Pompaj Elicoidal

7/17/2019 Pompaj Elicoidal

http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 1/39

Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal

4. POMPAJ ELICOIDAL

4.1. GENERALITĂŢI

Principiul de funcţionare al pompelor elicoidale a fost prezentat pentru prima

dată în anul 193 de către !ene "oineau care# în teza de doctorat susţinută la $niversitatea

din Paris# descria invenţia sa numită %un nou sistem de pompare&'

(nunţat pe scurt# principiul lui "oineau constă în formarea unor cavităţi prin

introducerea unui rotor a cărui arie e)terioară este o suprafaţă elicoidală simplă# în interiorul

unui stator a cărui arie interioară este o suprafaţă elicoidală dublă' *+nd rotorul se rote,te#

cavităţile se deplasează de la un capăt -aspiraţie. la celălat -refulare. conduc+nd astfel la ocur/ere continuă'

0n ranţa pompele elicoidale se confecţionează încă din anul 1932 de către

firma ("IP -!4("IP. ,i sunt cunoscute sub numele de pompe tip "oineau' 5ot din anul

1932 sunt confecţionate ,i în 6$A de către firma !BBI76 "(8(!6 sub denumirea de

pompe "87'

Pompele elicoidale au fost ,i sunt folosite în diferite domenii de activitate# la

veicularea fluidelor cu v+scozitate ridicată'arianta constructivă de pompă elicoidală submersibilă folosită la e)tracţia ţiţeiului

din sonde a fost confecţionată la c+ţiva ani după 1932# iar în timp au fost testate diferite

metode de acţionare a rotorului pompei' încercare de acţionare a rotorului cu ajutorul unui

motor de pompă electrocentrifu/ală submersibilă cu turaţie mare a avut loc în anul 1922 ,i s;a

considerat nereu,ită deoarece a condus la avarierea statorului' *u acela,i rezultat ne/ativ s;a

soldat ,i testarea în anul 19<3 a unei pompe elicoidale introdusă la ad+ncime mare# în vederea

e)tra/erii unor ţiţeiuri cu v+scozitate mică# ceea ce a su/erat# în anul 19<<# posibilitateae)perimentării acestor pompe la e)tracţia ţiţeiurilor v+scoase'

0n anul 19<9 s;a trecut la sistemul actual de acţionare al rotorului# prin rotirea

prăjinilor de pompare# prima pompă de acest tip fiind e)perimentată în sondă de către firma

=I>=?A74@*!4 din *anada'

0mbunătăţirile aduse acestui sistem de e)tracţie au făcut ca acesta să devină# în scurt

timp# o alternativă viabilă faţă de sistemele tradiţionale de e)tracţie a ţiţeiului'

serie de caracteristici de lucru a impus utilizarea pompelor elicoidale în industria

e)tractivă de petrol:

Pagina91




; debite pană la 9 m3@zi

; ad+ncimi de fi)are a pompelor p+nă la 3 m

; sunt capabile să pompeze titei cu procente mari de apă ,i /aze

; reduc emulsionarea fluidelor

; nu sunt sensibile la solidele e)istente în fluidele veiculate

; sensibilitate mică la coroziune

; veiculează fluide cu v+scozităţi ridicate

; debitează continuu ,i constant# evitand astfel pulsaţiile în cur/ere -datorită acestui

fapt se reduce posibilitatea depunerii parafinei ,i a solidelor.'

Acest sistem de pompaj permite obţinerea unor producţii -debite. mari# fără a necesita

unităţi de pompare de mare tonaj sau pompe electrice submersibile' 4e asemenea# necesită

investiţii mici# preţul de cost fiind scăzut# comparativ cu pompajul centrifu/al sau cel clasic'

Instalaţia de suprafaţă are /abarit mic# este u,or de manevrat# transportat si montat# iar

prin construcţia sa# are toate părţile în mi,care protejate# nee)ist+nd pericolul accidentărilor'

6istemul de pompare ,i construcţia instalaţiei asi/ură o durată mare de funcţionare#

ajun/+ndu;se la o funcţionare continuă de doi# trei ani'

Pompele elicoidale necesită ener/ie numai pentru ridicarea -liftarea. fluidului# nu ,i a

prăjinilor de pompare' 4atorită faptului că /arnitura de prajini de pompare e)ecută doar o

mi,care de rotaţie# prăjinile de pompare ,i tubin/ul nu sunt supuse la solicitări variabile

ciclice# ca în cazul pompajului clasic# cu prăjini'

Pe măsură ce rotorul se înv+rte# datorită /eometriei sale# precum ,i a statorului# se

formează cavităţi ce permit deplasarea succesivă a fluidului prin ele# de la aspiraţia pompei la

refularea în ţevile de e)tracţie'

6istemul de acţionare facilitează scimbarea vitezei de rotaţie în funcţie de variaţia

debitului produs de sondă' Astfel# viteza de rotaţie poate fi aleasă de a,a natură# înc+t debitul

pompei să fie e/al cu debitul ma)im pe care poate să;l producă stratul# ,i care corespundecorelaţiei de funcţionare strat;pompă'

4eoarece nu e)istă pericolul blocării cu /aze -nu au supape care să se bloceze.#

pompele elicoidale sunt ideale pentru eliminarea apei din sondele de e)tracţie a /azelor

naturale'

Analiza ,i controlul funcţionării pompei elicoidale pot fi făcute numai pe baza datelor

de producţie ,i a nivelului de licid din spaţiul inelar -măsurători acustice efectuate cu

ecipamentul (cometer.' 4inamometrele ,i dia/ramele de pompare nu pot fi utilizate'

Pagina92




4acă viscozitatea fluidului este mare ,i acesta conţine un procent mare de nisip#

trebuie evitată oprirea instalaţiei'

4.2. INSTALAŢIA DE POMPARE CU POMPE ELICOIDALE

instalaţie de pompare cuprinde ecipamentul de fund ,i ecipamentul de suprafaţă'

(cipamentul de fund se compune din pompa elicoidală submersibilă# ţevile de

e)tracţie ,i prăjinile de pompare'

4.2.1. ECHIPAMENTUL DE FUND AL SONDELOR EXPLOATATEPRIN POMPAJ ELICOIDAL

instalaţie de pompare# cum este cea prezentată în fi/' C'1# cuprinde ecipamentul de

fund ,i ecipamentul de suprafaţă'

(cipamentul de fund se compune din pompa elicoidală submersibilă# ţevile de

e)tracţie ,i prăjinile de pompare'

4.2.2. POMPA ELICOIDALĂ

Pompa elicoidală este cunoscută în literatura de specialitate sub diferite denumiri ca:

"oineau# "oDno# cu ,urub# cu cavităţi pro/resive sau econolift'

(lementele principale ale pompei sunt rotorul ,i statorul'!otorul este confecţionat din materiale rezistente la coroziune# cum ar fi oţelul înalt

aliat cromat# sau oţelul ino)idabil pentru a avea o bună comportare în cazul veiculării unor

fluide abrazive' Pe întrea/a lun/ime a rotorului sunt practicate canale elicoidale -%filet&

e)terior cu unul sau mai multe începuturi.'

