Μια αντλία ράβδου αναρρόφησης είναι ένας τύπος αντλίας αναζήτησης πετρελαίου που εμφανίζεται συνήθως σε κοιτάσματα στο Τέξας στις ΗΠΑ και σε άλλες περιοχές όπου υπάρχουν πιθανά κοιτάσματα πετρελαίου βαθιά στο έδαφος. Είναι ικανό να αντλεί λάδι από βάθος 10,000 ποδιών (3.05 χιλιομέτρων) ή μεγαλύτερο, και μοιάζει κάπως με την κίνηση ενός μεγάλου εκκρεμούς γυρισμένου στο πλάι. Υπάρχουν πολλά άλλα ονόματα για την αντλία ράβδου αναρρόφησης στη βιομηχανία αναζήτησης πετρελαίου, συμπεριλαμβανομένων των αντλιών κεφαλής, του γαϊδάρου με το κεφάλι και της αντλίας αλόγου, αλλά όλα έχουν σχεδιαστεί με βάση τις ίδιες αρχές.
Κάθε εξάρτημα μιας αντλίας ράβδου αναρρόφησης έχει επίσης ένα μοναδικό όνομα, το οποίο μπορεί να φαίνεται δύσκολο να κατανοηθεί εκτός εάν κάποιος είναι εξοικειωμένος με το μηχάνημα. Όλα τα επιμέρους μέρη χρησιμεύουν ως ενωμένοι σύνδεσμοι σε μια μηχανική αλυσιδωτή αντίδραση που μεταφέρει σταδιακά την κυκλική κίνηση σε μια γενική κίνηση άντλησης προς τα πάνω και προς τα κάτω. Ολόκληρος ο μηχανισμός λειτουργεί παρόμοια με ένα συγκρότημα στροφαλοφόρου άξονα σε ατμομηχανή αυτοκινήτου ή τρένου ή με τον προστατευτικό οπλισμό στις πόρτες που κλείνουν αυτόματα με αργό ρυθμό για να αφήσουν κάποιον να περάσει.
Πρώτον, ένας υπέργειος κινητήρας περιστρέφει έναν κοντινό σφόνδυλο μέσω ενός ιμάντα ή αλυσίδας, ο οποίος είναι ουσιαστικά ένας μεγαλύτερος τροχός που περιστρέφεται πιο αργά αλλά έχει μεγαλύτερη ροπή ή δύναμη ανά περιστροφή. Αυτός ο σφόνδυλος έχει έναν σχεδόν οριζόντιο βραχίονα προσαρτημένο σε αυτόν, γνωστό ως βραχίονας στροφάλου, ο οποίος κινείται πάνω και κάτω σε γωνία περίπου 60° ως προς τον ορίζοντα. Ο βραχίονας του στρόφαλου συνδέεται με έναν βραχίονα Pitman, ο οποίος είναι η μεγαλύτερη δοκός της μηχανής αντλίας ράβδου αναρρόφησης. Ο βραχίονας Pitman είναι σχεδόν οριζόντιος, αλλά γωνιάζει ελαφρώς προς τα κάτω, όπου το άκρο συνδέεται με ένα βάρος που είναι γνωστό ως αλογοκέφαλο, ένα αντίβαρο σε σχήμα άκμονα που χρησιμεύει ως τύπος άκρου εκκρεμούς. Όλα αυτά τα εξαρτήματα κινούνται μαζί για να τραβήξουν και να πιέσουν ένα καλώδιο Hanger που είναι αναρτημένο από την κεφαλή του αλόγου σε έναν κατακόρυφο άξονα στο έδαφος.
