprawną pracę pompy bez
wahacza, tj. z napędem hydraulicznym. Porównując wykresy możemy zauważyć, że czas
pracy pompy z napędem hydraulicznym jest dłuższy, a zatem znacznie korzystniejszy.
Układ hydrauliczny zamontowany w pozycji pionowej przenosi ruch na tłok pompy poprzez
zestaw żerdzi pompowych. Poniżej przedstawiono zdjęcia hydraulicznego żurawia
pompowego pracującego na odwiercie Mozów-1.
Rys. 27 a. Hydrauliczny żuraw pompowy. Rys. 27 b. Hydrauliczny żuraw pompowy.
Odwiert Mozów -1 [ z
ródło własne] Odwiert Mozów -1 [z
ródło własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
Rys. 27c. Hydrauliczny żuraw pompowy. Odwiert Mozów -1 [z
ródło własne]
4.2.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. W jaki sposób działa napęd grupowy do pompowania odwiertów?
2. Jak pracuje indywidualny napęd do pompowania odwiertu?
3. Z jakich elementów składa się transmisja pompowa?
4. Co to jest kierat pompowy?
5. Z jakich urządzeń składa się indywidualny żuraw pompowy?
6. Na czym polega wyważanie zestawu pompowego?
7. Jakie parametry decydują o doborze żurawia pompowego?
8. Jakie urządzenia wchodzą w skład zestawu pompowego w odwiercie?
9. Do czego służą żerdzie pompowe?
10. Do czego służy głowica pompowa?
11. Jakie znasz podstawowe wymiary rur pompowych?
12. Jakie znasz wymiary żerdzi pompowych?
13. W jaki sposób łączymy żerdzie pompowe?
14. Jakie czynności należy wykonać przed uruchomieniem IŻP?
15. Jakie czynności wykonujemy podczas uruchamiania indywidualnego żurawia
pompowego?
16. W jaki sposób kontrolujemy proces pompowania pompując odwiert IŻP?
17. Jakie czynności wykonujemy podczas zatrzymania indywidualnego żurawia
pompowego?
18. Czy znasz zasady zachowania BHP i ppoż związane z obsługa IŻP?
19. Czy znasz zasady postępowania w przypadkach awaryjnych?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj schemat urządzeń napowierzchniowych, do eksploatacji ropy naftowej metodą
pompowania. Urządzenia obsługują 6 odwiertów, o następujących danych.
Głębokości odwiertów wynoszą:
- odwierty 1, 2, 3, 4  800 m,
- odwierty 5, 6  1000 m.
Odległości pomiędzy odwiertami:
- odwierty 1, 2, 3, 4 znajdują się w jednej grupie tworzącej kwadrat o boku 200 m,
- odwierty 5, 6 znajdują się w drugiej grupie, są oddalone od siebie o 300 m i znajdują się
w odległości 500 m od pozostałych odwiertów.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeczytać odpowiedni fragment w Poradniku dla ucznia dotyczący napędów do
pompowania odwiertów,
2) przeanalizować treść ćwiczenia,
3) ustalić, który rodzaj napędu powinien być zastosowany w tym przypadku (będzie
najkorzystniejszy),
4) narysować odpowiedni układ odwiertów zgodnie z wytycznymi,
5) nanieść na narysowany schemat odwiertów odpowiednie urządzenia napowierzchniowe
i nazwać je,
6) zaprezentować wyniki swojej pracy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 papier,
 przybory do rysowania.
Ćwiczenie 2
Opisz, w odpowiedniej kolejności wszystkie czynności, które powinny być wykonywane
w trakcie uruchomienia, pracy i wyłączenia indywidualnego żurawia pompowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) opisać czynności, które należy wykonać przed uruchomieniem IŻP,
2) opisać jakie czynności wykonuje się w trakcie włączania IŻP,
3) opisać czynności (także kontrolne), które należy wykonać w trakcie normalnej pracy
indywidualnego żurawia pompowego,
4) opisać jakie czynności wykonuje się w trakcie wyłączenia żurawia,
5) sprawdzić w Poradniku dla ucznia czy zostały wymienione wszystkie konieczne
czynności w poszczególnych etapach pracy IŻP,
6) przedstawić wykonane zadanie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 papier, długopis,
 Poradnik dla ucznia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32
Ćwiczenie 3
Na przedstawionym schemacie IŻP zidentyfikuj poszczególne urządzenia.
Rysunek do ćwiczenia 3
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) opisać każdy z elementów oznaczonych numerem na rysunku,
2) sprawdzić poprawność wykonania ćwiczenia w Poradniku dla ucznia, uzupełnić
brakujące treści,
3) zaprezentować wykonane zadanie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- Poradnik dla ucznia,
- papier, długopis.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
33
Ćwiczenie 4
Oblicz ciężar słupa ropy w odwiercie pompowanym oraz całkowite obciążenie na zaczep
pompy wyrażone w kilogramach, mając dane:
- głębokość zapięcia pompy 1000 metrów od wierzchu,
- gęstość ropy 0,8 g/cm3,
- rury wydobywcze 2 7/ 8",
- średnica żerdzi pompowych 18 mm,
- gęstość stali 7,8 g/cm3.
Przy obliczeniach należy pominąć ciężar pompowy.
Tabela do ćwiczenia 4
Rozmiar nominalny [cal] 2 3/8" 2 7/ 8" 3 1/2"
Średnica zewnętrzna rury [mm] 73,0 88,9
60,30
Jednostkowa masa rury [kg/m] 6,85 9,53 13,7
Grubość ścianki rury [mm] 4,83 5,51 6,45
Średnica wewnętrzna rury [mm] 50,7 62,0 76,0
Średnica zewnętrzna szablonu [mm] 48,29 59,61 72,82
Średnica zewnętrzna złączki [mm] 73,0 88,9 108,0
Pojemność rury [l/m] 2,02 3,02 4,54
Wyporność rury [l/m] 0,86 1,21 1,74
Odmiana wytrzymałościowa L - 80 L  80 L - 80
J - 55 J  55 J - 55
(gatunek stali) N - 80 N - 80 N - 80
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeczytać uważnie treść ćwiczenia,
2) odczytać z tabeli średnicę wewnętrzną rur wydobywczych 2 7/ 8",
3) sprawdzić poprawność jednostek w otrzymanych danych,
4) obliczyć pole przekroju rury wydobywczej z żerdzią pompową,
5) obliczyć objętość słupa ropy korzystając ze wzoru na objętość walca, jako pole podstawy
należy przyjąć pole przekroju rury,
6) obliczyć ciężar słupa płynu uwzględniając gęstość ropy,
7) obliczyć ciężar żerdzi pompowych,
8) dokonać obliczenia obciążenia na zaczep pompy sumując ciężar żerdzi pompowych
i ciężar słupa ropy,
9) sprawdzić poprawność obliczeń.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- tabela,
- papier, długopis,
- kalkulator.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) uzasadnić stosowanie napędu grupowego do pompowania odwiertów?
� �
2) wymienić urządzenia przyodwiertowe do pompowania grupowego?
� �
3) opisać pracę napędu grupowego do pompowania ropy z odwiertów?
� �
4) wymienić elementy, które wchodzą w skład transmisji pompowej
z napędem grupowym?
� �
5) opisać postępowanie w przypadku awarii indywidualnego żurawia
pompowego?
� �
6) opisać kierat pompowy oraz zasady jego działania?
� �
7) wymienić elementy składowe indywidualnego żurawia pompowego?
� �
8) wymienić elementy zestawu pompowego?
� �
9) opisać czynności związane z konserwacją IŻP?
� �
10) określić warunki, od których zależy okres eksploatacji żerdzi i rur
� �
pompowych?
11) opisać sposoby uszczelnienia zestawu pompowego, oraz sposób
� �
regulacji szczelności zestawu?
12) wymienić rodzaje kieratów pompowych?
� �
13) określić, jakie występują zagrożenia dla środowiska naturalnego przy
� �
eksploatacji ropy z odwiertów pompowanych?
14) uzasadnić zastosowanie indywidualnego żurawia pompowego?
� �
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
35
4.3. Rodzaje, budowa oraz charakterystyka pracy pomp wgłębnych
4.3.1. Materiał nauczania
Najbardziej rozpowszechnioną metodą wydobycia ropy naftowej, poza eksploatacją
samoczynną, jest pompowanie. Jest to najbardziej racjonalna metoda wydobycia ropy. Pompy
używane do wydobycia ropy są pompami wgłębnymi.
Stosuje się dwa rodzaje pomp wgłębnych- pompy tłokowe i pompy wirowe.
Pompy wirowe składają się z pompy odśrodkowej wielostopniowej napędzanej silnikiem
elektrycznym. Pompę wraz z silnikiem wprowadza się do odwiertu na rurach wydobywczych.
Silnik elektryczny jest wykonany w obudowie gazoszczelnej i przeciwwybuchowej [EX].
Izolowany kabel elektryczny jest okryty giętkim płaszczem metalowym i mocowany wzdłuż
rur wydobywczych. Pompy wirowe (z silnikiem elektrycznym) mają wiele zalet:
 umożliwiają pompowanie dużych ilości płynów,
 zużywają małe ilości energii,
 nadają się do eksploatacji odwiertów kierunkowych oraz poziomych.
Pompy tego typu są bardzo sprawne i praktycznie nie wymagają obsługi.
Wadą pomp wirowych jest trudność z doprowadzeniem energii elektrycznej, zużywanie
się elementów wirujących w przypadku złóż piaskowcowych. Niepraktyczne i niestosowane
są przy małych wydajnościach odwiertów.