*+nd este practicat un sin/ur canal elicoidal# rotorul este o elice simplă -suprafaţa

e)terioară a rotorului este o suprafaţă elicoidală simplă. cu secţiunea transversală circulară ,i

are un sin/ur început' Atunci c+nd sunt practicate două canale elicoidale rotorul este o elice

dublă -aria e)terioară a rotorului este o suprafaţă elicoidală dublă. cu secţiunea transversală

formată din doi lobi ,i are două începuturi'

Pagina93



Fig. 4.1. Schema instalaţiei de pompare cu pompe

elicoidale


?un/imea rotorului este mai

mare dec+t cea a statorului ,i poate ajun/e

p+nă la 2 m' !otorul se introduce ,i se

fi)ează în stator cu ajutorul prăjinilor de

pompare'

6tatorul este confecţionat din

cauciuc nitrilic sau dintr;un elastomer

rezistent la abraziune ,i coroziune# turnat în

interiorul unei ţevi de oţel cu perete /ros'

Eeava de oţel poate fi tratată prin nitrurare

atunci c+nd condiţiile din sondă impun acest

lucru' (lastomerul cu care este căptu,it

statorul este format de re/ulă dintr;o sin/ură

bucată' 0n interior# pe întrea/a lun/ime a

statorului sunt practicate canale elicoidale

-%filet& interior cu două sau mai multe

începuturi.' 4eci# condiţia obli/atorie este

ca statorul să aibă un canal în plus faţă de

rotor'

?a partea inferioară statorul este

prevăzut cu un opritor care are rolul de a poziţiona rotorul în stator ,i de a nu permite căderea

rotorului sub pompa în cazul unei defecţiuni' 4e asemenea# cu ajutorul lui se stabile,te

fereastra pompei'

6tatorul se introduce în sondă cu ţevile de e)tracţie'

"area majoritate a firmelor construiesc pompe elicoidale la care rotorul este prevăzutcu un sin/ur canal elicoidal# deci cu un sin/ur început# iar statorul este prevăzut cu două

canale elicoidale# deci cu două începuturi' ?a aceste pompe lun/imea pasului statorului este

dublă faţă de lun/imea pasului rotorului -fi/' C'F' ,i fi/' C'3'.'

Pagina94




0n

fi/ura

C'F' este prezentată /eometria unui an/renaj elicoidal# o secţiune prin an/renajul elicoidal#

precum ,i elementele caracteristice' 4atorită confi/uraţiei /eometrice a elementelor pompei#

principiul de funcţionare al pompei este relativ simplu' Astfel# c+nd rotorul este introdus în

interiorul statorului# în pompă se formează o serie de cavităţi identice# separate ,i etan,e'

Atunci c+nd rotorul se rote,te în interiorul statorului# aceste cavităţi se deplasează de la parteainferioară spre partea superioară a pompei -de la aspiraţie la refulare.# transport+nd fluidul

produs de strat prin pompă ,i de aici mai departe în sus prin ţevi# realiz+nd astfel acţiunea de

pompare'

Principalele firme producătoare de pompe elicoidale pe plan mondial sunt: !BBI76

"8(!6# >(?>!AP= PI7((! ,i (A65"A7 5(?(* din 6$A# >!II7 ,i

=I>=?A74@*!4 din *anada# B!7("A77 si 7(5G6*= din >ermania# !4("IP

-("IP. din ranţa si >(!("IA din Brazilia'

4.2.3. PRĂJINILE DE POMPARE

Prăjinile de pompare au rolul de a transmite mi,carea de rotaţie de la capul de

antrenare la rotorul pompei' 4e asemenea# cu ajutorul lor se introduce ,i se fi)ează rotorul în

stator'

Pagina95

i/' C'3' 6ecţiune spaţială prin pompa elicoidală i/' C'F' 6ecţiune prin pompa elicoidală




>arnitura de prăjini de pompare poate fi alcătuită din prăjini cu acela,i diametru

-/arnitură unică. sau din tronsoane de prăjini cu diametru diferit -/arnitură combinată.'

0n !om+nia# prăjinile de pompare se e)ecută din trei tipuri de oţeluri# ceea ce satisface

cele mai diferite condiţii de e)ploatare la sondele în pompaj' Acestea sunt fabricate în

concordanţă cu API 6pec'11B'

Prăjinile de pompare * ; < -API >rad *. e)ecutate din oţel carbon;man/an sunt

recomandate pentru sarcini medii# la sonde cu mediu necoroziv sau slab coroziv salin' 6unt

confecţionate din oţel 3"12'

Prăjinile de pompe H;2 -API >rad H. e)ecutate din oţel aliat nicel;molibden sunt

recomandate pentru sarcini medii# la sonde cu mediu coroziv de *F ,i =F' 6unt

confecţionate din oţel F"o7 3 sau F"o71'

Prăjinile de pompare 4;C -API >rad 4. e)ecutate din oţel aliat crom;molibden sunt

recomandate pentru sarcini mari ,i foarte mari# în mediu necoroziv sau slab coroziv salin'

6unt confecţionate din oţel C1 "o* 11'

0n cazul pompajului cu pompe elicoidale# prăjinile de pompare nu sunt supuse la

solicitări variabile ca în cazul pompajului clasic' Astfel# dacă la pompajul clasic sarcinile din

/arnitura de prăjini de pompare variază între un ma)im ,i un minim în timpul unui ciclu de

pompare# la pompajul cu pompe elicoidale sarcina totală odată preluată răm+ne relativ

constantă în timpul funcţionării pompei'

6arcinile care acţionează asupra prăjinilor de pompare în cazul pompajului cu pompe

elicoidale sunt date de: /reutatea proprie a /arniturii de prăjini scufundată în licid# /reutateacoloanei de licid care acţionează pe secţiunea transversală a rotorului pompei# momentul de

torsiune necesar a fi transmis la pompă ,i momentul de încovoiere -după pierderea

stabilităţii.' !ezultă că# în cazul pompajului cu pompe elicoidale# prăjinile de pompare sunt

supuse la întindere# torsiune ,i încovoiere# deci la o solicitare compusă' 0ntinderea ri/idizează

/arnitura de prăjini mărind turaţia la care apare pierderea stabilităţii# în timp ce torsiunea are

un efect contrar'

Pagina96

Fig. 4.6. Prăjină de pompare: a – capul prăjinii, b mu!ă.




4.2.4. SOLICITĂRILE GARNITURII DE PRĂJINI DE

POMPARE

Principalele solicitări ale /arniturii de prăjini de pompare sunt: solicitarea la tracţiune

,i solicitarea la torsiune -pentru transmiterea momentului de torsiune necesar rotirii rotorului.'Solicitarea la tracţiune are loc sub acţiunea /reutăţii proprii a /arniturii de prăjini de

pompare scufundată în licid ,i a /reutăţii coloanei de licid din ţevile de e)tracţie'

(fortul unitar de tracţiune are valoare ma)imă la partea superioară a /arniturii de

prăjini de pompare ,i este dat de relaţia:

p

pl

ta

P bPJ

⋅+=

în care:Pl ; /reutatea coloanei de licid din ţevile de e)tracţie

PlK-A t ; a p.= pL

At#a p ; aria secţiunii interioare a feţelor de e)tracţie respectiv a prăjinilor de pompare

= p ; lun/imea /arniturii de prăjini de pompare

b ; factor de plutire -flotabilitate.:

o

ll b ρ

ρ −=

Ll# Lo M densitatea licidului pompat# respectiv a oţelului

P p ; /reutatea prăjinilor în aer -PPK N p= p.'

