PompajCentrifugal (1).doc

7/25/2019 PompajCentrifugal (1).doc

1/30

POMPAJ CENTRIFUGAL

3.1. GENERALITI

Pompele centrifuge submersibile au fost aplicate prima dat n

extracia ieiului n anul 1928. Cele mai folosite pompe centrifuge sunt cele

de tip RE! "rus#ii electrod$igatel !rutino$a% dup numele in$entatorului de

origine rus &erg'ei !rutino$% care a propus sistemul nc din anul 191().

!ceste pompe sunt construite pentru o gam foarte mare de debite de la

*+,-+ m*/i p0n la (.+++,8.+++ m*/i% n funcie de diametrul coloanei n

care se introduc. Ele se folosesc n special pentru extragerea unor debite

mari de lic'id% ind recomandabile i n ca/ul ieiurilor foarte $0scoase

precum i la extracia ieiului din sonde de$iate.

3emperatura maxim la care re/ist un motor obinuit este de 4+,8++C% dar se construiesc i pompe "din materiale speciale) care re/ist p0n la

15+ +C.

Pompa funcionea/ cu randament maxim atunci c0nd aspir lic'id

curat. Ea poate $e'icula i cantiti moderate de ga/e% cantitile prea mari

de ga/e duc0nd totui la o funcionare inecient a pompei sau c'iar la

blocarea ei. 6n ca/ de blocare se oprete pompa% ga/ele ridic0ndu,se n timp

la suprafa datorit densitii lor mai mici.

!d0ncimea minim de scufundare a pompei n lic'id este de *+,5+ m.

3.2. COMPONENTELE INSTALAIEI DE FUND I DE

SUPRAFA

&c'ema general a unei instalaii de pompa7 centrifug este

pre/entat n g. *.1. !nsamblul de pompare se compune din trei pri

distincte% asamblate prin bride i buloane% iar axele lor prin mufe cu

caneluri. !e/area lor% pornind de 7os n sus% este urmtoarea

electromotorul% protectorul i pompa. a sondele cu ni$el dinamic mic%

1


2/30

monta7ul ansamblului de pompare se poate in$ersa% ae/0nd pompa la

partea inferioar% iar electromotorul la partea superioar.

Figura 3.1. Schema general a unei in!"ala#ii $e %&m%a' cen"ri(ugal

M&"&rul )!au elec"r&m&"&rul !u*mer!i*il+este de tip asincron% trifa/at

cu rotorul n scurtcircuit. El este bipolar i are o $ite/ de rotaie de 2.9++ ,

2.915 rotmin la o frec$en a curentului de alimentare de 5+ :/ i o $ite/

de *.-45 , *.5++ rotmin la o frec$en de (+ :/. ;otorul este umplut cu ulei

de transformator% special% dielectric% cu o constant dielectric de minim *+

i bun conductor termic.

2


3/30

) i la intensitate mic. a ad0ncimi medii tensiunea

este de circa 8++ >% iar la ad0ncimi mici de -++ >. @ntensitatea curentului

$aria/ de la 12 la 1*+ !.

;otorul este alctuit dintr,un rotor i un stator. !xul rotorului este gol

n interior% a$0nd canale radiale n dreptul lagrelor% pentru reali/area

ungerii acestora. A mic turbin asigur circulaia uleiului spre mantaua

motorului% pentru rcirea sa n contact cu =uidul din sond. !xul este

pre$/ut la capete cu un manon canelat pentru cuplare.

&tatorul este construit din table de er magnetice i nemagnetice.

;otoarele se construiesc n diferite dimensiuni pentru a putea

introduse n coloane de exploatare de - 12% 5 12% ( 58 in i mai mari.

!$0nd diametrul exterior limitat% creterea puterii se obine prin mrirea

lungimii motorului% respecti$ prin montarea motoarelor n tandem. ungimea

unui motor de dimensiuni mai mari este de 8B9 m i puterea de 2++B25+

CP% n timp ce motoarele n tandem pot a7unge la o lungime de 25B*+ m i o

putere de 1.+++ CP.