Το καλώδιο Hangar συνδέεται σε μια διαδοχική σειρά εξαρτημάτων γνωστά ως ράβδος στίλβωσης, κουτί γεμίσματος και κορδόνι ράβδου, τα οποία μαζί λειτουργούν ως ένα είδος εμβόλου στον κατακόρυφο θάλαμο. Σε αυτό το κατακόρυφο κανάλι, όλοι κινούν αυτό που είναι γνωστό ως Ταξιδεύουσα Βαλβίδα και Έμβολο για να διατηρήσουν μια σταθερή αλλαγή πίεσης προς τα πάνω και προς τα κάτω στον άξονα. Μια βαλβίδα στάσης πιο κάτω από τον άξονα είναι στερεωμένη στη θέση της και διοχετεύει όλη τη δύναμη της δράσης του εμβόλου έτσι ώστε καθώς ο μηχανισμός πιέζεται προς τα κάτω, η πίεση λαδιού αυξάνεται στο έδαφος και, καθώς αποσύρεται, αυτό το λάδι αναρροφάται από την υπόγεια δεξαμενή και σωλήνων.
Ο σχεδιασμός της αντλίας ράβδου αναρρόφησης αφαιρεί συνήθως περίπου 5.3 γαλόνια (20 λίτρα) υγρού για κάθε κύκλο της αντλίας, που ισοδυναμεί με ένα βαρέλι λαδιού ή 42 γαλόνια (160 λίτρα) για περίπου κάθε οκτώ κύκλους άντλησης. Ένας κύκλος σε μια αντλία μπορεί να διαρκέσει λιγότερο από ένα λεπτό, επομένως ο εξοπλισμός μπορεί να αντλεί περίπου 7 έως 20 βαρέλια πετρελαίου την ώρα, ανάλογα με το πόσο γρήγορα έχει ρυθμιστεί να λειτουργεί. Αυτό είναι πολύ αργό σύμφωνα με πρότυπα όπως αυτά των πλατφορμών γεώτρησης ανοικτής θαλάσσης, αλλά οι αντλίες είναι σχετικά φθηνές και εύκολο να εγκατασταθούν και να συντηρηθούν σε πολλές τοποθεσίες.
Αυτός ο τύπος μονάδας άντλησης είναι επίσης γνωστός ως “διψασμένο πουλί”, καθώς μοιάζει με ένα πουλί που κουνάει συνεχώς το κεφάλι του πάνω-κάτω ή μια “αντλία ακρίδας” λόγω του γεγονότος ότι η συνολική δομή του μοιάζει με εκείνη μιας ακρίδας. και η μοναδική του μηχανική κίνηση έχει πολλές βιομηχανικές εφαρμογές. Η αντλία ράβδου αναρρόφησης για την αναζήτηση πετρελαίου αρχικά δεν είναι πολύ αποτελεσματική στην άντληση πετρελαίου από το έδαφος, καθώς τείνει να υπάρχει πολύ παγιδευμένο αέριο σε νέα κοιτάσματα. Βέλτιστα, η αντλία ράβδου αναρρόφησης έχει ογκομετρική απόδοση άντλησης 80% με λάδι, έναντι άλλων ενώσεων όπως αέριο και νερό.
Η πιο συχνή χρήση για σχέδια αντλιών ράβδου αναρρόφησης στην αναζήτηση πετρελαίου είναι σε ξηρά όπου είναι γνωστό ότι υπάρχει πιθανότατα πλούσια κοιτάσματα πετρελαίου. Δεν αντλούν μεγάλο όγκο λαδιού ανά διαδρομή, αλλά είναι κατασκευασμένα με βάση ένα σύνολο αξιόπιστων μηχανικών αρχών που έχουν χρησιμοποιηθεί σε άλλες εφαρμογές ήδη από τον 18ο αιώνα. Μικρές χειροκίνητες εκδόσεις του σχεδιασμού της αντλίας ράβδου αναρρόφησης εξακολουθούν να υπάρχουν σε πολλά συστήματα πάρκων των ΗΠΑ, όπου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μηχανική άντληση νερού από υπόγεια δεξαμενή ή υδροφόρο ορίζοντα.