Rys. 28. Pompa wgłębna elektryczna  Reda : 1  tablica rozdzielcza, 2  bęben kablowy, 3  krążek prowadzący,
4  rury wydobywcze, 5  kabel elektryczny, 6  pompa odśrodkowa, 7  sito, 8  prożektor, 9  silnik
elektryczny [7, s. 335]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36
Pompy wgłębne tłokowe dzielą się na wiele typów i rodzajów. Podział ten jest
uwarunkowany sposobem zapuszczania pompy do odwiertu, sposobem uszczelniania tłoka
w cylindrze oraz sposobem działania.
Podział wgłębnych pomp tłokowych jest następujący:
1. Pompy wgłębne rurowe:
a) z tłokiem stalowym,
b) z uszczelnieniem elastycznym.
2. Pompy wgłębne wpuszczane, normalne:
a) z tłokiem stalowym,
b) z uszczelnieniem elastycznym,
c) z uszczelnieniem płynowym.
3. Pompy wgłębne wpuszczane, odwrócone:
a) z tłokiem stalowym,
b) z uszczelnieniem elastycznym.
4. Pompy wgłębne specjalne.
Rys. 29. Schemat przedstawiający klasyfikację pomp wgłębnych żerdziowych (tłokowych) [7, s. 302]
Rysunek nr 29 przestawia schematyczna budowę pomp:
I- pompa z zapuszczanym zaworem ssącym niezależnie i uszczelnieniem miękkim
manszetowy,
II- pompa z zapuszczanym zaworem ssącym niezależnie i z uszczelnieniem przez
doszlifowanie tłoka stalowego,
III- pompa wpuszczana z uszczelnieniem płynowym zapuszczana wraz z zaworem ssącym,
IV- pompa wpuszczana, zapuszczana wraz z zaworem ssącym,
V- pompa odwrócona gdzie tłok jest nieruchomy o przesuwa się cylinder.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
37
W polskim przemyśle naftowym stosuje się przeważnie pompy tłokowe. Są to pompy
ssąco-tłoczące, składające się z cylindra, tłoka lub rury z zaworem tłoczącym i z zaworu
ssącego (zawór stopowy). Ze względu na pracę rur w otworze wiertniczym, nadany jej został
odpowiedni kształt o odpowiedniej średnicy i długości.
Początkowo do pompowania odwiertów ropnych stosowano pompy z cylindrem
żeliwnym. Miały one u dołu mufę łączącą z sitem a u góry mufę do połączenia z rurami
pompowymi. W dolnej części cylindra umieszczony był zawór stopowy (ssący), uszczelniony
skórzanymi manszetami. W górnej części tego zaworu umieszczono tzw. kapliczkę w której
znajdował się zawór kulowy.W cylindrze poruszał się tłok uszczelniony również za pomocą
skórzanych manszetów usztywnionych metalowymi pierścieniami. U góry tłoka umieszczono
zawór tłoczący w podobnym wykonaniu jak zawór ssący.
Na tłoki z uszczelnieniem manszetowym niszcząco działają zanieczyszczenia
mechaniczne np. piasek, dlatego też zostały wyparte przez tłoki stalowe.
Pompy z tłokiem stalowym muszą być starannie wykonane, ponieważ szczelność tłoka
i cylindra polega na precyzyjnym doszlifowaniu ich powierzchni. Tego typu pompy pracują
zdecydowanie dłuższy czas i są bardziej odporne na zatarcia a tym samym mniej awaryjnych
wymian lub napraw.
Rys. 30. Pompa z tłokiem uszczelnionym za pomocą manszetów skórzanych: 1 mufa, 2  tłok, 3  pierścień stalowy,
4  manszet, 5  cylinder pompy, 6  kapliczka, 7  zawór stopowy, 8- mufa [3, s. 97]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
38
Osobny rodzaj stanowią pompy z uszczelnieniem płynowym, w którym uszczelnienie
pomiędzy tulejami tłoka a tuleją cylindra stanowi cieniutka warstwa ropy o grubości 0,25
mm, znajdująca się pomiędzy tulejami, które przemieszczają się teleskopowo względem
siebie (rysunek nr 31).
Początkowo bardzo szerokie zastosowanie w kopalnictwie naftowym znalazły
produkowane w kraju pompy rurowe typu R-2 (rysunek nr 32) oraz pompa PWR-1, PWR-2.
Pompa R2 jest pompą trzy zaworową z tłokiem zaopatrzonym w tuleje krótkie wykonane ze
stali stopowej. Tulejki te po nałożeniu na rurę tłokową i zaciśnięciu na nagwintowany stożek
zostają oszlifowane i dopasowane do cylindra. Znajdujący się u dołu zawór ssący
uszczelniony jest w gniez
dzie za pomocą pierścieni skórzanych.
Zawór ssący wyciąga się następująco: obracając opuszczony tłok zazębia się tulejkę
ochraniającą nagwintowany stożek, który znajduje się pod dolnym zaworem tłoczącym, przez
co tulejka obracając się na gwincie podchodzi do góry odsłania nagwintowany stożek, który
można następnie przykręcić do nagwintowanej stożkowej mufy zaworu stopowego.
Skok tłoka w tej pompie wynosi 600 mm, średnica tłoka 42 mm, długość tłoka 1200 mm,
długość cylindra 1800 mm, max. średnica zewnętrzna pompy 72 mm, a jej całkowita długość
2270 mm, ciężar pompy 40 kg.
Rys. 31. Pompa z uszczelnieniem Rys. 32. Pompa rurowa typu R 2
płynowym. [3, s. 99] z niezależnymi zaworami. [3, s. 100]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
39
Pompy do pompowania odwiertów głębokich
Zasada działania pomp dla odwiertów głębokich jest taka sama jak pomp opisanych
powyżej. Występują tu jednak inne zjawiska z powodu znacznego ciężaru słupa cieczy
spoczywającego na tłoku i żerdziach. Pompy te muszą charakteryzować się wyższą
szczelnością, muszą być dokładnie doszlifowane i dłuższe [3000 mm]. Ponieważ tłok jest
dłuższy, więc i cylinder musi być odpowiednio przedłużony. Cylindry te są specjalnej
konstrukcji, składają się bowiem z dowolnej liczby tulejek o określonej stałej długości,
o starannie obrobionej wewnętrznej średnicy. Właściwy cylinder powstaje w ten sposób, że
potrzebną liczbę tulejek nasuwa się na trzon i wsuwa do rury ochronnej czyli pochwy.
Pochwa zaopatrzona jest na obu końcach w wzmocnione mufy, które opierają się o brzeżne
tulejki, tak aby zwarły się z sobą i utworzyły jednolitą wewnętrzną powierzchnię. Po
skręceniu muf usuwa się trzon i zastępuje tłokiem. Zawór stopowy jest tak skonstruowany, że
może być wyciągnięty na powierzchnię razem z tłokiem. Tłok jest zewnętrznie dokładnie
oszlifowany. Na górnym końcu tłoka przykręcona jest kapliczka z zaworem kulkowym, na
dolnym zaś końcu dolna nakrętka tłoka. Kapliczka ma u góry czop dla połączenia z żerdziami
pompowymi.
Innym rodzajem są tzw. pompy wpuszczane, mające tą właściwość, że całą pompę czyli
tłok, cylinder i zawór ssący, można zapuścić i wyciągnąć na żerdziach bez potrzeby
wyciągania rur pompowych.
Wadą tych pomp jest mniejszy przekrój tłoka, a więc mniejsza wydajność dla danych
wymiarów rur pompowych. Pompy wpuszczane mają różne konstrukcje i sposoby
mocowania (kotwiczenia) w rurach pompowych. Starsze typy pomp wpuszczanych łączy się
przy pomocy zaczepów sprężynowych, które zapuszcza się na specjalnie przygotowanym
łączniku rur pompowych, szczególną uwagę należy zwracać na dopasowanie długości
zestawu żerdzi pompowych gdyż niedokładny pomiar długości zestawu może powodować
wypinanie się pompy z zaczepu lub jej rozszczelnianie. Obecnie rozpowszechnione są pompy
wpuszczane, zapinane na pakerze w rurach pompowych.
Zasady działania pompy tłokowej
Działanie pompy wgłębnej tłokowej jest następujące:
Przy ruchu tłoka w górę zawór ssący (stopowy) otwiera się wskutek obniżania ciśnienia
wewnątrz cylindra pod tłokiem i ropa znajdująca się w odwiercie napływa do cylindra. W tym
czasie górny zawór tłoczący jest zamknięty. Po osiągnięciu górnego martwego położenia tłok
rozpoczyna ruch w dół. Zawór ssący, stopowy zamyka się wówczas, a otwiera się zawór
tłoczący w tłoku i ropa przepływa z cylindra poprzez wydrążony tłok do przestrzeni rurowej
nad nim. W ten sposób przy ruchu tłoka w górę następuje zasysanie ropy do cylindra
pompowego, a przy ruchu tłoka w dół następuje wytłaczanie ropy z cylindra do rur
pompowych powyżej pompy.
Rozruch pompowania odwiertu ropno-gazowego
Po zapuszczeniu pompy do odwiertu na określoną głębokość, nad tłokiem nie ma płynu
w rurach pompowych lub jest bardzo nisko w odwiercie, ponieważ słup ropy jest
odgazowany. Każdy skok tłoka dostarcza do rur pompowych pewną ilość płynu
odpowiadającą wewnętrznej średnicy cylindra i skokowi tłoka oraz proporcjonalną do
sprawności pompy.
Dzieje się to tak długo, dopóki rury pompowe nie wypełnią się ropą, aż do wierzchu.