3


4/30

Figura 3.,. Schema -i %rinci%iul $e (unc#i&nare al %r&"ec"&rului

Pr&"ec"&rulare rolul de a i/ola motorul i uleiul de transformator din el

de =uidele din sond.


5/30

Figura 3.3. Cu%lul r&"&r!"a"&r ce (&rmea/ e"a'ul unei %&m%e

cen"ri(uge

umrul de eta7e determin nlimea total de ridicare a lic'idului i

puterea necesar de acionare. orma i dimensiunile unui eta7 determin

debitul pompei.

Pompele de mare debit pot a$ea un numr de aproximati$ 4++ eta7e. 6n

acest ca/ ele se confecionea/ din mai multe seciuni i se asamblea/ n

tandem% la un capt ind pre$/ute cu =ane% iar la cellalt cu locauri

pentru urub pre/on. !xele se asamblea/ prin mufe cu caneluri ind

confecionate din materiale re/istente la abra/iune i coro/iune% iar statorul

din font.

Se%ara"&rul $e ga/e se folosete c0nd sonda produce ga/e i semontea/ ntre protector i pomp. @ntrarea ga/elor libere n treptele

pompei conduce la formarea unor turbulene ntre palete i stator care

micorea/ debitul pompei. ;ontarea unui separator de fund nainte de

aspiraia pompei% mbuntete ntr,o msur oarecare aceast situaie.

5


6/30

Figura 3.0. Se%ara"&are $e ga/e u"ili/a"e n %&m%a'ul cen"ri(ugal

Principiul de funcionare se ba/ea/ pe sc'imbarea direciei de

micare a =uidelor $enite din sond% astfel nc0t acestea s execute o

deplasare descendent nainte de a aspirate de pomp "g. *.-.a).

!ceast micare descendent fa$ori/ea/ separarea ga/elor.

6n g. *.-.b este pre/entat un separator care funcionea/ pe

principiul separrii fa/elor sub aciunea forelor centrifuge% n funcie de

densitatea acestora. A elice rotitoare creea/ c0mpul de fore centrifuge.

luidele care $in din sond sunt supuse aciunii acestor fore. Particulele de

lic'id a$0nd densitate mai mare sunt aruncate spre periferia separatorului%

6


7/30

de unde ptrund n tragerea pompei% n timp ce ga/ele se plasea/ n 7urul

axului "form0nd un mie/ de ga/e)% ind diri7at n spaiul inelar al sondei.

Su%a%a $e re#inereare rolul de a menine e$ile de extracie pline cu

lic'id% c0nd pompa nu funcionea/. Ea mpiedic astfel scurgerea lic'idului

prin pomp i rotirea acestuia n sens in$ers.

&upapa de reinere se plasea/ la 2B* buci de ea$ deasupra

pompei. a sondele care produc cu ga/e multe% aceasta se plasea/ la 4B8

buci de ea$ deasupra pompei% pentru a permite ridicarea i acumularea

ga/elor din pomp care a fost blocat% astfel nc0t n locul lor s ptrund

lic'id i pompa s poat repus n funciune.

Su%a%a $e c&munica#ie )$e g&lire+ permite scurgerea lic'idului din

e$i% atunci c0nd pomp trebuie s e extras. Ea se montea/ la o distan

de o bucat de ea$ de extracie deasupra supapei de reinere.

Cen"r&rul% montat imediat sub motor% asigur o rcire uniform a

motorului i prote7ea/ cablul de u/ur prin frecare.

Ca*lul elec"ric% are rolul de a transporta energia electric de la

suprafa la motor. El este format din trei conductori de cupru sau aluminiu%

i/olai ntre ei cu material plastic i prote7ai la exterior printr,o cma

=exibil de oel gal$ani/at sau polietilen. &eciunea conductorilor $aria/ n

funcie de tensiunea curentului de alimentare a electromotorului.

Prolul seciunii cablului poate rotund sau plat. Cablul rotund este

cel mai utili/at. Cablul plat se folosete n /ona ansamblului de fund sau la

sondele cu spaiu inelar mic. !cest cablu plat este pre$/ut cu o protecie

mecanic care poate obinut dintr,o armtur de oel% bron/ sau oel

special ;onel% n scopul de a re/ista condiiilor n care lucrea/.