Solicitarea la torsiune' 5ransmisia momentului de torsiune necesar rotirii rotorului

conduce la dezvoltarea tensiunilor tan/enţiale pe toată lun/imea /arniturii de prăjini de

pompare' aloarea medie a momentului de torsiune se determină cu relaţia:

"t K 9 # 7@n

în care:

7 este puterea# O

n este viteza de rotaţie# rot@min'

5ensiunea tan/enţială -efortul unitar tan/enţial. se determină cu relaţia:

τ t

t

p

K"

P τt

în care:

P este modulul de rezistenţă polar# ,i este dat de relaţia:

Pagina97




12

d KP

3

p

p

π

unde:

d p este diametrul prăjinilor de pompare'

*ele două solicitări# la tracţiune ,i la torsiune# dau na,tere la o solicitare compusă'

Pentru determinarea efortului unitar ecivalent solicitării compuse σec# se adoptă una din

teoriile de rezistenţă:

*onform teoriei I de rezistenţă:

( )σ σ σ τ ec9 t t

F

t

F K

1

F Q Q C

iar conform teoriei II de rezistenţă:

σ σ σ τ ec t t

F

t

F K A#3 Q A#2 Q C

!elaţiile de mai sus reprezintă condiţia de verificare a rezistenţei /arniturii de prăjini

de pompare'

6e pune condiţia :

σec ≤ σa

în care:

σa este efortul unitar admisibil

σa K σc@cs

iar cs coeficientul de si/uranţă -cs K 1#.'

4.2.5. ŢEVILE DE EXTRACŢIE

Eevile de e)tracţie au rolul de a susţine statorul pompei elicoidale ,i de a asi/ura

ascensiunea fluidelor produse de strat ,i pompate de pompă la suprafaţă'

Ale/erea diametrului ţevilor de e)tracţie se face î n funcţie de dimensiunea pompei -filetulmufă al statorului. care urmează să fie introdusă în sondă'

6pre deosebire de sondele în erupţie naturală ,i erupţie artificială# la sondele în pompaj

cu pompe elicoidale ţevile de e)tracţie sunt supuse la solicitări mult mai mari# deoarece pe

l+n/ă /reutatea lor proprie ,i a ecipamentului de fund mai intervine /reutatea licidului din

interiorul ţevilor# iar în cazuri accidentale de rupere a prăjinilor de pompare ,i /reutatea

acestora' Pe de altă parte# în timpul funcţionării pompei datorită mi,cării de rotaţie a rotorului

în stator# ţevilor de e)tracţie le este transmis prin intermediul statorului# un moment de

torsiune care conduce la apariţia unor eforturi suplimentare în acestea'

Pagina98




Pentru a limita valoarea momentului de

torsiune# sub statorul pompei se montează o ancoră

antirotativă -fi/'C'<. sau un pacOer' Ancora pe

l+n/ă că limitează torsionarea ţevilor evită

autode,urubarea pompei ,i@sau a /arniturii de ţevi

de e)tracţie în momentul opririi pompei datorită

momentului reactiv' 4e asemenea# ancora

contribuie la centrarea ,i fi)area pompei ,i@sau a

porţiunii inferioare a /arniturii de ţevi de e)tracţie

în coloana de e)ploatare a sondei' Ancorele

folosite sunt de tip mecanic'

Ancora prezentată în fi/ura C'< este

proiectată de către I'P'*'$'P' Ploie,ti ,i I'*'P'5'

*+mpina ,i este produsă de $P(5!" 6'A'

Ploie,ti' Aceasta este o ancoră de tip mecanic#

armarea ,i fi)area ei realiz+ndu;se cu ajutorul

arcurilor lamelare ,i a celor două blocuri care se

fi)ează în coloana de e)ploatare a sondei'

$n model simplu de ancoră mecanică este

cel produs de firma 487A"I* I? 5?6 -fi/'

C'.'Această ancoră utilizează blocuri de ancore cu

forma efilată care se fi)ează în coloană atunci c+nd

ancora este rotită la dreapta# rotire /enerată de

pompă' 0n momentul opririi pompei -rotaţiei.#

ancora se dezarmează# blocurile de ancorare

desprinz+ndu;se de pe coloană'0n !om+nia# pentru ancorarea ţevilor de

e)tracţie s;au folosit cu succes pacOerele mecanice

tip P6I;5(65'

$zura ţevilor de e)tracţie este accentuată ,i de frecările e)istente în punctele de

contact ale ţevilor cu coloana de e)ploatare sau cu /arnitura de prăjini de pompare' altă

Pagina99

i/' C'<' "ncoră antirotati#ă'




cauză care contribuie în mod substanţial la cre,terea uzurii# respectiv la mic,orarea rezistenţei

materialului# este mediul coroziv ,i abraziv în care lucrează'

4atorită cauzelor enumerate mai sus# la sondele în pompaj cu pompe elicoidale se

folosesc# de re/ulă# ţevile de e)tracţie cu capete în/ro,ate -upset# ramfors. la care rezistenţa în

zona filetată se apropie de rezistenţa corpului

4.2.6. ECHIPAMENTUL DE SUPRAFAŢĂ AL SONDELOR

EXPLOATATE PRIN POMPAJ ELICOIDAL

(cipamentul de suprafaţă cuprinde sistemul de acţionare al prăjinilor de pompare#

respectiv al rotorului pompei# cuplajul dintre sistemul de acţionare ,i capul de antrenare# capul

de antrenare ,i sistemul de susţinere al între/ului ecipament de fund -capul de pompare.'

4.2.7. SISTEME DE ACŢIONARE

6istemul de acţionare asi/ură miscarea de rotaţie a prăjinilor de pompare respectiv a

rotorului pompei elicoidale' 0n majoritatea cazurilor# în cadrul sistemului de acţionare se

utilizează motoare electrice# dar pot fi utilizate si motoare termice sau idraulice'

5ransmiterea miscării de rotaţie se poate face cu viteză fi)ă sau cu viteză variabilă

astfel că sistemele de acţionare sunt cu viteză fi)ă -fi/'C'C'#c si C'C'#d. sau variabilă -fi/'C'C'#a

si C'C'#b.'

6istemele de actionare cu viteză fi)ă sunt ri/ide dar permit# totusi# scimbarea vitezei

de rotaţie în trepte de la 1 la 2 în funcţie de diametrul roţilor de antrenare' 0n cadrul sistemelor

de acţionare cu viteză fi)ă se distin/ următoarele variante constructive:

a. ; cu motor electric# roţi pentru curele si curele de transmisie'

6cimbarea vitezei de rotaţie se realizează prin scimbarea diametrului roţii de

antrenare sau prin înlocuirea motorului electric cu un alt motor cu turatie diferită fată de a

celui e)istent'

b. ; cu motor electric# reductor de turaţie# roţi pentru curele si curele de transmisie' 0n

acest caz# scimbarea vitezei de rotatie se realizează prin scimbarea diametrului ro ţii de

antrenare# prin înlocuirea motorului electric cu un alt motor cu turaţie diferită faţă de a celui

e)istent sau prin scimbarea raportului de reducere al reductorului

c. ; cu motor electric si reductor de turaţie' 6cimbarea vitezei de rotatie se realizează

prin înlocuirea motorului electric sau prin scimbarea raportului de reducere a reductorului

Pagina100




5ransmisia prin curele asi/ură pornirea elastică a motorului electric# protejandu;l la

suprasarcină'

6istemul de acţionare cu viteză fi)ă si transmisie prin curele întrucat asi/ură o viteză

constantă de rotaţie este indicat să se utilizeze la sondele care au un re/im stabil al

parametrilor de funcţionare si la sondele cu un aflu) mare de apă'

6istemul de acţionare cu viteză variabilă permite realizarea unui domeniu lar/ de

viteze de rotaţie# fie prin modificarea frecvenţei în cazul utilizării motoarelor electrice# fie

printr;un dispozitiv de control al turaţiei în cazul utilizării motoarelor idraulice' 0n primul

caz sistemul de acţionare poate fi cu variator mecanic de turaţie -fi/'C'1'#b. si cu variator

electronic de turaţie sau convertizor de frecvenţă -fi/'C'1'#a.'