Jednocześnie nacisk na zawór tłoczący i poprzez płyn pod tłokiem na złoże z każdym
skokiem pompy maleje ponieważ następuje zgazowanie ropy i tym samym odciążenie złoża
słupem hydrostatycznym cieczy znajdującym się w rurach pompowych. Jeśli zgazowanie
ropy jest wysokie i powstają tzw. poduszki gazowe należy sprawdzić czy głębokość
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
40
zapuszczenia pompy jest prawidłowa, czy nie jest zawieszona zbyt wysoko. Następnie należy
sprawdzić czy ilość skoków i długość skoku pompy jest prawidłowo dobrana do wydajności
odwiertu. W przypadkach występowania zgazowanej ropy w zestawach pompowych montuje
się degazator, którego zadaniem jest odgazowanie pompowanego słupa ropy i odprowadzenie
gazu do przestrzeni rurowej.
Rys. 33. Schemat działania pompy wgłębnej rurowej: a) kierunek ruchu w dół, cykl wytłaczania cieczy do rur
wydobywczych, b) kierunek ruchu w górę, cykl zassania cieczy do wnętrza pompy [opracowanie własne]
Rozruch pompowania odwiertu ropno-gazowego
Po zapuszczeniu pompy do odwiertu na określoną głębokość, nad tłokiem nie ma płynu
w rurach pompowych lub jest bardzo nisko w odwiercie, ponieważ słup ropy jest
odgazowany. Każdy skok tłoka dostarcza do rur pompowych pewną ilość płynu
odpowiadającą wewnętrznej średnicy cylindra i skokowi tłoka oraz proporcjonalną do
sprawności pompy.
Dzieje się to tak długo, dopóki rury pompowe nie wypełnią się ropą, aż do wierzchu.
Jednocześnie nacisk na zawór tłoczący i poprzez płyn pod tłokiem na złoża z każdym
skokiem pompy maleje ponieważ następuje zgazowanie ropy i tym samym odciążenie złoża
słupem hydrostatycznym cieczy znajdującym się w rurach pompowych. Jeśli zagazowanie
ropy jest wysokie i powstają tzw. poduszki gazowe należy sprawdzić czy głębokość
zapuszczenia pompy jest prawidłowa, czy nie jest zawieszona zbyt wysoko. Następnie należy
sprawdzić czy ilość skoków i długość skoku pompy jest prawidłowo dobrana do wydajności
odwiertu. W przypadkach występowania zagazowanej ropy w zestawach pompowych
montuje się degazator, którego zadaniem jest odgazowanie pompowanego słupa ropy
i odprowadzenie gazu do przestrzeni rurowej.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
41
Wydajność pomp wgłębnych
Teoretyczną wydajność pompy obliczamy według wzoru :
Q= F� s� n��� 24� 60 [kg/dobę]
gdzie:
F  powierzchnia przekroju tłoka [m�],
s  skok żerdzi dławikowej (laski pompowej ) [m],
n  liczba skoków na minutę [1min],
� - gęstość cieczy [kg/m3].
Tak określona wydajność jest pojęciem umownym, gdyż zamiast rzeczywistego skoku tłoka,
podany wzór zawiera skok żerdzi dławikowej .Wydajność rzeczywistą oblicza się ze wzoru:
Qrz= F� st� n�� �24� 60� ą
gdzie:
st - skok tłoka [m],
ą  bezwymiarowy współczynnik wydajności zwany często sprawnością wolumetryczną
pompy lub krótko  sprawnością pompy.
Sprawność pompy jest także wielkością zależną od kilku czynników i przedstawiającą
stosunek wydobywanej ropy (cieczy) do objętości teoretycznej obliczoną z iloczynu
powierzchni przekroju tłoka i długości skoku żerdzi dławikowej (laski). Współczynnik
wydajności ą przyjmuje się w granicach od 0,1 do 1,0. Za poprawny uważa się ą od 0,7 do 0,8.
Przy pompowaniu, gdzie napęd przenoszony jest z kieratu pompowego przez system
transmisji do żurawia pompowego, skok laski pompowej powinien wynosić od 0,5 do 3,0 m
a liczba skoków zależnie od urządzenia (kiwonu) powinna wynosi od 5 do 25 skoków na
minutę. Powyższe parametry w przypadku pomp specjalnych i indywidualnych żurawi
pompowych dobierane są indywidualnie.
Technika pompowania i racjonalna eksploatacja odwiertów
Techniczne warunki powinny być dostosowane do właściwości złoża. Należy przy tym
zwrócić uwagę czy każdy odwiert był badany indywidualnie i po określeniu charakterystyki
odwiertu, dobiera się warunki pompowania, którymi są:
a) zanurzenie pompy,
b) średnica cylindra pompowego,
c) skok tłoka pompy,
d) liczba skoków w jednostce czasu.
Powyższe dane pozwalają na dobór żerdzi pompowych i żurawia pompowego.
W każdym odwiercie wykonuje się następujące pomiary:
a) pomiar głębokości odwiertu,
b) krzywizny odwiertu,
c) pomiar poziomu płynów,
d) ciśnienia złożonego i głowicowego,
e) wydajności chwilowej,
f) produkcji dobowej.
Pobiera się również próbki ropy i wody z spodu odwiertu.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
42
Badania jakości pompowanych płynów.
Jednym z ważniejszych warunków mających wpływ na reżim pompowania odwiertów jest
jakość pompowanego płynu (ropa, ropa+ woda).
Każdy odwiert pompowany ma określony harmonogram pobierania próbek ropy do analizy.
Na bieżąco wykonuje się analizy skrócone, gdzie określa się takie parametry jak:
- ciężar właściwy,
- zasolenie,
- zanieczyszczenia stałe,
- zawartość wody,
- zawartość siarkowodoru (H2S).
Próbki do analizy pobierane są przez obsługę danej jednostki (kopalni) i dostarczane do
laboratorium lub punktu badań na danej jednostce.
Pobieranie płynu do analizy odbywa się przez specjalnie przygotowane do tego celu króćce
pobiercze w specjalne pojemniki.
Analizy dostarczają informacji o jakości pompowanego płynu i tym samym upoważniają do
podejmowania decyzji o ewentualnej zmianie reżimu pompowania.
Przykładowa analiza płynu złożowego (ropy):
- gęstość  0,82 g/cm3,
- zasolenie Cl  30 mg/l,
- zanieczyszczenia stałe  0,5%,
- woda  0 %,
- H2S  10 mg/l.
Wydobywanie ropy musi być oparte o prawidłowe parametry wydobycia , tj. wydobycie
dobowe zgodnie z ustalonymi warunkami dozwolonych poborów, określanych jeden raz na
rok w protokole  dozwolonych poborów zatwierdzonych przez Kierownika Ruchu Zakładu
Górniczego. Wydobywana ropa musi także odpowiadać właściwym normom handlowym,
między innymi parametrom jakościowym. Podwyższona zawartość zasolenia oraz
pojawiająca się woda może świadczyć o zbyt intensywnym wydobyciu ropy. Wobec
powyższego zachodzi konieczność korekty warunków eksploatacji. Podstawowym
warunkiem ustalenia właściwego sposobu eksploatacji jest znajomość ciśnienia złożowego
i prędkości przepływu płynu do odwiertu. Na podstawie tych danych można ustalić
potencjalną zdolność produkcyjną odwiertu, określić głębokość zanurzenia (zawieszenia)
pompy, właściwą średnicę pompy, okres pompowania, itd.
Znajomość tych danych w warunkach statycznych oraz dynamicznych określi wstępnie
sposób i tempo pompowania. Kontrola i rejestr tych danych oraz ciśnienia dynamicznego
(ruchowego) określa dynamikę złoża. Kontrolę taką przeprowadza się poprzez pomiar
dynamicznego poziomu płynu w odwiercie w określonych odstępach czasu. Poziom ten
charakteryzuje przede wszystkim praca pompy. Praca pompy jest prawidłowa, a reżim
pompowania odwiertu jest poprawny, jeżeli dynamiczny poziom płynu w odwiercie jest
stosunkowo niski, a pompa na całej długości jest zanurzona w ropie. Jeżeli dynamiczny
poziom płynu znajduje się u spodniego zaworu pompy, nie można już zwykłym sposobem
wpłynąć na zmianę reżimu pracy pompy. W tym przypadku mamy do czynienia z małym
współczynnikiem wydajności pompy, który można zmienić jedynie przez zmianę sposobu
pracy pompy. Do takich sposobów należy zmniejszenie średnicy cylindra pompy, zmiana
liczby skoków lub długości skoku laski pompowej. W niektórych przypadkach konieczne jest
przejście z pompowania ciągłego na okresowe.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
43
Przy wysokim poziomie dynamicznym należy odróżnić dwa przypadki:
a) współczynnik sprawności jest duży. Przez zmianę parametrów pracy pompy lub wymianę
samej pompy można przyspieszyć wydobywanie płynu oraz obniżyć poziom dynamiczny
płynu w odwiercie,
b) przy wysokim poziomie dynamicznym płynu współczynnik sprawności pompy jest mały.
Wskazuje to na niewłaściwe działanie pompy, wynikające np. z nieszczelności zaworów
lub rur pompowych, z uderzenia tłoka o dolny zawór, z zagazowania pompy, itd.
Do kontroli optymalnych i prawidłowych parametrów pompowania ropy z odwiertu służy
wiele metod. Jedną z nich jest zastosowanie echometru. Metoda ta jest oparta na wzbudzaniu
u wierzchu odwiertu akustycznego impulsu i zarejestrowaniu jego odbicia od muf rurek
produkcyjnych lub specjalnych znaków (reperów) oraz od powierzchni płynu w odwiercie.
Jest to metoda w dzisiejszym czasie powszechnie stosowana do wyznaczania głębokości
zwierciadła ropy w odwiercie.