3emperatura obinuit de lucru este de 4+B8+ +C% cablul put0nd lucra

la aceast temperatur 8B1+ ani. iecare cretere de temperatur de 1+ +C

scurtea/ aceast durat la 7umtate. A mare in=uen n acest sens o are i

natura c'imic a =uidelor din sond. 6n sondele cu temperaturi ridicate se

utili/ea/ cabluri speciale care pot re/ista p0n la 15+ +C.

Cablul se prinde de e$i cu a7utorul unor clame speciale. ungimea

total a cablului $a mai mare dec0t ad0ncimea de xare a pompei% astfel

7


8/30

nc0t s permit po/iionarea instalaiei de suprafa la o distan de circa

*+ m de gura sondei.

imensiunea cablului electric se alege n funcie de intensitatea

curentului% de cderea de tensiune din cablu i de mrimea spaiului inelar (dintre mufele

evilor de extracie i coloan) !derea de tensiune din cablu se determin cu a"utorul

nomo#ramei din fi#ura 35

Figura 3.2. N&m&gram %en"ru calculul c$erii $e "en!iune n ca*lu

Ca%ul $e %&m%are"pentru presiuni de 1++B2++ bar) este pre$/ut la

partea inferioar cu un dispo/iti$ special

"tubing,'ead) de tip F:erculesF pentru

suspendarea e$ilor de extracie "g. *.()%

care asigur i etanarea n 7urul e$ilor i a

cablului electric. up xarea acestuia% n

prelungire% se montea/ un $entil principal i

un teu de racordare la conducta de amestec%

pre$/ut sau nu cu du/% dup ca/.

Partea electric de la suprafa cuprinde cutia de 7onciune% panoul de

comand i transformatorul.

Figura 3.. 4i!%&/i"i5 $e !u!%en$are

a #e5il&r $e e6"rac#ie

$


9/30

Cu"ia $e '&nc#iune se plasea/ ntre capul de pompare i panoul de

comand. !ici se leag cablul de la panoul de comand cu cablul care

ptrunde n sond. 3ot aici sunt scurse n atmosfer ga/ele care pot migra n

lungul cablului care ptrunde n sond i alimentea/ motorul.

Ptrunderea acestor ga/e n panoul de comand ar genera pericol de foc i

explo/ie. Pentru pre$enirea acestei situaii se folosete metoda RE!

pre/entat n g. *.4.

Figura 3.7. Cu"ie $e '&nc#iune

Pan&ul $e c&man$se construiete pentru tensiuni ntre --+B-8++ >.

El se alege n funcie de intensitatea curentului% tensiune i putere.

Panoul de comand poate a$ea o construcie simpl cu buton de

contact i protecie contra suprancrcrii sau poate mai complicat%

conin0nd nregistrator de presiune i $olta7% dispo/iti$ de oprire a

curentului c0nd pomp nu debitea/% releu de timp pentru funcionarea

periodic a pompei% dispo/iti$e de alarm i control de la distan% etc. El se

montea/ la o distan de circa *+ m de gura sondei.

Tran!(&rma"&rul poate un autotransformator trifa/at% un

transformator trifa/at sau un grup de trei transformatoare monofa/ate. El

%


10/30

are ca scop transformarea tensiunii curentului primar din reea ntr,un curent

cu tensiunea necesar motorului. &e construiete pentru tensiuni de

5(5B2.(5+ >.

3.3.

NLIMEA DE POMPARE (RIDICARE)

Pentru a calcula nlimea de pompare : de/$oltat de un rotor se fac

urmtoarele propuneri

=uidul prsete paleta "elicea) rotorului tangenial la suprafaa

lateral care o mrgineteG

elicea i seciunea este plin n permanen cu lic'id "nu exist

separaie sau $id)G $ite/ele =uidului% n puncte similare pe liniile de curent% au aceeai

$aloare.

6nlimea de ridicare calculat astfel se numete Fnlime teoretic de

ridicareF.

