गैसीय उत्थापित्र

गैस उत्थापित्र या बबल पंप एक प्रकार का पंप है जो ऊर्ध्वाधर आउटलेट ट्यूब में गैस बबल को प्रवेशित करके उन्नयनों के बीच तरल पदार्थ बढ़ा सकता है; जैसे ही ट्यूब के भीतर बुलबुले उठते हैं, वे अपने पीछे हाइड्रोस्टेटिक दबाव में गिरावट का कारण बनते हैं, जिससे द्रव ऊपर खिंच जाता है। संपीड़ित हवा या जल वाष्प का उपयोग करके गैस उत्थापित्रों को प्रायः पानी या पेट्रोलियम के लिए कृत्रिम उत्थापित्रों के रूप में उपयोग किया जाता है।

विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए गैस उत्थापित्रों का उपयोग किया गया है:

• कॉफ़ी परकोलेटर्स और इलेक्ट्रिक ड्रिप कॉफ़ीमेकर्स गर्म पानी को उठाने के लिए वाष्पीकृत पानी का उपयोग करते हैं
• एयरलिफ्ट पंप पानी उठाने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग करते हैं
• पल्सर पंप भूमिगत जल को उठाने के लिए एक भूमिगत वायु कक्ष का उपयोग करते हैं
• सक्शन ड्रेज विभिन्न प्रकार के गैस उत्थापित्र का उपयोग करता है जिसे निर्वात मिट्टी, रेत और मलबे के लिए एयरलिफ्ट पंप कहा जाता है
• मिस्ट लिफ्ट समुद्र के तापीय ऊर्जा रूपांतरण प्रणालियों में समुद्री जल को खींचने के लिए वाष्पीकृत पानी का उपयोग करती है

पेट्रोलियम उद्योग उपयोग करता है

संयुक्त राज्य अमेरिका में, 10% तेल कुओं में गैस उत्थापित्र का उपयोग किया जाता है जिनके पास कुएं का उत्पादन करने के लिए अपर्याप्त जलाशय दबाव होता है। पेट्रोलियम उद्योग में, इस प्रक्रिया में टयूबिंग-आवरण वलय के माध्यम से गैस को इंजेक्ट करना सम्मिलित है। इंजेक्ट की गई गैस द्रव को उसके घनत्व को कम करने के लिए वातित करती है; गठन दबाव तब तेल स्तंभ को उठाने में सक्षम होता है और द्रव को कुएं से बाहर निकालता है। कुएं की उत्पादन विशेषताओं और गैस-उत्थापित्र उपकरण की व्यवस्था के आधार पर गैस को लगातार या रुक-रुक कर इंजेक्ट किया जा सकता है। तेल उत्पादन को अधिकतम करने के लिए इंजेक्ट की जाने वाली गैस की मात्रा कुँए की स्थिति और ज्यामिति के आधार पर भिन्न होती है। बहुत अधिक या बहुत कम अंतःक्षिप्त गैस का परिणाम अधिकतम उत्पादन से कम होगा। प्रायः, अंतःक्षिप्त गैस की इष्टतम मात्रा कुँए के परीक्षण द्वारा निर्धारित की जाती है, जहां इंजेक्शन की दर भिन्न होती है और तरल उत्पादन (तेल और संभवतः पानी) को मापा जाता है। वैकल्पिक रूप से, इष्टतम गैस इंजेक्शन दर का अनुमान लगाने के लिए गणितीय मॉडल का उपयोग किया जा सकता है। इस तरह के मॉडल महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ प्रदान करते हैं, क्योंकि वे कुएं की डिजिटल प्रतिकृति का उपयोग करके वास्तविक या नियोजित गैस-उत्थापित कुएं के प्रदर्शन को अनुकरण करने की अनुमति देते हैं।

हालांकि गैस को बाद के पृथक्करण चरण में तेल से पुनर्प्राप्त किया जाता है, इस प्रक्रिया में गैस के दबाव को उस स्तर तक बढ़ाने के लिए एक संपीड़क को चलाने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है जहां इसे फिर से इंजेक्ट किया जा सकता है।