6istemul cu variator mecanic de turatie este cel mai răspandit si se caracterizează prin

variaţii de turaţie de la 1 la 2# de la 1 la C sau de la 1 la 3# realiz ând între si 3 rot@min'

Acest domeniu lar/ de valori dă posibilitatea adaptării la condiţiile variabile ale sondei'

6istemul cu variator electronic oferă posibilitatea realizării unui domeniu de viteze de

la cateva rot@min pană la numărul ma)im de rot@min' 4e altfel se recomandă pornirea

instalaţiei de pompare la o viteză de rotaţie mică si apoi cresterea treptată a acesteia pană la o

Pagina101

i/' C'C' 6isteme de acţionare a prăjinilor de pompare




viteză de rotaţie necesară# în special în cazul e)trac ţiei unor fluide cu v+scozitate mare sau

abrazive'

0n cazul sistemului de acţionare cu motoare idraulice miscarea este transmisă la

reductorul de turaţie de către un motor idraulic' Acesta este dispus într;o scemă de ac

ţionare

care conţine o pompă idraulică# un rezervor# un filtru# un dispozitiv de control al turaţiei#

ventile# manometre etc' -fi/'C''.'

6istemul este prevăzut cu o valvă acţionată termostatic care permite pornirea pe vreme

rece fără să fie nevoie de încălzirea între/ului sistem' 6istemul de ac ţionare idraulic este

preferat a se folosi în cazul e)tracţiei unor fluide cu v+scozitate mare# a unor fluide cu un

conţinut mare de nisip si în special în cazul e)tracţiei ţiţeiurilor /rele'

$tilizarea sistemului de acţionare idraulic prezintă următoarele avantaje: randamente

mai mari# viteze variabile# protecţie la rupere a prăjinilor de pompare si la momentul de

întoarcere'

4.2.. CAPUL DE ANTRENARE

(cipamentul de suprafaţă mai cuprinde: capul de antrenare# cuplajul dintre sistemul

de actionare si capul de antrenare capul de pompare'

*apul de antrenare are rolul de :

; transmitere a miscării de rotaţie de la sistemul de antrenare la prăjinile de pompare#

respectiv la rotorul pompei# prin intermediul prăjinii lustruite

; preluare a for ţei a)iale de la prajinile de pompare -forta data de /reutatea

prajinilor# /reutatea licidului si /reutatea rotorului.'

0n fi/ura C'<' sunt prezentate capetele de antrenare fabricate de firma !obbinsM"Ders'Pagina102

i/' C'' 6istem de acţionare idraulic



Fig. 4.6. $apul de antrenare


Prăjina lustruită face le/ătura între arborele de iesire al reductorului si /arnitura de

prăjini de pompare# trecand prin cutia de etansare' 4e asemenea# permite manevrarea pe

verticală a ecipamentului de fund'

4in cele prezentate mai sus rezultă că dimensiunile de /abarit ale

ecipamentului de suprafaţă în cazul folosirii sistemului de pompare cu pompe

elicoidale sunt mult mai mici fa ţă de dimensiunile de /abarit ale ecipamentului de

suprafaţă în cazul pompajului clasic' 4e asemenea# unitatea de suprafa ţă nu necesită

o ecilibrare ca în cazul unită ţilor cu balansier#

unde de altfel o ecilibrare perfectă nu se poate

realiza'

*osturile de e)ploatare vor fi mai mici în

cazul folosirii sistemului de pompare cu pompe

elicoidale#deoarece funcţionarea la viteze mari

permite utilizarea unor an/renaje mai mici pentru

aceiasi sarcină utilă# ceea ce conduce la forte de

iner ţie mai mici si deci la pierderi de ener/ie

reduse'

Aspectele prezentate mai sus precum si

avantajele utilizării pompelor elicoidale fac ca

acest sistem de e)tracţie să cunoască o dezvoltare

din ce în ce mai mare'

Pagina103




Pagina104

Fig. 4.%. $apete de antrenare tip &obbins'(ers




4.2.!. PRINCIPIUL DE FUNCŢIONARE AL POMPELOR ELICOIDALE

4atorită confi/uraţiei /eometrice ale elementelor pompei# principiul de funcţionare

al pompei este relativ simplu' Astfel# c+nd rotorul este introdus în interiorul statorului# în

pompă se formează o serie de cavităţi identice# separate ,i etan,e' Atunci c+nd rotorul se

rote,te în interiorul statorului# aceste cavităţi se deplasează de la partea inferioară spre partea

superioară a pompei -de la aspiraţie la refulare.# transport+nd fluidul produs de strat prin

pompă ,i de aici mai departe în sus prin ţevi# realiz+nd astfel acţiunea de pompare -fi/' C'1.'

bservaţie' "i,carea rotorului în interiorul statorului

este în realitate o combinaţie de două mi,cări: o rotaţie în jurul

a)ei proprii ,i o rotaţie în jurul a)ei statorului' 4eci# aceste

pompe se încadreaza la cele de tipul cu e)centricitate'

?un/imea minimă necesară unei pompe pentru ca aceasta să realizeze acţiunea de

pompare este e/ală cu lun/imea unui pas' 0n acest caz# pompa este cu un sin/ur etaj -treaptă.#

fiecare pas suplimentar constituind un nou etaj'

Pagina105

Fig. 4.). *eplasarea

ca#ităţilor




rotaţie completă a rotorului crează două cavităţi cu fluid' *+nd o cavitate se

descide# simultan cavitatea opusă se încide' Aria secţiunii transversale a acestor două

cavităţi alăturate este dată de relaţia:

" d e= ⋅ ⋅C -C'1.în care: d reprezintă diametrul rotorului

e ; e)centricitatea sau distanţa dintre a)a rotorului

,i a)a statorului# respectiv distanţa dintre a)a rotorului ,i centrul secţiunii circulare prin

pompă'

A,a după cum se observă din relaţia -C'1.# aria secţiunii transversale este constantă'

!ezultă deci# că la o viteză de rotaţie constantă debitul pompei este constant'

Astfel# o caracteristică importantă a pompei o constituie faptul că debitul pompei nu

este pulsator# acţiunea sa de pompare fiind frecvent comparată cu cea a unui piston care se

deplasează într;un cilindru cu lun/imea infinită'

0n fi/ura C'9' este prezentată aria de cur/ere în funcţie de poziţia rotorului într;o

secţiune a pompei' 6e observă ,i din fi/ură că aria de cur/ere este constantă# de aici rezult+nd

o cur/ere nepulsatorie# debitul fiind constant'

Fig. 4.+ "ria de curgere n !uncţie de po-iţia rotorului

*ilindreea pompei# # este e/ală cu:

ped p ". ⋅⋅⋅=⋅= C -C'F.

unde p reprezintă pasul statorului'?a o înălţime de pompare zero -presiune zero. debitul R este direct proporţional cu

cilindreea ,i cu viteza de rotaţie n# a rotorului:

/ . n d e p n= ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅C -C'3.

Pentru a crea presiune de ridicare# trebuie să e)iste o presiune diferenţială între

cavităţile succesive' Pentru a realiza acest lucru este necesară o etan,are cu str+n/ere între

rotor ,i stator' Aceasta este obţinută prin e)ecutarea diametrului rotorului puţin mai mare

Pagina106




dec+t diametrul minim al statorului' Presiunea diferenţială se însumează de la o cavitate la

alta# astfel înc+t înălţimea de pompare este proporţională cu numărul de cavităţi# respectiv cu

numărul de etaje' Pentru a se evita o uzură e)cesivă a elastomerului# se recomandă ca

presiunea diferenţială să nu depă,ească < bar@etaj'

pompă cu mai multe etaje realizează presiuni mai mari# respectiv ad+ncimi mari de

pompare ,i debite mici# în timp ce o pompă de acela,i diametru ,i de aceia,i lun/ime cu cea

iniţială# dar cu un număr mai mic de etaje -lun/imea pasului mai mare.# realizează presiuni

mici# respectiv ad+ncimi mici de pompare ,i debite mari'

Pompa elicoidală fiind o pompă volumică# presiunea este independentă de viteză#

presiuni mari put+nd fi /enerate ciar la viteze mici'

dată cu cre,terea presiunii apar pierderi volumice proporţionale cu presiunea# iar

debitul se reduce corespunzător dia/ramelor de funcţionare prezentate de către firmele

constructoare# în funcţie de ad+ncimea de fi)are a pompei'

Pierderile volumice depind de:

− presiunea creată de pompă -presiunea diferenţială dintre cavităţi.

− numărul de etaje

− /radul de comprimare al statorului datorită introducerii rotorului ,i lucrului

acestuia

− viscozitatea fluidelor veiculate

− temperatura la nivelul pompei'

4e,i pierderile volumice conduc la scăderea randamentului total# acestea au un rol

util ,i anume licidul scurs asi/ură un/erea pompei'

6I"B?IGA!(A P"P(?! (?I*I4A?(

6imbolizarea pompelor elicoidale diferă de la firmă la firmă# fiecare firmă av+nd propriasimbolizare'

Pentru e)emplificare# în continuare se vor prezenta simbolizările pompelor elicoidale

produse de firmele Robbins Myers "# Emip'

Pompele elicoidale produse de firma Robbins Myers sunt simbolizate astfel:

4$ % N % $25

cu următoarele semnificaţii:

4$ ; înălţimea ma)imă -recomandată. de pompare ) 1 feet#

-CA 1AA CAAA⋅ = !eet .Pagina107




N ; debit normal' Pot fi ,i cu debit mic,orat# notate cu ?& sau cu debit mărit# notate cu

=

$25 % debitul# în barill pe zi# la o turaţie de 1 rot@min ,i o presiune de lucru e/ală cu

presiunea atmosferică# fără pierderi volumice' - η# = 1 . Pompele elicoidale produse de firma Emip sunt simbolizate astfel:

24$ TP !$$

cu următoarele semnificaţii:

24$ ; debitul# în m3@zi# la o turaţie de rot@min ,i o presiune de lucru e/ală cu

presiunea atmosferică

!$$ % înălţimea de pompare# în metri'

P(!!"A7E(?( P"P(?! (?I*I4A?(

Performanţele pompelor elicoidale sunt următoarele:

debitul poate varia de la #3 la 9 m3@zi

înălţimea ma)imă de pompare este 3 m

temperatura de lucru este în domeniul 2 ; 1FS*# în cazul fluidelor curate -fărăimpurităţi solide.# respectiv de C ; 9S*# în cazul fluidelor cu impurităţi solide

raţia apă M ţiţei poate ajun/e p+nă la 9 M 9T

procentul de =F6 trebuie să fie cuprins între M FT# în fază /azoasă# respectiv

1 ppm în apă

densitatea fluidelor veiculate cuprinsă între 1 ,i 13 O/@m3

v+scozitatea fluidelor veiculate poate fi de ma)imum F 7s@m F# la CS* -F

cP#la CS*. consumul de ener/ie electrică este mai mic cu M <T dec+t în cazul pompelor

clasice cu piston# pentru acelea,i condiţii de pompare

actorii care limitează performanţele pompei sunt:

efortul ma)im admisibil din prăjini# care limitează puterea transmisă la rotor

lun/imea ma)imă a pompei din motive de e)ecuţie# at+t pentru rotor# c+t ,i pentru

stator -p+nă la 2 m.

Pagina108




turaţia ma)imă este limitată# datorită solicitărilor care apar în prăjinile de pompare

-ma)im rot@min.

calitatea elastomerului din care este confecţionat statorul pompei'

4.3. AVANTAJELE 'I DE(AVANTAJELE UTILI(ĂRIIPOMPELOR ELICOIDALE. DOMENII DE APLICA)ILITATE

$tilizarea pompelor elicoidale în e)tracţia ţiţeiului prezintă următoarele avantaje:

− necesită investiţii mici

− sunt economice la instalare -datorită compactităţii instalaţiei costurile de instalare

sunt reduse# se elimină fundaţia necesară unităţilor de pompare cu balansier#

asamblarea instalaţiei făc+ndu;se direct pe flan,a capului de pompare.

− instalarea este mai rapidă ,i mult mai convenabilă dec+t la unităţile de pompare cu

balansier

− si/uranţă în funcţionare -prin construcţia sa# instalaţia are toate părţile în mi,care

protejate# nee)ist+nd pericolul accidentărilor.

− randament mare -construcţia simplă a pompei elicoidale produce o frecare mică în

cuplul rotor;stator# duc+nd la un randament mecanic ridicat' $n cuplu rotor;stator

corect ales conduce la un %slipaj& mic al licidului# respectiv la un randament

volumic mare'.

− pompele elicoidale necesită ener/ie numai pentru ridicarea -liftarea. fluidului# nu

,i a prăjinilor de pompare

− durata mare de funcţionare -sistemul de pompare ,i construcţia instalaţiei asi/ură o

durată mare de funcţionare# ajun/+ndu;se la o durată de funcţionare continuă de

doi ; trei ani.

− nu e)istă pericolul blocării cu /aze -nu au supape care să se bloceze cu /aze.

− deoarece nu se blocează cu /aze# pompele elicoidale sunt ideale pentru

eliminarea apei din sondele de e)tracţie a /azelor naturale

− întreţinerea simplă -întreţinerea instalaţiei în e)ploatare este simplă# nefiind

necesare procedee complicate sau scule ,i dispozitive speciale.

− perioadă mare de timp între intervenţii

Pagina109




− funcţionare fără z/omot -datorită faptului că pompa debitează continuu# sarcina în

instalaţia de suprafaţă este constantă ,i prin construcţia sa# cu reductor conic#

nivelul de z/omot este redus.