Figura 3.8. Ma! elemen"ar $e 9ui$ !u%u! (&r#el&r cen"ri(uge

Pentru a determina distribuia presiunii se consider un element de

=uid "g.*.8) de mas dm% astfel nc0t se poate scrie

dRdRbdm = "*.1)

1&


11/30

ora centrifug care acionea/ asupra acestei mase elementare

este

dRdbRdmdF 222

R == "*.2)

termenul 2R repre/int acceleraia n micarea circular uniform.Creterea de presiune datorit aciunii forei centrifuge $a

dRR

dRb

dRdb

dA

dFdP

222

R =

==

"*.*)

in0nd seama c Hconst i integr0nd ntre R1si R2re/ult

22

UURRPP

21

22

21

222

12

=

= "*.-)

unde ' este $ite/a tangenial.

6nlimea de pompare datorat forei centrifuge este

g2g

UUPPHH

21

2212

12

=

= "*.5)

egli70nd pierderile de energie re/ultate din curgerea prin paletarotorului re/ult c lucrul mecanic efectuat de elice este egal cu diferena

dintre energia total a =uidului la ieirea din palet i cea de la intrarea n

palet. !ceasta poate exprimat sub forma de nlime de ridicare% "Pg)%

ind nlimea teoretic de ridicare.

6nlimea total de ridicare :total% este compus dintr,o nlime de

ridicare datorit energiei poteniale :pot% i o nlime de ridicare datorit

$ite/ei. eci

11


12/30

g2

VVHH

2

1

2

2pottotal

+= "*.()

!a cum s,a artat mai sus < este $ite/a tangenial "g. *.9.a)% iar >este $ite/a absolut a =uidului re/ultat din compunerea $ite/ei < cu $ite/a

relati$ I care urmrete prolul paletei "tangent la prolul lamei

laterale).

>alorile $ite/elor absolute se determin grac% prin compunere dup

regula compunerii $ectorilor "se formea/ un triung'i al $ite/elor) , g.

*.9.b.

Figura 3.:. Triunghiul 5i"e/el&r la curgerea 9ui$ului %rin"r& %ale"

Creterea energiei poteniale "de fapt o cretere de presiune) de la

intrarea la ieirea din palet se face pe seama aciunii forei centrifuge i a

$ariaiei $ite/ei relati$e I. Re/ult

g2g2

WWUUH

21

22

21

22

pot

+

= "*.4)

in0nd seama c I1J I2% datorit seciunii mai mici a paletei n /ona de

intrare.

6nlocuind relaia "4) n relaia "() re/ult

12


13/30

g2

VVWW+UUH

21

22

22

21

21

22

total

+= "*.8)

Conform gurii *.9.b re/ult

+= 11121

21

21

cos2 VUVUW "*.9)

i

+= 22222

22

22

cos22 VUVUW "*.1+)

6nlocuind "*.9) i "*.1+) n "*.8) re/ult

( ) = 111222total coscosg1

VUVUH "*.11)

sau

( )1122total VUVUg

1H = "*.12)

unde >1i >2repre/int proieciile lui >1i >2pe axa $ite/ei


14/30

Figura 3.1;. E(ec"ul $en!i"#ii a!u%ra nl#imii $e ri$icare a %&m%el&r

cen"ri(uge

Prin rotire% dac densitatea =uidului este mai mare% el capt o

energie la ieire mai mare% dar n acelai timp i coloana pe care urc

lic'idul respecti$ are o densitate mai mare% astfel c indiferent de lic'id%

acesta urc pe aceeai nlime. Presiunea la refulare $a ns diferit%

precum i puterea de/$oltat i absorbit de pomp.

ac o pomp care $e'iculea/ apa se umple cu ga/e in loc de ap%

presiunea de descrcare scade at0t de mult nc0t ga/ele nu pot ptrunde nconducta $ertical plin cu ap. Da/ele rm0n in palet i curgerea prin

pomp ncetea/% aceasta bloc0ndu,se cu ga/e. ac se oprete pompa%

ga/ele se ridic spre suprafa datorit densitii lor mai mici.

Este de menionat c nlimea real de ridicare este mai mic dec0t

nlimea re/ultat din relaia "*.11)% datorit pierderilor 'idraulice prin

frecare.