गैस-लिफ्ट मैंड्रेल एक गैस-उत्थापित्र कुएं के टयूबिंग स्ट्रिंग में स्थापित एक उपकरण है, जिस पर या जिसमें गैस-लिफ्ट वाल्व लगाया जाता है। मैंड्रेल के दो सामान्य प्रकार हैं। एक पारंपरिक गैस-लिफ्ट मैंड्रेल में, गैस-लिफ्ट वाल्व स्थापित किया जाता है क्योंकि टयूबिंग को कुएं में रखा जाता है। इस प्रकार, वाल्व को बदलने या मरम्मत करने के लिए, टयूबिंग स्ट्रिंग को खींचा जाना चाहिए। साइड-पॉकेट मैंड्रेल में, हालांकि, वाल्व को वायरलाइन द्वारा स्थापित और हटा दिया जाता है, जबकि मैंड्रेल अभी भी कुएं में है, जिससे वाल्व की मरम्मत या बदलने के लिए टयूबिंग को खींचने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।

गैस-लिफ्ट वाल्व गैस-लिफ्ट मैंड्रेल पर (या अंदर) स्थापित एक उपकरण है, जो बदले में गैस-उत्थापित्र कुएं के उत्पादन टयूबिंग पर लगाया जाता है। टयूबिंग और केसिंग दबाव वाल्व को खोलने और बंद करने का कारण बनता है, इस प्रकार टयूबिंग में तरल पदार्थ में गैस को इंजेक्ट करने की अनुमति देता है जिससे द्रव सतह पर बढ़ जाता है। उद्योग के शब्दकोश में, गैस-उत्थापित्र मैंडरेल्स को "ट्यूबिंग पुनर्प्राप्ति योग्य" कहा जाता है, जिसमें वे परिनियोजित किए जाते हैं और उत्पादन टयूबिंग से जुड़े होते हैं। गैस-लिफ्ट मैंड्रेल देखें।

गैस उत्थापित्र ऑपरेशन को विभिन्न तरीकों से अनुकूलित किया जा सकता है। नवीनतम तरीका जोखिम-अनुकूलन का उपयोग कर रहा है जो गैस उत्थापित्र आवंटन के सभी पहलुओं पर विचार करता है।

इतिहास

ड्रेजिंग और अंडरवाटर पुरातत्त्वविद्या जैसे संचालन में पानी उठाने के लिए एयर लिफ्ट संपीड़ित हवा का उपयोग करता है। यह मत्स्यालयों में पानी के प्रवाह को बनाए रखने के लिए भी पाया जाता है। खदानों से पानी उठाने के लिए उत्थापित्र के इन रूपों का उपयोग 1797 में खानों में किया गया था। प्रायः स्ट्रिंग के तल पर एक फुट वाल्व के माध्यम से, इन प्रणालियों में तरल प्रवाह में हवा के एकल बिंदु इंजेक्शन का उपयोग किया जाता है। पेन्सिलवेनिया में 1864 के प्रारम्भ में तेल के कुओं को उठाने के लिए गैस उत्थापित्र का उपयोग किया गया था, साथ ही संपीड़ित हवा का उपयोग करके, एक हवा के पाइप के माध्यम से हवा को कुएं के नीचे लाया गया। टेक्सास में बड़े पैमाने पर कृत्रिम उत्थापित्र के लिए हवा का उपयोग किया गया था। 1920 में प्राकृतिक गैस ने हवा का स्थान ले लिया, जिससे विस्फोट का खतरा कम हो गया। 1929 से 1945 तक विभिन्न प्रकार के गैस उत्थापित्र वाल्वों पर लगभग 25000 पेटेंट जारी किए गए जिनका उपयोग चरणों में निकासी के लिए किया जा सकता था। इनमें से कुछ प्रणालियों में टयूबिंग को हिलाना, या उत्थापित्र बिंदु को बदलने के लिए वायरलाइन सिंकर बार का उपयोग करना सम्मिलित था। अन्य स्प्रिंग संचालित वाल्व थे। अंतत: 1944 में डब्ल्यू.आर. किंग ने दबावयुक्त धौंकनी वाल्व का पेटेंट कराया जिसका आज उपयोग किया जाता है। 1951 में वायरलाइन के साथ चुनिंदा स्थिति और गैस उत्थापित्र वाल्व को पुनः प्राप्त करने के लिए साइडपॉकेट मैंड्रेल विकसित किया गया था।

यह भी देखें

• पम्पजैक - एक तेल के कुएं में प्रत्यागामी पिस्टन पंप के लिए ड्राइव करें
• प्रगतिशील गुहा पंप - कुंडलित रोटर के साथ रोटरी पंप का प्रकार
• निमज्जनीय पम्प - तरल पदार्थ में अंदर काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया पंप

बाहरी संबंध

• Kermit Brown. The Technology of Artificial Lift Methods, vol 2A. The Petroleum Publishing Company, 1980.
• “Subsurface Equipment/Artificial Lift: Maximizing Production from the Well”, May 1999 JPT
• Video showing a bubble pump in action