W technice pompowania należy uwzględnić następujące warunki:
1. Prędkość ruchu tłoka powinna być we właściwym stosunku do zanurzenia pompy aby
zmniejszyć opory powstające przy przepływie ropy przez zawór stopowy.
2. Odpowiednie zanurzenie pompy ułatwia przezwyciężenie oporów wywołanych
przepływem ropy przez dwa przewężenia przekroju zaworów.
3. Zanurzenie pompy, przyspieszając przepływ ropy do cylindra, usuwa niebezpieczeństwo
zagazowania pompy.
4. Długość skoków tłoka oraz ich liczba w jednostce czasu powinna być ustalona
w zależności od zanurzenia, głębokości odwiertu, przypływu ropy, ciśnienia złożowego.
5. Zrównoważenie obciążenie tłoka, czyli tzw. wyważenie pompy, jest ważnym czynnikiem
dobrego funkcjonowania pompowania  zmniejsza zużycie energii napędowej i zużycie
urządzenia.
Jednym z najbardziej rozpowszechnionych aparatów pomiarowych do badania pracy pomp
wgłębnych jest indykator  dynamograf pompowy. Urządzeniem tym mierzymy naprężenia
powstające w oszlifowanej lasce żurawia pompowego podczas pracy zestawu pompowego.
Naprężenia są przenoszone na wykres charakteryzujący pracę pompy, nazywany
dynamogramem pompowym.
Tabela nr 5 prezentuje teoretyczne i rzeczywiste typowe dynamogramy przedstawiające pracę
pomp wgłębnych wraz z ich objaśnieniami.
Tabela 5. Teoretyczne i rzeczywiste typowe dynamogramy prac pomp wgłębnych z objaśnieniami [3, s. 121]
Rzeczywiste Teoretyczne Objaśnienie
1. Nieszczelny zawór tłoczący, zbyt luz
ne
pasowanie tłoka. Strata płynu przy ruchu
do góry. Linia wydłużenia żerdzi AB
bardzo pochyła, linia skrócenia żerdzi CD
stroma.
2. Nieszczelny zawór ssący lub gniazda
zaworu, nieszczelne połączenia mufowe
pompy. Linia AB stroma, CD-pochyła.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
44
Rzeczywiste Teoretyczne Objaśnienie
3. Zagazowanie pompy. W prawym górnym
rogu wykresu język. Linia CD zgięta.
4. Cylinder nie wypełnia się dostatecznie
przy ruchu tłoka w górę . Przypadek 3
wykres podobny.
5. Tłok wychodzi bardzo wysoko z cylindra.
Język prawo  dół.
6. Tłok opuszczony zbyt nisko uderza o
zawór ssący(stopowy) lub zacina się na
dole. Pętla lewo  dół.
7. Tłok zacina się w górze. Język ku górze,
góra  prawo.
8. Tłok przychwycony.
9. Żerdzie zerwane.
4.3.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie rodzaje pomp wgłębnych stosowane są do wydobycia ropy?
2. Jakie rodzaje uszczelnień tłoka i cylindra są stosowane w pompach tłokowych?
3. Z jakich podstawowych elementów składa się pompa tłokowa?
4. Jaką rolę spełnia zawór kulowy ssący (stopowy)?
5. Jaką rolę spełnia zawór kulowy tłoczący?
6. W jakich warunkach można zastosować uszczelnienie manszetowe pompy?
7. Jakie znasz rodzaje cylindrów pompowych ze względu na ich wykonanie?
8. W jakich warunkach można stosować pompy z doszlifowanym uszczelnieniem?
9. W której części pompy znajduje się zawór ssący (stopowy)?
10. W której części pompy znajduje się zawór tłoczący?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
45
11. Jakie znasz sposoby mocowania pomp wgłębnych w odwiercie?
12. W jakich warunkach nie może pracować pompa z uszczelnieniem płynowym?
13. Na czym polega rozruch procesu pompowania odwiertu?
14. Co to jest skok tłoka?
15. Jaki jest wzór na obliczenie wydajności pompy wgłębnej?
16. Co to jest sprawność pompy?
17. Do czego służy dynamograf hydrauliczny?
18. Od czego zależy głębokość zapuszczenia pompy?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zidentyfikuj elementy pompy przedstawionej na załączonym rysunku. Omów zadania
każdego z tych elementów i nazwij pompę. Wyjaśnij jaki rodzaj uszczelnienia w niej
zastosowano?
Rysunek do ćwiczenia 1
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
46
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeanalizować załączony rysunek,
2) przeczytać odpowiedni fragment Poradnika dla ucznia, dotyczący charakterystyki pomp,
3) opisać każdy z elementów oznaczonych numerem na rysunku,
4) omówić zadania każdego z elementów, oraz wyjaśnić typ uszczelnienia,
4) sprawdzić poprawność wykonania ćwiczenia i zaprezentować wyniki.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 papier, długopis,
 schemat pompy,
 Poradnik dla ucznia.
Ćwiczenie 2
Opisz zasadę działania pompy wgłębnej rurowej na przykładzie załączonego schematu.
Rysunek do ćwiczenia 2
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przygotować stanowisko pracy,
2) na rysunku pompy zaznaczyć podstawowe jej elementy,
3) ułożyć i zapisać plan pełnego cyklu pracy pompy z rozbiciem na poszczególne fazy,
4) upewnić się, że w planie pracy pompy zachowana jest odpowiednia kolejność
następujących po sobie czynności,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
47
5) zaznaczyć na rysunku kierunki ruchu tłoka pompy i płynów w poszczególnych fazach
pracy,
6) opisać działanie pompy wgłębnej i zachodzące procesy wykorzystując wcześniej
przygotowany plan i uzupełniony rysunek,
7) przedstawić i omówić z grupą opis pracy pompy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- rysunek pompy,
- papier.
Ćwiczenie 3
Oblicz wydajność pompy mając dane:
- średnica tłoka  32 mm,
- skok żerdzi (laski pompowej)  200 cm,
- liczba skoków na 1 minutę  20,
- gęstość ropy naftowej  800 kg/m3.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeczytać uważnie treść ćwiczenia,
2) zapisać wzór na wydajność pompy,
3) sprawdzić czy posiadasz wszystkie dane,
4) sprawdzić jednostki danych do zadania z jednostkami ze wzoru,
5) przeliczyć otrzymane dane dostosowując je do wzoru,
6) podstawić dane do wzoru i dokonać obliczeń.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- papier,
- kalkulator,
- Poradnik dla ucznia.
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wymienić rodzaje pomp tłokowych?
� �
2) opisać budowę dowolnej pompy wgłębnej?
� �
3) wskazać różnicę pomiędzy uszczelnieniem manszetowym
a uszczelnieniem płynowym pomp? � �
4) opisać możliwości zastosowania pompy elektrycznej?
� �
5) wyjaśnić powody, dla których uszczelnienie tłoka pompy
względem cylindra jest tak ważne? � �
6) opisać warunki stosowania pompy wgłębnej z uszczelnieniem
płynowym? � �
7) określić, jakie badania ropy wykonuje się w trakcie jej wydobycia
z odwiertu? � �
8) wyjaśnić, co to jest dozwolony pobór ropy i gazu z odwiertu i na
podstawie czego jest wyznaczany? � �
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
48
4.4. Zapuszczanie i wyciąganie zestawów pompowych
4.4.2. Materiał nauczania
Zapuszczanie do odwiertu zestawów pompowych jest przedsięwzięciem związanym
z całkowitą zmianą urządzeń eksploatacyjnych. Urządzenia pracujące przy samoczynnym
wydobyciu ropy ze złoża, muszą być zamienione na urządzenia przeznaczone do wydobycia
mechanicznego. Mamy wówczas do czynienia z procesem przezbrajania odwiertu.
Zapuszczanie zestawu pompowego, odbywa się z urządzenia specjalnie do tego
przeznaczonego i wymaga bardzo dokładnego obliczenia długości żerdzi pompowych.
Niestaranny dobór żerdzi w trakcie zapuszczania górnej partii zestawu może spowodować
sytuację, że połączenie żerdzi (mufa ,czop) znajdzie się w głowicy pompowej co jest
niedopuszczalne. Gdy powyższa sytuacja ma miejsce i długość zestawu jest z
le dobrana
pozostaje jedynie skrócenie skoku tłoka pompy co wpływa niekorzystnie na jej wydajność.
Rozwiązanie tego problemu w opisany powyżej sposób nie powinno mieć miejsca
w rzeczywistości. W związku z tym, że prace związane z przezbrojeniem wylotu odwiertu
z prewentera na głowicę pompową absorbują uwagę na dopasowaniu parametrów zestawu,
należy pamiętać o stanie równowagi płynów w odwiercie i systematycznie dotłaczać płyn.
Rozruch zestawu pompowego, przystąpienie do ponownej eksploatacji. Po
zakończeniu prac związanych z przezbrajaniem odwiertu oraz demontażu urządzenia
wiertniczego przystępuje się do montażu żurawia pompowego sprawdzając jednocześnie
ustawienie jego parametrów i w razie potrzeby korygując je. Korekta ustawień żurawia
wynika z tego, iż jak wspomniano wcześniej podczas naprawy i wymiany elementów zestawu
pompowego mogły zmienić się jego wcześniejsze parametry, np. zmian średnicy pompy,
długość skoku tłoka, głębokość zapięcia pompy, zmiana średnicy żerdzi pompowych. Po
doborze parametrów pracy żurawia pompowego przystępuje się do próbnego pompowania.
Szczególna uwagę należy zwrócić na czas pojawienia się płynu na powierzchni. Znając
charakterystykę pracy zestawu określamy wydajność teoretyczną i w przypadku kiedy płyn
nie pojawia się na powierzchni należy podjąć czynności sprawdzające. W przypadku gdy płyn
pojawia się na powierzchni w wyliczonym czasie przystępujemy do standardowej eksploatacji
odwiertu przez pompowanie.