Pentru un debit de refulare al pompei ?+ se obine nlimea $irtualde ridicare

HU

g Hvirtual = = max "*.12)

:$irtualse obine strangul0nd ieirea lic'idului p0n c0nd presiunea de

refulare atinge $aloarea maxim pentru ?+.

14


15/30

6n acest ca/ I1+% I2+% 1+ i% deoarece I2+ re/ult >2


16/30

Figura 3.11. Cur*ele $e %er(&rman# ale unei %&m%e cen"ri(uge

Caracteristicile unei pompe centrifuge $aria/ cu numrul de rotaii

ale motorului% n% cu densitatea lic'idului pompat i cu $0sco/itatea acestuia%

astfel

ac la o pomp se sc'imb numrul de rotaii pe minut% atunci

=

1

212

n

nQQ "*.1*)

2

1

212

n

nHH

= "*.1-)

deoarece

( ) 3

1

212

2

n

nNN

30

nRUU!H

=

=== "*.15)

dat ind c ? presiune f "n) f "n2)

ac rotorul i difu/orul i sc'imb toate dimensiunile ntr,un anumit

raport% $ite/a rm0n0nd constant% re/ult

16


17/30

3

1

2

1

2

"

"

Q

Q

= "*.1()

deoarece $ite/a


18/30

apavis $ = "*.22)

Coecienii C?% C:% i Cse determin din nomograma pre/entat in g.

*.12% nomogram trasat pe ba/ de date experimentale.

Figura 3.1,. C&ecien#i $e c&rec#ie care in"er5in la %&m%area 9ui$el&r

5?!c&a!e

3.5. CORELAIA DE FUNCIONARE STRAT - POMP

1$


19/30

Pentru ca o pomp centrifug s funcione/e in condiii optime%

trebuie s existe o corelare ntre parametrii de funcionare ai pompei i

parametrii de lucru ai stratului producti$.

!stfel% nlimea total de ridicare a pompei% :% egal cu diferena

dintre presiunea de refulare i presiunea de aspiraie exprimat in metri

coloan de lic'id pentru un debit dat ?% trebuie s e in concordan cu

capacitatea de debitare a stratului la presiunea de aspiraie a pompei.

!ceast corelare poate fcut at0t analitic c0t i grac. eterminarea

grac re/ult pe ba/a interseciei curbei de funcionare a pompei ? f ":)

i a curbei con$enionale a sondei.

Figura 3.13. Cur*a c&n5en#i&nal a !&n$ei

3rebuie preci/at c exist o deosebire important intre curba

caracteristic a sondei i curba con$enional a acesteia. !stfel% curba

caracteristic a sondei% obinut n urma cercetrii acesteia% repre/int$ariaia debitului sondei in funcie de ni$elul dinamic "care repre/int

nlimea util de ridicare a lic'idului de ctre pomp).

Curba con$enional "g. *.1*) repre/int $ariaia lui ? in funcie de

ni$elul dinamic :d% msurat de la suprafa "metri coloan de lic'id)% plus

toate celelalte pierderi de presiune "pierderile de presiune prin frecare%

presiunea in separator% presiunea in capul de erupie% etc.) exprimate tot in

metri coloan de lic'id.

1%


20/30

in g. *.1* se obser$ c

( )sd

HH%PQ

= "*.2*)

unde ? este debitul sondei% m*/iG

:d,:seste diferena dintre ni$elul dinamic i static din sond% metri coloan

de lic'idG

@P este indicele de producti$itate% m*/imetri coloan de lic'id.

Re/ult

%P

QHH sd = i

%P

QHH sd += "*.2-)

Pentru ca debitul ? dat s a7ung la separator% este necesar o

presiune de refulare la pomp% conform g. *.1*% exprimat n metri coloan

de lic'id% dat de relaia

$&t'vi(!rd HHHH ++= "*.25)

n care :ddepinde de debitul stratului "relaia *.2-)% la fel ca i pierderea de

presiune prin frecare% :fr.te$i% iar :CErepre/int presiunea din capul de erupie

P2% exprimat n metri coloan de lic'id.

)HHH s'pam'st'c(cond(!r$& ++= "*.2()

in care :sepeste presiunea din separator% metri coloan de lic'idG

/ diferena de ni$el ntre sond i separator% metri.