−

sunt eliminate ruperile prăjinilor de pompare cauzate de /reutatea licidului− tipul de elastomer din care este confecţionat statorul poate fi ales la cerere# astfel

înc+t acesta să fie compatibil cu fluidele produse de sondă

− debitul pompei u,or de ajustat

− sistemul de acţionare facilitează scimbarea vitezei de rotaţie în funcţie de variaţia

debitului produs de sondă -astfel viteza de rotaţie poate fi aleasă de a,a natură#

înc+t debitul pompei să fie e/al cu debitul ma)im pe care poate să;l producă stratul

,i care corespunde corelaţiei de funcţionare strat M pompă.− pot fi folosite pentru iri/aţii

− sunt capabile să pompeze ţiţei cu procente mari de apă ,i /aze

− reduc emulsionarea fluidelor

− nu sunt sensibile la solidele e)istente în fluidele veiculate

− sensibilitate mică la coroziune

− debitează continuu ,i constant# evit+nd astfel pulsaţiile în cur/ere -datorită acestui

fapt se reduce posibilitatea depunerii parafinei ,i a solidelor.

− veiculează fluide cu viscozităţi ridicate

− celtuieli mici pentru întreţinere

− consum redus de ener/ie electrică

− uzura mai mică a prăjinilor de pompare ,i a ţevilor de e)tracţie -prăjinile de

e)tracţie sunt supuse la o solicitare constantă# în comparaţie cu pompajul clasic#

unde sunt supuse la solicitări variabile.− pot fi utilizate cu succes la sondele care produc cu debite mici în locul pompajului

intermitent -se asi/ură astfel o funcţionare continuă a sondei ,i un debit mai mare

dec+t în cazul pompajului intermitent.

; sunt ideale pentru e)ploatările din zonele urbane# ecipamentul de suprafaţă av+nd

dimensiuni mult mai reduse dec+t cel utilizat în pompajul clasic'

Pe l+n/ă avantajele prezentate mai sus# pompele elicoidale prezintă ,i c+teva

dezavantaje -nesemnificative. cum ar fi:

Pagina110




; analiza ,i controlul funcţionării pompei pot fi făcute numai pe baza datelor de

producţie ,i a nivelului de licid din spaţiul inelar -dinamometrele ,i dia/ramele de

pompare nu pot fi utilizate.

; trebuie evitată oprirea c+nd viscozitatea fluidului este mare ,i acesta conţine un

procent mare de nisip

; prăjinile de pompare sunt solicitate at+t la tracţiune c+t ,i la torsiune'

4.4. ALEGEREA POMPELOR ELICOIDALE

Pentru o ale/ere cât mai corectă a unei pompe elicoidale cu care urmează să

fie ecipată o sondă# trebuie cunoscute următoarele date:

; diametrul coloanei de e)ploatare

; intervalul perforat

; distanţa până la nivelul de licid din sondă

; adâncimea de fi)are a pompei

; presiunea în linia de amestec

; debitul de licid estimat a fi e)tras

; procentul de impurităţi

; raţia /aze ; ţiţei

; caracteristicile fluidelor e)trase

; posibilităţile de alimentare cu ener/ie electrică'

Ale/erea unei instalaţii de pompare cu pompe elicoidale reclamă

următoarele:

; ale/erea tipului de pompă

;ale/erea materialului din care este confecţionată pompa

; ale/erea tipului de cap de antrenare

; ale/erea prăjinilor de pompare

; determinarea puterii totale de acţionare

;ale/erea motorului electric# a roţilor de curea ,i a curelelor'

0n cele ce urmează se va prezenta o metodolo/ie simplificată de ale/ere a

unei instalaţii de pompare cu pompe elicoidale tip "oDno'

"etodolo/ia de ale/ere cuprinde următoarele etape:

1' 6e determină toate caracteristicile sondei# prezentate mai sus' 6e compară

caracteristicile fluidelor de zăcământ ,i ale substanţelor cimice de tratare cu

Pagina111




caracteristicile diferitelor materiale de construcţie a pompelor' Pe baza acestor

informaţii se determină materialul de construcţie al pompei din tabelul 11'

F' *unoscând nivelul dinamic al fluidului din sondă ,i debitul estimat a fi

e)tras se ale/e pompa# capul de antrenare ,i dimensiunea motorului electric' Această

ale/ere este doar orientativă# urmând ca ale/erea finală să fie făcută pe baza

caracteristicilor pompei# caracteristici prezentate în fi,a pompei'

3' 6e verifică dacă pompa aleasă poate fi introdusă în coloana de e)ploatare a

sondei' $tilizând apoi curbele de performanţă ale pompei# se determină viteza de

rotaţie necesară pentru e)tra/erea debitului de licid estimat# înălţimea de pompare

fiind cunoscută' 4e asemenea# se determină puterea de antrenare necesară la

suprafaţă'

C' *unoscând caracterul abraziv al fluidului e)tras# precum ,i densitatea

acestuia se determină intervalul de viteze disponibile în vederea corectării vitezei

determinate la punctul 3 atunci când acesta nu se încadrează în intervalul respectiv'

4acă viteza de rotaţie este prea mare comparativ cu abrazivitatea fluidului # se ale/e

pompa imediat următoare ca dimensiune ,i se repetă punctul 3' 6e ale/e o pompă cu

un debit mai mare# sau una capabilă să suporte o presiune mai mare'

' *unoscând înălţimea dinamică totală de ridicare# se determină puterea

totală de acţionare a instalaţiei cu ajutorul dia/ramei care reprezintă curbele de

performanţă ale pompei' 6e procedează astfel: din punctul corespunzător înălţimii

dinamice totale se ridică o verticală până intersectează curba corespunzătoare vitezei

de rotaţie determinată la punctul C' 4in punctul de intersecţie se trasează o orizontală

spre dreapta ,i se cite,te puterea de acţionare'

2' 0n funcţie de puterea de acţionare determinată la punctul se determină

dimensiunea minimă a motorului electric de acţionare' Această dimensiune minimă

va fi utilizată pentru determinarea momentului minim necesar pornirii precum ,i a

vitezei de rotaţie' 6e presupune că momentul minim necesar pornirii# reprezintă

12<T din momentul ma)im de funcţionare'

<' 0n funcţie de adâncimea de fi)are a pompei ,i de viteza de rotaţie# se ale/

capul de antrenare ,i prăjinile de pompare'

' 6e ale/e viteza de rotaţie a motorului electric# dimensiunile roţilor de

curea# tipul curelelor precum ,i numărul ,i dimensiunile acestora'

Pagina112




4.5. METODOLOGIA DE CALCUL A UNEI INSTALAŢII DEPOMPARE ELICOIDALE

Proiectarea unei instalaţii de pompare cu pompe elicoidale cuprinde următoarea

metodolo/ie:− se stabile,te ad+ncimea de fi)are a pompei în sondă# = p# ţin+nd seama de nivelul

dinamic de licid din sondă# corespunzător presiunii de fund care să asi/ure

debitul R preconizat de a fi e)tras

− se calculează nivelul dinamic =d# din sondă

− se calculează pierderea de presiune prin frecare în ţevile de e)tracţie =frtevi# e)primată

în metri coloană de licid

− se calculează presiunea din capul de pompare =cp# în metri coloană de licid

− se calculează înălţimea dinamică totală de ridicare# =

− din dia/ramele de ale/ere a pompelor în funcţie de = determinat anterior ,i R

estimat a fi e)tras se ale/e tipul de pompă

− cunosc+nd tipul pompei# cu ajutorul curbelor de performanţă ale pompei se

determină viteza de rotaţie ,i puterea de antrenare funcţie de = ,i R

− se calculează raportul de reducere a turaţiei:

pompa

motor

n

ni =

− din fi,a pompei se ale/ caracteristicile acesteia:

; numărul de etaje

; lun/imea rotorului

; lun/imea statorului

; filetul rotorului

; filetul statorului

; diametrul e)terior al pompei

; se efectuează calculul de rezistenţă al /arniturii de prăjini de pompare

Pagina113




PERFORMANŢE O)ŢINUTE CU POMPELE CU CAVITĂŢIPROGRESIVE DE FIRMA *UDU IND. CANADA

(+,+-/0 , /0#/ , -# -?ocaţie : V/8Producţie totală : 3C m3@zi

7umăr de pompe instalate : 15ipuri de pompe : din seria de &>rup de antrenare : Hudu =1

(+,+-/0 , 9#9# ":?ocaţie : E;0 T<;& SUA4ensitate ţiţei : 1#< O/@m35emperatura : 2 *(lastomer utilizat : 199

>rup de antrenare : Hudu =1

(+,+-/0 , ,:/9#/0 ##,0 H2S?ocaţie : C/*onţinut de =F6 : < T5emperatură : C2 *(lastomer utilizat : 19

P:-= , , -# - 0+ 0#8#?ocaţie : C/4urată de utilizare : 99 luni -Qani.5ip pompă : FC5P2(lastomer : 19

(+,+-/0 , 9#9# , >;,:8#00 ##,0+?ocaţie : V/84ensitate ţiţei : 11C O/@m3+scozitate : 3 cPPompe utilizate : 35P1# C5P13>rup de antrenare : Hudu = 1 =P115 (lastomer utilizat : 19

D?#0 , -# ##,0?ocaţie : C/ ;6onde de apă4ebitul : m3@zi5ip pompă : C"?1>rup de antrenare : Hudu =1

S:/ , >#9# -?ocaţie : C#@:/#& SUAPoziţia : orizontală$n/i de înclinare :U1 /rade@3m5ip de pompă : 35P1F

>rup de antrenare:Hudu !=1=P115

Pagina114




(+,+-/0 , ,:/9#/0 ##,0 /#;#=?ocaţie : E =:#/0& C/*onţinut de nisip : < T în volum(lastomer utilizat : 19C

Pompe utilizate : de F 3@ Ki F <@4urată de viaţă a pompelor : 2;9 luni

S:/+ , /,#- -?ocaţie : E,:Ad+ncimea de fi)are a pompei : 3 m5ip pompă : 15P3>rup de antrenare : Hudu !=1 15

(+,+-/0 , 0-=0+ ##,0+?ocaţie : AB/0#/5emperatură : 1F< *Pompă : 35P1(lastomer utilizat : 19

(+,+-#/0 9#9# , ,:/9#/0 ##,0 :-0?ocaţie : ;0 T<;*onţinut de aromate : 1 T5emperatura : C*5ip pomp : F5P1

>rup de antrenare Hudu : =1 =P115(lastomer : FC

(+,+-#/0 9#9# , ,:/9#/0 ##,0 CO2?ocaţie : :-#/& SUA*onţinut de *F : 3T5emperatura : < *5ip pompă : F5P1(lastomer : 19 -7itrile.

PERFORMANŢE O)ŢINUTE CU POMPELE CU CAVITĂŢIPROGRESIVE DE SNP PETROM SA

N-+ =:-= , ,>#0+9# =:B;#> 0##80

5otal pompe aciziţionate : 13 7umăr pompe în funcţiune : 4ebite pompe : C# <# 1# 12#C# 33# 22

m3@zi 1 rpm

Pagina115




Ad+ncimi ma)ime de liftare : 1 m

P:-= , , -# - 0+ 0#8#

?ocaţie : )+# 1$3 I/=//9

4ata introducerii în sondă : FF au/ust 19994urată de utilizare : 322 zile -1#ani.5ip pompă : !obbins V "Ders 9=1Ad+ncime de fi)are : 23F m5uraţie : 11 rpm(lastomer : !"1F(talonare septembrie FC : 1 m3@zi ) 93TK1t@zi

Pagina116

Extracţia ţiţeiurilor foarte grele(Venezuela - 1000 m3/zi pe pompă, 1014 kg/m3)

Pompă tip 750TP1200 P!" #$an%a& 'u ($up )e *nt$ena$eV+100




Pagina117

E<0,9# 9#9##: #/ ;:/ , /,;#0+ #/,9# ?#*anada ; 5emperaturi de 12 *

Pompă tip 35P1 -P*" ranţa. cu elastomer 19=5

E<0,9# 9#9##: #/ ;:/ , /,#- -Ar/entina ; Ad+ncimea de fi)are a pompei FC m

PompW tip 1F5PF2 -P*" ranţa. cu >rup de Antrenare tip!=1




Pagina118

E<0,9# 9#9##: #/ ;:/ -#/*on/o

Pompă tip 5P1FP*" ran a cu >ru de Antrenare 6F

E<0,9# 9#9##: , -:0: ,9#:/0 , B8 =/0 ,:/0: =:,9##*on/o ; pompa acţionată de un /rup de antrenare cu reductor cu un/i

drept acţionat cu motor cu /azPompă tip 15P1F

-P*" ranţa.acţionat de un motor cu /az




4.7. PROIECTAREA UNEI INSTALAŢII DE POMPARE CU POMPEELICOIDALE

4atele iniţiale pentru cele două sonde sunt:

4ate deintrare

$nitateade

măsură

6onda1167P

6ondaF<67P

Procentul deimpurităţi

T 2 C2

4ensitateaţiţeiului

H/@m3 F F

4ensitateaapei de

zăcăm+ntH/@m3 1 1

4ebitul delicid

m3@zi F'1 1'

*ursa prăjiniilustruite 6

m 1'2 '<

7umărul decurse duble pe minut n

cd@min ' 2

Ad+ncimea defi)are a pompei

m 1< 9FC'F

?un/imea prăjinii de

pompare-<@ in.

m C1 F<<'F

?un/imea prăjinii de pompare

-3@C in.

m 2< 2C<

?un/imeaţevii dee)tracţie-F<@ in.

m 1< 9FC'F

?un/imeaţevii dee)tracţie

-F3@ in.

m

5ipul pompeide e)tracţie

; P-F3@×11@C. P-F3@

×11@C.