Urządzenia służące do zapuszczania zestawów pompowych są identyczne
z urządzeniami do wyciągania zestawów pompowych, oraz rur wydobywczych ( procesy
obróbki odwiertów)
1. Winda wyciągowa
Przy wyciąganiu i zapuszczaniu zestawów pompowych na odwiertach płytkich do 1000
metrów stosuje się różnego rodzaju windy wyciągowe przewoz
ne lub samojezdne (rys 34).
Stosowane windy wyciągowe samojezdne były wyposażane w bębny linowe napędzane
z silnika spalinowego ciągnika lub z niezależnie zabudowanego silnika elektrycznego. Napęd
przenoszony był przez przesuwną przekładnię zębatą umożliwiająca zmianę obrotów bębna
linowego co miało istotne znaczenie przy pracach w odwiercie. Przy odwiertach na stałe
zamontowane były trójnogi lub maszty (rys 35), które umożliwiały sprawną pracę zespołów
wykonujących wyciąganie i zapuszczanie zestawów pompowych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
49
Rys. 34. Wyciąg samojezdny [3, s. 128] Rys. 35. Maszt [3 , s. 129]
Pozostałe urządzenia, które mają zastosowanie przy zapuszczaniu rur wydobywczych
i zestawów pompowych, są używane także przy rekonstrukcji (obróbce) odwiertów.
Omówiono je w poradniku jednostki modułowej Z4.03   Wykonywanie obróbki odwiertów
eksploatacyjnych .
4.4.2 Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. W jaki sposób i kto wykonuje wymiany zestawów pompowych?
2. Na podstawie jakiego dokumentu przystępuje się do prac wyciągania i zapuszczania
zestawów pompowych?
3. W jaki sposób zabezpiecza się odwiert w czasie zapuszczania zestawu pompowego?
4. Jakie znasz urządzenia do obróbki odwiertów?
5. Kontrolę jakich elementów należy przeprowadzić po zapuszczeniu zestawu pompowego?
4.4.3 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Sporządz
listę czynności, które należy wykonać w trakcie zapuszczania zestawu
pompowego. Wyjaśnij jakie zdarzenia decydują o kwalifikacji tego zestawu do zapuszczenia
do odwiertu.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z treścią rozdziału Poradnika dla ucznia, gdzie wyjaśniono w jakich
przypadkach zestaw pompowy kwalifikuje się do zapuszczenia,
2) wypisać czynności, które muszą być wykonywane, aby przygotować odwiert do
zapuszczenia zestawu pompowego,
3) zwrócić szczególną uwagę na czynności, które wykonuje się w celu zabezpieczenia
odwiertu i sprawdzić czy są one zawarte w zapisanych wcześniej punktach,
4) opisać przyczyny, które decydują o zapuszczeniu zestawu pompowego do odwiertu,
5) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
50
Wyposażenie stanowiska pracy:
- papier,
- długopis,
- Poradnik dla ucznia.
4.4.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) opisać czynności, które należy wykonać przed przystąpieniem
do zapuszczania zestawu pompowego?
� �
2) odpowiedzieć dlaczego należy dokonywać regulacji żurawia
pompowego?
� �
3) odpowiedzieć dlaczego dotłacza się płyny do odwiertu w trakcie
zapuszczania zestawów pompowych?
� �
4) scharakteryzować jakie prace wykonuje się w trakcie
zapuszczania zestawów pompowych aby nie dopuścić do
niekontrolowanego wypływu płynu z odwiertu?
� �
5) wymienić przypadki uszkodzenia zestawów pompowych?
� �
6) opisać zagrożenia występujące w czasie zapuszczania pompy?
� �
7) wymienić urządzenia niezbędne na kopalni, by proces
zapuszczania zestawu przebiegał bez zakłóceń?
� �
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
51
4.5. Przepisy techniczne i instrukcje obowiązujące przy wydobyciu
ropy naftowej metodą pompowania
4.5.1. Materiał nauczania
Podstawowym aktem prawnym, który określa w jakim zakresie przedsiębiorca może
prowadzić działalność górniczą jest ustawa:
Prawo Geologiczne i Górnicze (Dz.U. 27 z 1994r. z póz
niejszymi zmianami).
Obejmuje wszystkie działy górnictwa w tym:
- górnictwo podziemne,
- górnictwo odkrywkowe,
- wydobywanie kopalin metodą otworową,
- eksploatacja kopalin na akwenach morskich,
- składowanie odpadów w górotworze.
Do każdej ustawy wydawane są akty prawne wykonawcze zwane rozporządzeniami.
Rozporządzenia określają zasady prowadzenia określonej działalności górniczej w tym
przypadku wydobywanie kopaliny metodą otworową.
Rozporządzenia wydają m.in. ministrowie w zależności od właściwości prawnych,
którym dany zakres podlega.
Do podstawowych aktów prawnych wydanych w formie rozporządzenia zaliczamy:
1. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28.06.2002 r. w sprawie bezpieczeństwa
i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia
przeciwpożarowego w zakładach górniczych wydobywających kopaliny otworami
wiertniczymi ( Dz. U. nr 109 z 2002 r.).
2. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji w sprawie zagrożeń
naturalnych w Zakładach Górniczych z dnia 14.06.2003 r.
3. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 11.06.2002 r. w sprawie kwalifikacji
wymaganych od osób kierownictwa i dozoru ruchu zakładów górniczych, mierniczego
górniczego i geologa górniczego oraz wykazu stanowisk w ruchu zakładu górniczego,
które wymagają szczególnych kwalifikacji.
4. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 14.06.2002 r.
w sprawie planów ruchu zakładu górniczego (Dz. U. nr 94 z 2003 r. z póz
niejszymi
zmianami ).
Ruch zakładu górniczego odbywa się zgodnie z zasadami techniki górniczej
i zatwierdzonym Planem Ruchu Zakładu Górniczego, który określa szczegółowo
przedsięwzięcia niezbędne w celu zapewnienia:
a) bezpieczeństwa powszechnego,
b) bezpieczeństwa pożarowego,
c) bezpieczeństwa i higieny pracy pracowników i zakładu górniczego,
d) prawidłowej i racjonalnej gospodarki złożem,
e) ochrony środowiska wraz z obiektami budowlanymi,
f) zapobiegania szkodom i ich naprawianie.
Plany ruchu opracowuje się w dwóch częściach: części podstawowej i części
szczegółowej.
Część podstawowa obejmuje swoim opracowaniem podstawowe dane o przedsiębiorcy,
jego organizacji oraz działalności jaką zamierza prowadzić w ramach posiadanej koncesji na
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
52
eksploatację danej kopaliny. Ogólne dane o budowie geologicznej złoża, określa również
jakie zagrożenia naturalne mogą występować przy prowadzeniu działalności górniczej.
Przedstawia też jakie oddziaływanie będzie powodować ta działalność górnicza na
środowisko. Dane zawarte w części podstawowej nie podlegają częstej korekcie
i przedstawione są w formie rozdziałów.
Część szczegółowa przedstawia działalność, jaką zamierza prowadzić przedsiębiorca
w celu wydobywania kopaliny metodą otworową, jaką jest eksploatacja ropy naftowej i gazu
ziemnego. Wyrażona jest w formie 25 punktów.
Część szczegółowa zawiera dane w zakresie:
1. Nazwa, adres i dane teleadresowe oraz inne środki łączności zakładu górniczego, obiektu
terenowego, jednostki terenowej, jak również nazwy najbliższych stacji kolejowych.
2. Rodzaj oraz podstawowe własności fizykochemiczne wydobywanej kopaliny głównej
i towarzyszącej.
3. Podstawowe dane geologiczne i hydrogeologiczne złoża.
4. Opis obszaru i terenu górniczego. Charakterystyka obiektów budowlanych zakładu
górniczego.
5. Projektowane roboty w zakresie budowy nowych, przebudowy rozbudowy, remontu,
montażu i rozbiórki obiektów budowlanych zakładu górniczego.
6. Zasilanie zakładu górniczego, obiektu terenowego, jednostki terenowe w energie
elektryczna, parę wodna, wódę, sprężone powietrze i inne nośniki energii związane
z ruchem zakładu górniczego, z podaniem podstawowych parametrów technicznych.
7. Zakres projektowanych wierceń, pogłębień i rekonstrukcji odwiertów, względnie ich
likwidacji.
8. Sposoby i harmonogram likwidacji odwiertów, ich oznakowanie oraz zabezpieczanie
odwiertów wyłączonych z eksploatacji na okres dłuższego przestoju.
9. Sposób odprowadzania wód złożowych i związane z tym instalacje techniczne.
10. Opis stref pożarowych i stref zagrożenia wybuchem oraz miejsc i pomieszczeń
zagrożonych powstaniem atmosfery niezdatnej do oddychania.
11. Opis schematu technologicznego eksploatacji, w tym podstawowe parametry techniczne
wydobywania kopaliny. Opis systemu kontrolno pomiarowego procesu technologicznego
oraz zakres, rodzaj i częstotliwość pomiarów parametrów złożowych i eksploatacyjnych.
Przygotowanie kopaliny do transportu. Charakterystyka urządzeń (instalacji) do
przygotowania kopaliny do transportu.
12. Opis sposobu zabezpieczenia wyrobiska w razie ujawnienia przedmiotu charakterze
zabytku.
13. Zamierzenia w zakresie rekultywacji terenów po działalności górniczej.
14. Przedsięwzięcia dla zapewnienia ochrony środowiska, ze szczególnym uwzględnieniem
zadań w zakresie z eksploatacji na okres dłuższego przestoju.