Relaia "*.25) repre/int ecuaia curbei con$enionale a sondei% iar :

se numete nlimea dinamic total de ridicare.

Re/ol$area analitic se face prin egalarea lui : dat de relaia "*.25) cu

: dat de pomp% pentru acelai debit ?.

2&


21/30

Re/ol$area grac se face intersect0nd curba con$enional a sondei

cu o curb ? f ":) cum este cea din gura *.11.

Este recomandabil ca $aloarea lui : corespun/toare corelaiei dintre

funcionarea pompei i a stratului producti$ s se situe/e n /ona de

ecien sau randament ") maxim al pompei "/ona umbrit din g. *.11).

Este% de fapt% /ona debitelor optime de lucru care duc la ecien maxim.

ebitul optim din gura *.11 trebuie s se situee *ntre limitele stabile pentru un

randament maxim *n scopul asi#urrii unei funcionri optime fr a se produce o deteriorare

mecanic a treptelor (eta"elor) pompei

!legerea pompei se face n funcie de debitul pe care trebuie s,l

produc sonda i care trebuie s se situe/e in limitele optime pe curbele

:f"?)% de nlimea de ridicare i de diametrul coloanei. Cea mai economic

alegere se refer la cel mai mare diametru pe care,l permite coloana.

Practic nu este posibil s se construiasc pompe centrifuge ale cror

caracteristici de funcionare s corespund exact cu caracteristicile

con$enionale ale sondei. A pomp poate s de/$olte presiuni i debite mai

mari sau mai mici dec0t cele impuse de condiiile unui regim de lucru optim

al sistemului strat,pomp. Prin modicarea unor parametri caracteristici ai

pompelor se poate a7unge la o apropiere ntre parametrii de funcionare ai

pompei i parametrii de lucru ai stratului producti$.

umrul de eta7e "trepte) al pompei re/ult mprind nlimea total

de ridicare necesar% :% dat de relaia "*.25)% la nlimea de ridicare dat

de un eta7 al pompei respecti$e pentru debitul sondei.

Puterea motorului de acionare se obine nmulind puterea pe un eta7%

de pe curba f "?)% cu numrul de eta7e i nmulind mai departe cu

densitatea relati$ a lic'idului in raport cu apa pur% ra.

Limi"area $e*i"ului %&m%ei %rin $u/e

6n scopul limitrii debitului unei pompe se pot monta du/e la gura

sondei% cre0ndu,se astfel re/istenele locale care mresc pierderile de

presiune i conduc in nal la creterea $alorii lui : fr. !stfel% pentru aceeai

$aloare a debitului de lic'id% ?% crete $aloarea corespun/toare a presiunii

de refulare% :% iar curba con$enional a sondei $a mai ridicat. Practic% se

modic curba con$enional a sondei pentru a reali/a corelaia de

21


22/30

funcionare strat,pomp n /ona optim de funcionare "aproape de $0rful

ecienei maxime).

6n g. *.1- este pre/entat modul de reali/are a corelaiei de

funcionare strat,pomp n /ona optim cu a7utorul unei du/e. Curba 1

repre/int curba con$enional a sondei fr du/% iar curba 2 curba

con$enional a aceleiai sonde% creia i s,a creat o contrapresiune in e$ile

de extracie prin montarea unei du/e n capul de pompare.

Punctul KL de pe curba con$enional a sondei fr du/% 1%

corespunde aceluiai debit ?opt% ns cu :LoptM:p% ceea ce nseamn c

pompa de/$olt o presiune mult mai mare dec0t cea necesar funcionrii

normale a sondei.

Figura 3.10. C&rela#ia $e (unc#i&nare !"ra"!&n$ e(ec"ua" cu a'u"&rul

unei $u/e

Prin $ariaia oriciului du/ei% se poate crea o cdere de presiune% astfel

nc0t curba con$enional a sondei s e deplasat n aa fel nc0t

intersecia dintre aceasta i curba de funcionare a pompei% :p% s

corespund debitului optim% ?opt% al sondei% respecti$ presiunii% :opt% de pe

curba con$enional corespun/toare.

