¡Ayuda al desarrollo del sitio, compartiendo el artículo con amigos!
Cuando se sumergen en el medio bombeado, las bombas de fondo de pozo recogen el fluido y le dan la altura necesaria para que se levante a través de tuberías hasta la superficie desde una gran profundidad. Las características especiales de su diseño hacen posible su uso no solo para elevar equipos de bombeo de agua de este tipo, sino también para la transferencia de líquidos viscosos. Son ampliamente utilizados en la industria química, alimentaria, petrolera y en la vida cotidiana. La mayoría de las bombas de inmersión dinámicas se deterioran por la presencia de arena en los líquidos, pero las unidades de tornillo funcionan con agua sucia sin romperse.
Principio de funcionamiento
El equipo mantiene un flujo constante, en contraste con el ritmo pulsante del medio bombeado en las variantes de los equipos centrífugos, esta característica es importante para trabajar a gran profundidad. Características del trabajo y componentes estructurales de las bombas volumétricas autoaspirantes que utilizan el principio de la estructura de etapas múltiples:
El diseño proporciona un eje vertical, lo que contribuye a la reducción de las dimensiones transversales a un mínimo. Debido a esta configuración, las bombas se utilizan en pozos y pozos abisinios.- Como contenedor para el líquido bombeado, se utiliza una carcasa de bomba, que está diseñada para funcionar en condiciones de pozos de metal de alta calidad, ya que los polímeros no resisten las cargas generadas.
- El movimiento del fluido está asegurado por la acción de un tornillo tornillo (rotor), durante la rotación de la cual se extrae el fluido del pozo, se acelera, se le aplica presión y luego se mueve a lo largo de la manguera.
- El rotor es accionado por un motor eléctrico, el movimiento se comunica a través de un eje rígido. La estabilidad de la instalación está garantizada por el conjunto de rodamientos y otros conjuntos, que son seleccionados por los diseñadores en función de la clase de la unidad.
- El rotor es un tornillo de acero (tornillo sin fin de rosca) de sección transversal circular, que tiene un paso roscado ancho. El estator está representado en el diseño de la misma sección, pero tiene un paso de rosca más de dos veces. Al rotar dentro del estator, el rotor captura el agua de la boquilla de succión y la dirige hacia el paso de descarga.
- La calidad de la bomba depende de la complejidad del dispositivo interno, cuanto mayor sea la velocidad, más prolongada será la vida útil debido a que se minimiza el desgaste de los accionamientos y la barrena.
- En las bombas de transmisión, a diferencia de los motores sumergibles, el motor está ubicado en la superficie, cerca del pozo de entrada de agua, y está conectado al dispositivo de bombeo por un eje intermedio. Dichas unidades son capaces de elevar el aceite desde la profundidad hasta la superficie desde una profundidad de 125 a 130 m con un caudal de 1200 m³ por hora.
- En los dispositivos de transmisión, la parte de bombeo consta de varias secciones de hierro fundido conectadas por pernos. Cada cámara contiene un impulsor centrífugo y un eje, todas las secciones se ajustan a una sola rejilla que permite que el agua pase a través.
- Varias secciones de trabajo le permiten instalar la presión deseada y ajustarla, mientras que el nodo interactúa con el tubo de presión a través de una brida ubicada en la parte superior del cuerpo de la sección. La transmisión se encuentra dentro del tubo protector con aceite. Las secciones se ensamblan gradualmente, aumentando su número a medida que entran en el pozo.
Los diseños de bombas sumergibles se distinguen por una conexión rígida entre el motor y el eje, por lo que no es necesario utilizar el eje de transmisión, lo que contribuye a simplificar el diseño. Las unidades sumergibles se instalan con éxito en troncos de curvas, y el edificio de trabajo para equipos por encima de la cabeza del pozo es más pequeño en volumen. Las bombas sumergibles se caracterizan por una larga vida útil en comparación con otras opciones, ya que debido a su diseño robusto, la vibración se reduce significativamente.
Especies
Las bombas sumergibles tienen características positivas, pero también hay desventajas. Dependiendo del tipo de equipo instalado, su rendimiento operativo y el tiempo de operación varían.