14 A. Szkolenie załogi.
Punkty: 15 � 23 nie dotyczą zakładu górniczego wydobywającego kopaliny
ciekłe lub gazowe otworami wiertniczymi.
24. .Zaliczenie odwiertu do odpowiedniej kategorii zagrożenia siarkowodorowego.
25. Zasady prowadzenia próbnej lub stałej eksploatacji, warunki wydobycia kopaliny
z poszczególnych odwiertów i horyzontów produktywnych. Przewidywane zabiegi
specjalne w odwiertach i wtórne metody eksploatacji złoża.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
53
Innymi dokumentami warunkującymi działalność górniczą są zarządzenia. Zarządzenia
mogą być wydawane przez Prezesa WUG lub Dyrektorów Urzędów Górniczych w zależności
od właściwości terytorialnej.
Zarządzenia mogą byś wydaje również przez prezesów lub dyrektorów spółek prowadzącą
działalność górniczą.
Przykładem takiego zarządzenia jest  Zarządzenie nr 7 z dnia 24 marca 2003 r. Dyrektora
Oddziału Górnictwo Naftowe PGNiG SA w Warszawie w sprawie: zasad kwalifikacji
i ustalenia stref zagrożenia wybuchem miejsc i pomieszczeń w zakładach górnictwa
naftowego.
Powyższe ustalenia przenoszone są na wszystkie obiekty tam gdzie zagrożenie
wybuchem może zaistnieć, są wyznaczone graficznie na planach sytuacyjnych obiektów oraz
wyznaczone w terenie zgodnie ze strefą zagrożenia i oznaczone Strefa 0, Strefa 1, Strefa 2.
Strefa zagrożenia wybuchem jest to przestrzeń w której występuje mieszanina
wybuchowa lub w której przewiduje się jej występowanie, co powoduje konieczność
zastosowania urządzeń (w szczególności elektrycznych) w obudowie przeciwwybuchowej.
Obszar zagrożenia określamy jako trójwymiarową przestrzeń , w której możliwym jest
występowanie mieszaniny wybuchowej i przez to wymagane będą specjalne środki
ostrożności przy projektowaniu, budowie i użytkowaniu maszyn, urządzeń i instalacji
znajdujących się w obrębie tego obszaru. Obszar ten wymaga również odpowiednich
instrukcji wykonywania prac i zachowania się obsługi w ich przestrzeni.
Strefy zagrożenia wybuchem dzielimy na:
I. Strefa 0
1. Przestrzeń w ogrodzeniu lub okrąg o promieniu 5 m wokół głowicy odwiertu eksploatacyjnego.
2. Przestrzeń o kształcie kuli o średnicy 1 m wokół wylotu rury odwiertowej (niezakończonej
zaworkiem odcinającym) odprowadzającej gaz z przestrzeni międzyrurowej rur
okładzinowych odwiertów eksploatacyjnych z ekshalacją.
II. Strefa 1
1. Przestrzeń nad powierzchnią cieczy palnych (płynów złożowych) wewnątrz zbiorników
otwartych.
2. Przestrzeń w kształcie walca o promieniu 2,5 m sięgająca od wylotu nalewaka do
poziomu terenu służącego do przelewania ropy, gazoliny stabilizowanej otwartym
strumieniem (występująca tylko podczas napełniania).
3. Przestrzeń w kształcie kuli o promieniu 1 m wokół wylotu zaworów oddechowych
zamontowanych na zbiornikach cieczy palnych.
III. Strefa 2
1. Dla odwiertu gazowego lub ropno-gazowego:
- Przestrzeń wewnątrz bodni (kopanki) przyodwiertowej od jej dna lustra płynu do
poziomu terenu.
- Przestrzeń rozciągająca się wokół głowicy odwiertu na szerokość bodni i 1 m w górę.
2. Dla odwiertu gazowego i ropno-gazowego bez bodni(kopanki)  przestrzeń rozciągająca
się na odległość 1 m wokół głowicy do poziomu gruntu.
3. W przypadku otworów pompowanych pompami żerdziowymi, dławik pompy może być
z
ródłem wypływu , ze strefą 2 w kształcie kuli o promieniu 1 m (rys. 36, 37, 38).
4. Przestrzeń nad zbiornikiem otwartym płynów złożowych ograniczoną linią umowną
biegnącą 3 m wokół obrysu zbiornika.
5. Przestrzeń wewnątrz obudowy czół zbiorników gazolinowych, wraz z pasem szerokości
3 m wokół obrysu zewnętrznego ścian obudowy.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
54
6. Przestrzeń ograniczoną linią umowną biegnącą w odległości 2 m wokół obrysu
zewnętrznego zamkniętych napowierzchniowych zbiorników magazynowych ropy
naftowej, gazoliny, gazu płynnego, metanolu, paliwa, wody złożowej.
7. Przestrzeń wewnątrz kanałów i zagłębień położonych poniżej terenu zlokalizowanych
wewnątrz obwałowań magazynów ropy.
8. Dla urządzeń w zabudowie kontenerowej, mogących być z
ródłem emisji:
 Wnętrze kontenera i przestrzeń w promieniu 1 m na zewnątrz od drzwi, otwieranych
okien i otworów wentylacyjnych.
9. Pomieszczenie wewnątrz tłoczni ropy naftowej, gazu ziemnego, gazoliny, metanolu,
pomieszczenie wewnątrz pomiarowni gazu, gazoliniarni, odsiarczarni z granicą strefy
biegnącej po obrysie budynku.
10. Przestrzeń wewnątrz ogrodzenia lub linii umownej biegnącej w odległości 2 m od
urządzeń technologicznych służących do eksploatacji ropy naftowej, gazu ziemnego,
podziemnych magazynów gazu (np.węzłów redukcyjno-pomiarowych, oddzielaczy,
instalacji nadawczych i odbiorczych tłoków czyszczących, instalacji odsiarczania,
odrtęciania, odgazolinowania, instalacji propanu-butanu, instalacji stabilizacji ropy
naftowej i kondensatu węglowodorowego, instalacji regeneracji aminy, filtrów gazu,
filtrów ropy i osuszania gazu z wyłączeniem części regeneracyjno-tłoczącej glikolu itp.).
11. Separatory ściekowe i osadnik substancji węglowodorowych:
 Wnętrze separatorów i osadników wraz ze strefą w promieniu 1 m wokół obrysu
zbiornika lub w przypadku zbiornika wyposażonego w zawór oddechowy króćca
(zaworu) oddechowego.
12. Przestrzeń ograniczona linią umowną biegnącą w odległości 3 m od stanowiska
o połączeniu rozłącznym służącym do rozładunku i napełniania cystern ropą naftową,
gazoliną, wodą złożową, metanolem, gazem płynnym (tylko w czasie pracy).
13. Przestrzeń w kształcie kuli o średnicy 1 m wokół króćca spustowego z zaworów
bezpieczeństwa, umieszczonych na urządzeniach technologicznych, przestrzeń
w odległości 1 m wokół obrysu bezpiecznika płynowego.
Wokół ww. upustów i bezpiecznika płynowego może powstać chwilowa strefa zagrożenia
wybuchowego w kształcie kuli o promieniu 5 m  strefa powstaje w przypadku otwarcia
zaworu lub bezpiecznika.
[ r ]
STREFA 2
OGRODZENIE
GA
OWICA
Rys. 36. Otwór pompowany pompami wgłębnymi z dławikiem (bez bodni lub osadnika) [9, s. 20]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
55
[ r ]
[ r] OD KRAW
DZI BODNI
ORAZ [h= r] m W GÓR

STREFA 2
OGRODZENIE
STREFA 1
GA
OWICA
Rys. 37. Otwór eksploatacyjny z bodnią lub osadnikiem leżącym poniżej terenu (widok z góry) [9, s. 20]
STREFA 1
STREFA 2
[ r] OD KRAW
DZI BODNI
[ r ]
STREFA 2
GA
OWICA
Rys. 38. Otwór eksploatacyjny z bodnią lub osadnikiem leżącym poniżej terenu (przekrój pionowy)
[opracowanie własne]
Przepisy techniczne określają podstawowe zasady, jakim podlega wydobywanie
ropy pompami wgłębnymi.
1. Postanowienia wstępne
1.1. Teren wokół odwiertu powinien być wyrównany, ogrodzony i utrzymany
w należytym porządku i czystości.
1.2. Wejście na teren kopalni odwiertu powinno być zaopatrzone w tablice
ostrzegawcze z zakazem wstępu obcym, zakazem używania otwartego ognia oraz
zakazie palenia tytoniu.
1.3. Każdy odwiert powinien być oznaczony nazwą i adresem przedsiębiorcy wraz
z telefonami alarmowymi.
1.4. Teren wokół odwiertu pompowego powinien być w porze nocnej oświetlony.
1.5. Wszystkie urządzenia znajdujące się przy odwiercie pompowym powinny być
szczelnie połączone i wyposażone w urządzenia kontrolno  pomiarowe jak
manometry i termometry.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
56
2. Wyposażenie wgłębne odwiertów
2.1. Dobór rodzaju pompy wgłębnej, głębokości zapuszczania cylindra pompowego
lub zaczepu pompy wpuszczanej oraz parametry ciśnienia głowicowego należy
utrzymywać zgodnie z ustalonymi warunkami wydobycia (protokół dozwolonych
poborów zatwierdzony przez Kierownika Ruchu Zakładu Górniczego (KRZG)).
2.2. Zabrania się pompowania odwiertu przy zapuszczonej pompie poniżej stropu
złoża.
2.3. Zabrania się bez zgody Okręgowego Urzędu Górniczego prowadzenia
pompowania odwiertu, przy obniżonym ciśnieniu na głowicy poniżej ciśnienia
atmosferycznego (ssanie).