5ipul unităţiide pompare

t 2'C

Pagina119




4.7.1. S:/ 115SNP

; Pompa se fi)ează la ad+ncimea : =fi)K1< m

; Ad+ncimea de scufundare a pompei - submer/enţa pompei . : =subK1 m

; 7ivelul dinamic in sonda=dK=fi);=subK1< ; 1K9< m

6e calculează înălţimea de pompare:

; Pierderile prin frecare în ţevile de e)tracţie :

m@s

; 7umarul !eDnolds este:

; *oeficientul pierderilor prin frecare:

; Pierderile prin frecare:

; Pierderile in capul de pompare:

Pagina120

F 3 F

C C F'1A#AAIA

-2F 1A . I2CAAi

/

d ν

π π −

× ×= = =

× × × ×

3

3

9F'I A#AAIA 2F 1A!e CF'F11

1A 1A

am id ρ ν

µ

−

−

× × × × ×= = =

×

2C 2C1'3I

!e CF'F11λ = = =

F F

3

1'3I 1A< A#AAIAA#A<

F F 9#I1 2F 1A !r

i

0 1 m

g d

λ ν −

× × × ×= = =

× × × × ×

I 1AII'AI

9F'I 9#I1

cp

cp

am

p 1 m

g ρ

×= = =

× ×




Pagina121




Pagina122




6e calculează înălţimea de pompare:

9< # < ' 123'1Cd !r cp

= + + = + + = m

F' 6e ale/e pompa 1 5P 1F din seria F<@ in cu urmatoarele caracteristici:

; viteza de rotaţie n K 1F rot@min ; puterea de antrenare 7 K 1'3 *P

4in fi,a pompei se ale/ caracteristicile acesteia :

; numărul de etaje FF' etaje ; lun/imea rotorului F'F m ; lun/imea statorului 1' m ; filetul rotorului 13@ in

; diametrul e)terior al pompei 9C mmPentru efectuarea calcului de rezistenţă al /arniturii se calculează astfel :

3' 6e calculează /reutatea coloanei de licid din ţevile de e)tracţie :

- .

-#3122 #F. 1< 9#1 9F' F13

l t p !i2 am P " a g

3

ρ = − × × × =

= − × × × =

C' 6e calculează factorul de flotabilitate :

' 6e calculează /reutatea prăjinilor de pompare în aer :

7

2' 6e calculează efortul unitar de tracţiune cu relaţia :

<' 6e calculează momentul de torsiune cu relaţia :

7m

' 6e calculează modulul de rezistenţă polar cu relaţia :

m3

Pagina123

9F'I1 1 A#IIF

<IAam

40

b ρ

ρ = − = − =

-3# FF C1I F# CF 2<. 9#I1 311AA p pi pi

P 5 l = × = × + × × =∑

Fm

3 I

FI13A A#IIF 311AA1'F9 1AA#AAA3122

l p

t

p

P b P

aσ + × + ×

= = = ×

A'99A 9A <2'ACF

1FAt

3 '

n= × = × =

3 32A#A19

1'3< 1A

12 12

p

p

d 6

π π −× ×

= = = ×




9' 6e calculează efortul unitar cu relaţia :

1' 6e calculează efortul unitar ecivalent solicitării compuse conform celor două teorii derezistenţă :

11' 6e calculează efortul unitar admisibil corespunzător oţelului 3"12 :

6e observă că este îndeplinită condiţia de rezistenţă# deci dimensionarea este corectă'

4.7.2. S:/ 133SNP

; Pompa se fi)ează la ad+ncimea : =fi)K<C m

; Ad+ncimea de scufundare a pompei - submer/enţa pompei . : =subK1 m

; 7ivelul dinamic in sonda

=d K =fi);=sub K <C;1K<<C m

; Pierderile prin frecare în ţevile de e)tracţie :

m@s

; 7umarul !eDnolds este:

; *oeficientul pierderilor prin frecare:

Pagina124

Fm

3 <

2

<2'ACF'2AF 1A

1'3< 1A

t t

p

'

6 τ

−= = = ×

×

( ) ( )

F F

1

F FI I < I F

1- C .F

1-1'F9 1A 1'F9 1A C '2AF 1A . 1'1C 1A @F

ech t t t

3 m

σ σ σ τ = × + + × =

= × + × + × × = ×

( )

F F

F

FI IF <

I F

A#3 A#2 C

A#3 1'F9 1A A#2 1'F9 1A C '2AF 1A

1#39 1A @

ech t t t

3 m

σ σ σ τ = × + × + × =

= × × + × × + × ×

= ×

I FCAA 1A

F#F 1A @F

c

a

s

3 mc

σ

σ ×

= = = ×

F 3 F

C C 1F'2A#AACI

-2F 1A . I2CAAi

/

d ν

π π −

× ×= = =

× × × ×

3

3

1A3C A#AACI 2F 1A!e 3A9'23I

1A 1A

am id ρ ν

µ

−

−

× × × × ×= = =

×




; Pierderile prin frecare:

; Pierderile in capul de pompare:

Pagina125

2C 2CA'FA<

!e 3A9'23Iλ = = =

F F

3

A'FA< I<C A#AACIA#3C<

F F 9#I1 2F 1A !r

i

0 1 m

g d

λ ν −

× × × ×= = =

× × × × ×

I 1A<I'I<2

1A3C 9#I1

cp

cp

am

p 1 m

g ρ

×= = =

× ×




1' 6e calculează înălţimea de pompare:

<<C # 3C< <'<2 3'FFFd !r cp

= + + = + + = m

F' 6e ale/e pompa 1 5P 1F din seria F<@ in cu urmatoarele caracteristici:Pagina126




; viteza de rotaţie n K C rot@min

; puterea de antrenare 7 K F'< *P

4in fi,a pompei se ale/ caracteristicile acesteia :

; numărul de etaje FF' etaje ; lun/imea rotorului F'F9 m ; lun/imea statorului 1' m ; filetul rotorului 13@ in ; diametrul e)terior al pompei 9C mm

Pentru efectuarea calcului de rezistenţă al /arniturii se calculează astfel :

3' 6e calculează /reutatea coloanei de licid din ţevile de e)tracţie :

- .-#3122 #F. <C 9#1 13C FC

l t p !i2 am P " a g

3

ρ = − × × × =

= − × × × =

C' 6e calculează factorul de flotabilitate :

' 6e calculează /reutatea prăjinilor de pompare în aer :

7

2' 6e calculează efortul unitar de tracţiune cu relaţia :

<' 6e calculează momentul de torsiune cu relaţia :

7m

' 6e calculează modulul de rezistenţă polar cu relaţia :

m3

Pagina127

1A3C1 1 A#I2I

<IAam

40

b ρ

ρ = − = − =

F# CF FF 3'FF 3F F3<<A p pi pi P 5 l = × = × + × =∑

Fm

3 IFCA A#I2I F3<<A

1# F< 1AA#AAAFI

l p

t

p

P b P

aσ

+ × + ×= = = ×

1'9I9A 9A C<'3I

CAAt

3 '

n= × = × =

3 32A#A19

1#3< 1A12 12

p

p

d 6

π π −× ×

= = = ×




9' 6e calculează efortul unitar cu relaţia :

1' 6e calculează efortul unitar ecivalent solicitării compuse conform celor două teorii derezistenţă :

11' 6e calculează efortul unitar admisibil corespunzător oţelului 3"12 :

6e observă că este îndeplinită condiţia de rezistenţă# deci dimensionarea este corectă'

Pagina128

Fm

3 <

2

C<'3I3'C9 1A

1#3< 1A

t

t

p

'

6 τ

−= = = ×

×

( ) ( )

F F

1

F FI I < I F

1- C .F

1-1#F< 1A 1#F< 1A C 3'C9 1A . 1'32C 1A @F

ech t t t

3 m

σ σ σ τ = × + + × =

= × + × + × × = ×

( ) ( )

F F

F

F FI I <

I F

A#3 A#2 C

A#3 1#F< 1A A#2 1#F< 1A C 3'C9 1A

1'FC1 1A @

ech t t t

3 m

σ σ σ τ = × + × + × =

= × × + × × + × ×

= ×

I FCAA 1A

F#F 1A @F

c

a

s

3 mc

σ

σ ×

= = = ×

Pompaj Elicoidal

Documents

Transcript of Pompaj Elicoidal