Con motor sumergible (EVN)
Este diseño subyace en el uso de máquinas de hidratación de un solo tornillo en la industria petrolera y es uno de los medios más efectivos de producción mecanizada de aceite con índices de alta viscosidad. En algunas realizaciones, el uso de dicho equipo es la única opción aplicable. La estructura de la unidad de bombeo sumergible incluye los siguientes componentes y piezas de repuesto:
- un motor eléctrico lleno de aceite;
- sistema de protección de agua;
- una bomba que comprende un talón axial de grafito, un eje de relleno, dos pares con una rosca de tornillo en diferentes direcciones, rotores conectados entre sí y con la ayuda de acoplamientos articulados con un eje de transmisión.
Además, el conjunto de bomba incluye una válvula con un conjunto previsto de funciones que protege contra las fluctuaciones de la presión y el flujo de retorno de agua a través de la PO en caso de una parada imprevista, se proporciona un embrague de marcha libre. La ingesta de fluido se lleva a cabo hacia los canales de RO, lo que conduce al equilibrio de las fuerzas axiales en el par inferior y superior.
Los flujos se mezclan en la cámara de presión y entran en el tubo a través del espacio entre la carcasa y el estator, en este caso, el soporte de la bomba axial se descarga, y la confiabilidad del equipo aumenta. Uso de bombas EVN extraídas de las profundidades de aceite de alta viscosidad que contiene residuos mecánicos (hasta 0, 8 g / l) y gas (hasta 50%) en la etapa de recepción. En la producción en serie, hay aproximadamente 13 tamaños de bombas, con una presión de 9–16 MPa y un suministro de 15–200 m3 por día.
Las innovaciones en el diseño para aumentar la confiabilidad y la vida útil incluyen una reducción en la frecuencia de las revoluciones del eje de transmisión, para este propósito, se utilizan una transmisión eléctrica ajustable y engranajes. El diseño general de la unidad, la ubicación de las piezas individuales y los ensamblajes, simplifica las condiciones de los cambios de reparación y mantenimiento.
Tipo de varilla (VSNU)
El inicio de la explotación para la recuperación de petróleo a grandes profundidades comenzó en los años 80 en América y Francia. Desde entonces, los diseños de las plantas se han mejorado muchas veces, se han creado muchos tamaños estándar con una variación de las velocidades de alimentación de 0.5 a 1 mil m3 por día, la presión promedio 30 Mpa.
Estas bombas se distinguen por sus ventajas en comparación con otros tipos de equipos, por ejemplo, se distinguen de las unidades de bombeo:
Diseño simple, bajo peso y tamaño, mantenimiento y manejo periódico simple;- falta de necesidad para la construcción de la base del rodamiento o la base;
- reducir el costo del equipo de transporte;
- trabajo exitoso con líquidos que tienen diferente viscosidad y formación de gas;
- sin retroceso PO, cargas constantes en la varilla;
- uniformidad fluida
- Reducción de costes energéticos y potencia del motor.
Del trabajo de las bombas con accionamiento eléctrico sumergible, se diferencian:
- simplicidad en el montaje de embragues de arranque, rodamientos axiales y radiales, la ausencia de juntas móviles en las bisagras;
- el motor de tierra hace innecesario el dispositivo de protección contra el agua, simplifica el control del estado técnico de la unidad;
- Debido a la instalación en tierra del motor, es posible trabajar con pozos de bajo presupuesto, ya que no es necesario organizar la extracción de calor adicional del motor.
El equipo VSNU se opera en pozos con una presión de 1 mil a 1 mil 500 m³ con medios altamente viscosos con un contenido de gas del cincuenta por ciento en la composición. La unidad de fondo de pozo consiste en una columna estacionaria, en la parte inferior de la cual está montado el estator, el dedo de tope, contra el anclaje de la aleta, el filtro y el separador de gas. En la cavidad de la columna hay una varilla giratoria conectada a la parte inferior del rotor de la bomba. Los componentes principales de las bombas VSNU son las siguientes partes:
cabeza de accionamiento- se usa una T para la salida de fluido;
- marco para asegurar el motor;
- transmisión de movimiento rotacional;
- motor de accionamiento ajustable;
- Dispositivo para la ubicación de la varilla pulida.