2.4. Pompy wgłębne powinny być tak mocowane aby wykluczyć ich niekontrolowane
przemieszczanie na spód odwiertu.
2.5. Pompy wgłębne powinny być wyposażone w zależności od potrzeb w filtr piasku
lub odgazowywacz.
2.6. Gdy odwiert produkuje wraz z ropą wodę, sito pompowe powinno umożliwić stałe
zaczerpywanie wody ze spodu odwiertu przy stałym słupie ropy powyżej stropu
roponośnego.
2.7. Mufy rur pompowych powinny być wykonane w sposób uniemożliwiający
podstawianie na złączach rur okładzinowych.
2.8. Żerdzie pompowe powinny być dostosowane tak wymiarami, jak wytrzymałością
materiału do głębokości odwiertu, wymiarami pompy oraz rodzajem
pompowanego płynu.
2.9. Przed zapuszczeniem żerdzi pompowych do odwiertu należy bardzo starannie
dobierać zestaw żerdzi oraz dokładnie sprawdzać połączenia mufa  czop
szczególnie przy zmianie średnicy żerdzi pompowych.
3. Uzbrojenie napowierzchniowe odwiertów
3.1 Głowice pompowe zabezpieczające wylot odwiertu powinny zapewniać
szczelność oraz być odpowiednio dobrane do max ciśnienia na głowicy odwiertu
w czasie pompowania jak w warunkach statycznych.
3.2 Każda głowica pompowa powinna posiadać atest dopuszczający do pracy
w określonych warunkach ciśnienia, temperatury oraz powinna być odporna na
H2S (siarkowodór), jeżeli na danym złożu występuje.
3.3 Głowice odwiertu powinny umożliwić pomiar ciśnienia oraz wykonanie pomiaru
poziomu płynu poza rurkami wydobywczymi (pomiar echometrem).
4. Napędy grupowe (kieraty i transmisje)
4.1. Odwierty płytkie zgrupowane na niewielkiej przestrzeni i eksploatujące niewielkie
ilości ropy powinny pompować grupowo za pomocą kieratów pompowych.
4.2. Fundamenty pod silniki, koła poziome i inne powinny być wykonane
z odpowiednich materiałów zapewniające bezpieczeństwo pracy urządzeń.
4.3. Wszystkie ruchome części silników, przystawek ( przekładni) oraz kół poziomych
(kieratowych) powinna być zabezpieczona poręczami.
4.4. Przejścia dla obsługi nie mogą być węższe niż 1,0 m.
4.5. W razie konieczności przechodzenia obsługi przez cięgła transmisji pompowej
wykonać bezpieczne pomosty.
4.6. W przypadku przechodzenia cięgieł przez uczęszczane drogi należy je prowadzić
poniżej poziomu drogi. Przy przechodzeniu cięgłami górą muszą się one
znajdować na wysokości co najmniej 2,5 m od poziomu ścieżki, przy
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
57
przekroczeniu zaś dróg przejazdowych, na wysokości co najmniej 4,5 m od
poziomu drogi.
4.7. Cięgła do kół poziomych i kiwonów pompowych należy wykonać z prętów lub lin
stalowych.
4.8. Cięgła napędzające koło poziome (filialne) powinny być prowadzone możliwie po
liniach prostych i bez załamań. Powinny być podparte w sposób gwarantujący jak
najmniejsze opory tarcia i ograniczać zużycie cięgieł.
4.9. Kieraty jak również koła filialne, jak i dojścia do nich powinny być w porze
nocnej oświetlone umożliwiając bezpieczny dostęp i obsługę urządzeń.
4.10. Przy napędzie kieratu silnikiem elektrycznym urządzenie powinno być
zaopatrzone w wyłącznik automatyczny (awaryjny) umieszczony w widocznym
przejściu.
4.11. W każdym budynku (pomieszczeniu) kieratu pompowego powinien znajdować się
na widocznym miejscu aktualny harmonogram pompowania odwiertów, raport
pompowania, oraz książka raportowa.
4.12. Raport kieratowy powinien zawierać dane dotyczące codziennej produkcji ropy,
wody i gazu z każdego odwiertu, ponadto powinien także przedstawiać uwagi
o pracy pomp wgłębnych urządzeń napowierzchniowych oraz przekładni i silnika.
4.13. Na wyposażeniu każdego kieratu powinien znajdować się sprzęt
przeciwpożarowy.
4.14. Włączenie i wyłączenie cięgieł do pompowania poszczególnych odwiertów
powinno się odbywać za pomocą urządzeń zapewniających bezpieczeństwo pracy.
Zabrania się uruchamiania cięgieł za pomocą nie atestowanych zaczepów i haków.
4.15. Długość cięgieł napędzających pompy wgłębne powinny być tak uregulowane by
wyeliminować w czasie pompowania udary tłoka o kapliczkę cylindra oraz złącza
laski pompowej o głowice pompowe.
4.16. Kiwony powinny być wyważone statycznie, dobrze ułożyskowane, wykonane
z odpowiednich materiałów pod względem wytrzymałościowym i prawidłowo
skonstruowanych. Konstrukcja kiwonu powinna zapewnić pionowe prowadzenie
laski pompowej oraz umożliwiać kontrolę pracy pompy za pomocą dynamometru.
4.17. Pompowanie ropy z odwiertów powinno odbywać się na podstawie ustalonego
harmonogramu pompowania , następnie powinno być przekazane do wiadomości
obsługi kopalni.
4.18. W przypadku zaistnienia awarii lub groz
by jej zaistnienia obsługa zobowiązana
jest do natychmiastowego zgłoszenia o tym osobie dozoru ruchu kopalni.
Instrukcja dla obsługujących kieraty i urządzenia pompowe
1. Natychmiast po przystąpieniu do pracy należy zbadać całe urządzenie ze szczególnym
uwzględnieniem stanu transmisji, a znalezione usterki należy usunąć. Jeżeli obsługujący
nie może sam usunąć poprawki, należy o tym zawiadomić kierownika lub jego zastępcę.
2. Do obowiązku operatora należy przy rozpoczęciu pracy zbadać stan oleju w łożyskach
i posmarowanie ruchomych części urządzenia, transmisji i kiwonów oraz kół zwrotnych
zgodnie z przepisami norm zużycia i stanów smarów.
3. Pompowanie musi się odbywać według wywieszonego na widocznym miejscu
harmonogramu czasu pompowania poszczególnych odwiertów. Należy zwracać przy tym
uwagę na całkowite pompowanie odwiertu, zaś spostrzeżenia o nieprawidłowym
przebiegu produkcji mają być natychmiast zgłaszane kierownictwu.
4. Obowiązkiem operatora wydobycia jest zbadanie czy odwiert po uruchomieniu podaje
płyn natychmiast, względnie po jakimś czasie. Ewentualne usterki należy zgłaszać do
kierownictwa kopalni.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
58
5. W porze zimowej należy przed połączeniem odwiertu z kieratem zbadać, czy transmisja
nie jest przymarznięta. Operator po zapięciu odwiertu ma na nim pozostać tak długo, aż
wyjdzie płyn złożowy, celem przekonania się, że odlewa nie jest zamarznięta.
6. Każdy odwiert należy zaopatrzyć w przyrząd do bezpiecznego włączenia i wyłączenia
transmisji.
7. Przy napędzie kieratu silnikiem elektrycznym, operator w razie przerwy w dostawie
energii elektrycznej ma obowiązek natychmiast odłączyć silnik z sieci.
8. W wypadku nadmiernego wydłużenia się transmisji, co może spowodować uderzenie
tłoka o stopowy zawór pompy, należy skrócić ją odpowiednim łącznikiem.
9. W pomieszczeniu kieratu należy utrzymywać wzorowy porządek, a magazynowanie
wszelkich narzędzi, smarów i materiałów łatwopalnych jest niedozwolone.
10. Do zadań operatora wydobycia należy zwracanie uwagi na przeciwciśnienie lub depresję
w głowicach odwiertów. Wszelkie jego zmiany nie dające się usunąć po odpowiedniej
regulacji lub odmrażaniu muszą być natychmiast zgłaszane kierownictwu.
11. Do rozmrażania niedrożnych odlew, zaworów, głowic itp. należy posługiwać się tylko
gorącą wodą. Dbać o prawidłowe zabezpieczenie głowicy pakunkiem pompowym.
12. Bardzo ważną sprawą jest równomierne obciążenie kieratu, a tym samym silnika
elektrycznego napędzającego kierat. Jeżeli występują indywidualne urządzenia pompowe
operator wydobycia winien utrzymywać należyty stan oleju w skrzyniach redukcyjnych.
13. Dla pomp wyporowych obsługiwanych przez operatorów wydobycia ropy obowiązuje
ciśnienie ruchowe, jak też ilość cykli według ustalonego harmonogramu.
4.5.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie przepisy określają warunki, które należy zagwarantować, by mógł być prowadzony
proces wydobycia ropy naftowej przez pompowanie?
2. Jakie zabezpieczenia powinien mieć odwiert pompowany?
3. Jak powinien być oznakowany teren wokół otworu pompowanego?
4. Jakie wymogi musi spełniać wyposażenie wgłębne odwiertów?
5. Jakie warunki bezpieczeństwa należy zachować przy obsłudze kieratów i transmisji
pompowych?
6. Jak powinny być zabezpieczone urządzenia elektryczne służące do napędu kieratów
pompowych?
7. Jaki podstawowy akt prawny określa działalność górniczą?
8. Jaki dokument należy sporządzić, by przystąpić do wyciągania uszkodzonego przewodu
pompowego?
9. Co to jest strefa zagrożenia wybuchem?
10. Co to jest obszar zagrożenia wybuchem?
11. Z którą ze stref zagrożenia mamy do czynienia w procesie pompowania?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
59
4.5.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj i oznacz strefy zagrożenia wybuchem w obrębie odwiertu pompowanego
z bodnią zagłębioną. Odległość między głowicą pompową, a krawędzią bodni wynosi 1,5 m.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z treścią Poradnika, gdzie przedstawiono sposób wyznaczania stref
zagrożenia przy odwiercie pompowanym,
2) narysować odwiert pompowany z bodnią w rzucie poziomym i przekroju,
3) nanieść na rysunki odpowiednie kształty stref zagrożenia wybuchem,
4) opisać nazwy występujących stref i oznaczyć ich podstawowe długości,
5) zaprezentować wykonane zadanie.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- kartka, ołówek,
- cyrkiel, linijka,
- Poradnik dla ucznia.
4.5.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) określić, jaki akt prawny reguluje przepisy dotyczące wydobycia ropy
metoda otworową? � �
2) wymienić podstawowe rozporządzenia określające szczegółowe
zasady prowadzenia działalności wydobywczej metodą otworową? � �
3) wymienić informacje jakie zawiera plan ruchu zakładu górniczego?
� �
4) wymienić rodzaj dokumentów wymaganych przed rozpoczęciem
wydobywania ropy metodą pompowania ? � �
5) podać treść części szczegółowej planu ruchu?
� �
6) wymienić strefy zagrożenia wybuchem?
� �
7) opisać wszystkie strefy zagrożenia wybuchem?
� �
8) określić która strefa dotyczy odwiertu eksploatowanego przez
pompowanie i jak kształtuje się przestrzennie? � �
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
60
5. SPRAWDZIAN OSI
GNI
Ć
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
6. Zadania wymagają stosunkowo prostych obliczeń, które powinieneś wykonać przed
wskazaniem poprawnego wyniku.
7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
8. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie
na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
9. Na rozwiązanie testu masz 60 minut.
Powodzenia!
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Eksploatację metodą pompowania stosujemy gdy
a) ciśnienie złożowe jest wyższe od ciśnienia hydrostatycznego ropy w odwiercie.
b) ciśnienie złożowe jest równe zero.
c) ciśnienie złożowe jest niższe od ciśnienia hydrostatycznego ropy w odwiercie .
d) odwiert wypełniony jest gazem.
2. Wykładnik gazowy jest to
a) ciśnienie hydrostatyczne.
b) stosunek objętości gazu do objętości ropy(w przeliczeniu na ciężar ropy).
c) stosunek objętości ropy (w przeliczeniu na ciężar ) do objętości gazu.
d) wydobycie ropy w jednostce czasu.
Vg
3. Dla Vg= 1500 m3/dobę i Qr =15 t/dobę wykładnik gazowy WG = wynosi
Qr
a) 10 m3/t.
b) 100 m3/t
c) 150 m3/t.
d) 15 m3/t.
4. Kiwon pompowy to
a) urządzenie przenoszące ruch posuwisto zwrotny z kieratu na ruch pionowy przewodu
pompowego.
b) urządzenie do wyciągania pompy wgłębnej.
c) urządzenie do napędu transmisji pompowej.
d) urządzenie do przepompowywania ropy na powierzchni.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
61
5. Żerdzie pompowe służą do
a) przenoszenia ruchu z urządzenia napowierzchniowego na pompę wgłębną.
b) mocowania rur pompowych.
c) przenoszenia ruchu z kieratu na kiwon.
d) odprowadzenia ropy z pompy wgłębnej na powierzchnię.
6. Do urządzeń napowierzchniowych nie zalicza się
a) koło filialne.
b) podpora transmisyjna.
c) głowica pompowa.
d) żerdzie pompowe.
7. Strefa zagrożenia wybuchem to
a) ogrodzony teren wokół odwiertu.
b) przestrzeń wokół urządzeń elektrycznych.
c) przestrzeń w której występuje mieszanina wybuchowa.
d) przestrzeń w której występuje mieszanina wybuchowa lub w której przewiduje się jej
występowanie.
8. Częstym powodem uszkodzenia i konieczności wymiany zestawu pompowego jest
a) wysoki poziom ropy w odwiercie.
b) nagromadzenie się osadów parafinowo-solnych.
c) wysoki wykładnik gazowy.
d) rozszczelnienie głowicy pompowej.
9. Najczęściej stosowaną pompą wgłębną jest
a) pompa odwrócona.
b) pompa z uszczelnieniem płynowym.
c) pompa z uszczelnieniem manszetowym.
d) pompa typu PWR-1.
10. Podstawowe elementy pompy wgłębnej to
a) tłok, cylinder, zawór stopowy, zawór zwrotny.
b) tłok, cylinder, wtryskiwacz, zawór stopowy.
c) tłok, cylinder, zawór stopowy, zawór tłoczący.
d) tłok, kapelusz, kapliczka, zawór stopowy.
11. Podczas pracy pompy wgłębnej przy ruchu tłoka w górę
a) zawór stopowy (ssący) i zawór tłoczący są zamknięte.
b) zawór stopowy (ssący) jest zamknięty a zawór tłoczący jest otwarty.
c) zawór stopowy (ssący) jest otwarty a zawór tłoczący jest zamknięty.
d) zawór stopowy (ssący) i zawór tłoczący są otwarte.
12. Poniższy wykres z dynamografu przedstawia sytuacje w odwiercie, gdy
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
62
a) doszło do zerwania żerdzi pompowych.
b) doszło do rozszczelnienia zaworu ssącego.
c) doszło do zagazowania pompy.
d) tłok wychodzi za wysoko z cylindra.
13. Urządzeniem do określania charakterystyki pracy pompy jest
a) echometr.
b) dynamograf.
c) ciężarowskaz.
d) manometr.
14. Głowica pompowa służy do
a) zawieszania pompy wgłębnej.
b) zapuszczania i wyciągania zestawu pompowego.
c) wtłoczenia gazu do odwiertu i uszczelnienia laski pompowej.
d) odprowadzenia ropy z odwiertu i uszczelnienia laski pompowej.
15. Fotografia poniżej przedstawia
a) żuraw pompowy z napowierzchniowym napędem hydraulicznym.
b) urządzenie do wyciągania zestawów pompowych typu A-50.
c) urządzenie do usuwania parafiny w otworze.
d) urządzenie do wykonywania pomiarów wgłębnych.
16. W celu zakończenia pracy indywidualnego żurawia pompowego należy
a) wyłączyć silnik żurawia.
b) wyłączyć silnik i zamknąć zasuwę na głowicy pompowej.
c) zamknąć zasuwę na głowicy pompowej.
d) odpuścić ciśnienie z rurek syfonowych.
17. Do wyważania indywidualnego żurawia pompowego służą
a) korby.
b) belka pociągacza.
c) regulowane przeciwwagi.
d) koński łeb.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
63
18. Indywidualny żuraw pompowy napędzany jest przez
a) kierat pompowy.
b) transmisję pompową.
c) przynależny do niego silnik elektryczny lub gazowy.
d) wbudowaną maszynę parową.
19. Wymiana zestawu pompowego stwarza zagrożenie
a) wydzielania gazu do atmosfery.
b) powstawania mieszaniny wybuchowej.
c) wycieku do gleby substancji ropopochodnych.
d) wycieku do gleby ropy i solanki.
20. Zabrania się pompowania odwiertu przy
a) zapuszczonej pompie poniżej stropu złoża.
b) występowaniu w ropie H2S (siarkowodoru).
c) głębokości powyżej 1000 metrów.
d) występowaniu w ropie wody.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
64
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko ............................................................................................................................
Obsługiwanie odwiertów pompowanych ropy naftowej
Zakreśl poprawną odpowiedz

Nr. Odpowiedz
Punkty
zadania
1 a B c d
2 a B c d
3 a B c d
4 a B c d
5 a B c d
6 a B c d
7 a B c d
8 a B c d
9 a B c d
10 a B c d
11 a B c d
12 a B c d
13 a B c d
14 a B c d
15 a B c d
16 a B c d
17 a B c d
18 a B c d
19 a B c d
20 a B c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
65
6. LITERATURA
1. Instrukcja dla obsługujących kieraty i urządzenia pompowe. SZGNiG Sanok 1990
2. Instrukcja obsługi indywidualnego żurawia pompowego typu IŻP  9  2000. ZZGNiG
Zielona Góra 1998
3. Onyszkiewicz Z.: Kopalnictwo naftowe część II Eksploatacja Złóż. Państwowe
Wydawnictwa Szkolnictwa Zawodowego. Warszawa 1958
4. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28.06.2002 r. w sprawie bezpieczeństwa
i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia
przeciwpożarowego w zakładach górniczych wydobywających kopaliny otworami
wiertniczymi (Dz. U. nr 109, poz. 840 z 2002 r.)
5. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 14.06.2002 r.
w sprawie planów ruchu zakładu górniczego (Dz. U. nr 94, poz. 961 z 2003 r.
z póz
niejszymi zmianami)
6. Ustawa z dnia 04.02 12994 r. Prawo Geologiczne i Górnicze (t.j. Dz U. z 2005. nr 228,
poz. 1947 z póz
niejszymi zmianami)
7. Wilk Z.: Eksploatacja złóż płynnych surowców mineralnych. Wydawnictwo  Śląsk ,
Katowice 1969
8. www.niuw.glinik.pl
9. Zarządzenie nr 7 z dnia 24 marca 2003 r. Dyrektora Oddziału Górnictwo Naftowe
PGNiG SA w Warszawie w sprawie: zasad kwalifikacji i ustalenia stref zagrożenia
wybuchem miejsc i pomieszczeń w zakładach górnictwa naftowego
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
66