La bomba promueve el líquido del depósito en el espacio entre las columnas y las varillas, luego a través de la boquilla lateral se introduce en el colector. Las bombas de varilla se producen en versiones de tubería y enchufables, las unidades de segunda clase están ganando popularidad, lo que le permite desconectar la bomba para mantenimiento o reparación sin levantarla a la superficie.
Actuadores hidráulicos (GPNA)
Estas unidades funcionan según el principio de movimiento de pistón alternativo, en este sentido, las máquinas tienen varias ventajas:
- no hay conexión de varilla o cable de la fuente de energía a la bomba;
- trabajar con éxito en pozos de pequeño diámetro ubicados en una inclinación;
- le permite ajustar el flujo del dispositivo de inmersión, un inicio suave, mantener la intensidad deseada de la ingesta de aceite;
- Simplifique el mantenimiento del equipo sin levantar y bajar.
Como los motores hidráulicos, que están ligeramente modificados, utilizan VZD con un diámetro de 86-109 mm y una velocidad de rotación de 100-350 rpm, el caudal del fluido es de 4 a 11 l / s, la presión en el intervalo de 6 a 8 MPa. Los pares de bombeo de paso múltiple de bombeo se utilizan como PO, permite desarrollar una amplia variedad de fluidos tomados con un rango de flujo de 6 a 110 m³ por día. Con una longitud óptima de un par de 1.5–2.0 m, la unidad desarrolla una presión de 10–15 MPa.
La parte de tierra del tipo de bombas GPNA incluye una bomba de potencia de émbolo, un dispositivo de preparación de líquido (para la separación de emulsiones, separadores, tanques de sedimentación), dispositivos de regulación y equipos para arreglar la boca del hueco de elevación. Las bombas de tornillo hidráulico se distinguen por sus ventajas, se distinguen de las opciones de pistón hidráulico:
- facilidad de montaje y operación debido a la falta de válvulas de carrete y válvulas;
- el uso del agua industrial como fluido de trabajo, eliminando el complejo proceso de purificación;
- trabajo con aceite viscoso y mayor contenido de gas;
- Sin cargas hidráulicas y dinámicas debido a la falta de movimiento inverso de los cuerpos de trabajo.
La comparación con las bombas de varilla de bombeo muestra tales ventajas:
- operado en pozos torcidos con una importante pendiente de perforación;
- sin equipo de varilla;
- la bomba de potencia de tierra regula las condiciones del proceso cambiando el caudal;
- Puede cambiar la unidad sumergible y realizar reparaciones en condiciones convenientes.
Se distinguen por trabajar con dispositivos sumergibles eléctricos:
- no es necesario conectar el cable eléctrico y protegerlo de la humedad;
- Se mejoran las propiedades iniciales de la unidad.
Tornillos gemelos de aceite (NDPN)
La unidad está diseñada para trabajar en pozos con bajo financiamiento. Consiste en un motor sumergible de tipo eléctrico, protector, compensador, protección contra la humedad ambiental, válvula de retención y válvula de drenaje, tubos compensadores, transformador y cable. Para aumentar la presión se utiliza una versión compuesta de varios módulos.
Para garantizar el paso de líquidos viscosos, existen varias opciones para la fabricación de la parte de flujo, que difieren en los huecos entre la carcasa y los tornillos de trabajo. A este respecto, antes de elegir una bomba y su instalación, se calculan los parámetros necesarios de los huecos.
Uso domestico
El uso de bombas sumergibles de tornillo para la extracción de agua de pozos privados ha sido durante mucho tiempo. Con su ayuda, se reduce la contaminación del agua. Si el desarrollo de gas está en progreso, las unidades se utilizan para deshidratar minerales. Los dispositivos de inmersión de tornillo se utilizan para extraer agua caliente del subsuelo profundo al crear un calentamiento alternativo. Las bombas de este tipo alivian fácilmente al propietario del pozo de varias impurezas mecánicas en el agua, mientras que no fallan. El uso de este tipo de equipo está predeterminado por los siguientes indicadores:
- Las bombas funcionan silenciosamente, lo que las distingue de los equipos de vibración o unidades centrífugas;
- equipo muestra alta eficiencia;
- La estructura del agua se mantiene en contraste con el equipo centrífugo;
- Solo una parte móvil en el diseño aumenta el tiempo de vida en las condiciones de vida.