Punctul K re/ultat din intersecia curbei con$enionale a sondei cu

du/a% 2 i curba de funcionare a pompei :p% corespunde condiiilor unui

22


23/30

regim de lucru optim al sistemului strat,pomp% obinut cu aceeai pomp%

prin montarea unei du/e la suprafa.

Curba 1 repre/int randamentul instalaiei fr du/% iar curba 2

randamentul instalaiei cu du/.+etoda de limitare a debitului pompei prin due este comod i simplu de realiat dar

preint urmtoarele inconveniente,

micorea/ randamentul de lucru al pompei% proporional cu mrimea

cderii de presiune din du/G

u/ea/ prematur rulmentul axial al pompei% aparatele de g'ida7% etc.%

datorit creterii forei de presiune axiale.

Limi"area $e*i"ului %&m%ei %rin m&$icarea numrului $e e"a'ePrin modicarea numrului de eta7e ale pompei% curba con$enional a

sondei rm0ne aceeai% n sc'imb curba de funcionare a pompei poate

deplasat. !stfel% prin creterea numrului de eta7e% curba de funcionare

tinde ctre debite mari% iar prin scderea numrului de eta7e% tinde ctre

debite mici. Practic n acest ca/ se modic curba de funcionare a pompei%

pentru a reali/a corelaia de funcionare strat,pomp n /ona de funcionare.

6n g. *.15 este pre/entat modul de reali/are a corelaiei de

funcionare strat,pomp n /ona optim prin modicarea numrului de eta7e.

Curba :p1 repre/int curba de funcionare a pompei P1 creia i s,a scos un

numr de eta7e% astfel nc0t punctul K re/ultat din intersecia acesteia din

urm i curba con$enional a sondei% s corespund debitului optim al

sondei ?opt% respecti$ lui :opt.

23


24/30

Figura 3.12. C&rela#ia $e (unc#i&nare a !&n$ei reali/a"

%rin m&$icarea numrului $e e"a'e

umrul de eta7e care trebuie scoase pentru ca debitul pompei s e

egal cu debitul optim al sondei se determin cu relaia

'

p

opt' n

H

H1n

= "*.24)

n care

ne repre/int numrul de eta7e care trebuie scoase din pompG

:opt presiunea necesar obinerii debitului optim% ?opt% metri coloan de

lic'idG

:p presiunea de/$oltat de pomp pentru ?p H ?opt% metri coloan de

lic'idNGne numrul de eta7e al pompeiG

>aloarea lui :optse obine de pe curba con$enional a sondei sau din

relaia "*.25). >aloarea lui :p se obine de pe curba de funcionare a pompei

pre/entat n g. *.11.

6n ca/ul n care neM+% nseamn c pompei trebuie s i se adauge un

numr de neeta7e.

24


25/30

&,a constatat c n ca/ul limitrii debitului prin modicarea numrului

de eta7e al pompei se obine acelai debit% dar cu un randament de circa

dou ori mai mare dec0t n ca/ul limitrii prin du/e.

in g. *.15 se obser$ c prin micorarea numrului de eta7e al

pompei% randamentul instalaiei rm0ne n mod practic acelai.

3.6. POMPE CENTRIFUGE INTRODUSE CU CABLU

&istemul se recomand n /onele greu accesibile precum i pe

platformele marine. Prin acest sistem se micorea/ timpul de inter$enienecesar pentru sc'imbarea instalaiei de fund% reduc0ndu,se totodat i

costurile aferente acestei lucrri. e menionat c acest sistem se aplic

numai la sondele care au coloane de exploatare cu diametru mare.

6n g. *.1( este pre/entat o instalaie cu pomp centrifug

submersibil suspendat prin cablu. &pre deosebire de instalaiile obinuite%

motorul se a= la partea superioar i pompa la partea inferioar% motorul

ind rcit de =uidul care circul prin spaiul inelar dintre el i e$ile deextracie. caul de rea/em are o garnitur care etanea/ pe pomp i

lcaurile n care ptrund nite clic'ei "cei) care ies n afar atunci c0nd

pompa este n lca i cablul se slbete. !stfel pompa se bloc'ea/ n lca

i nu poate aruncat n sus de presiunea de fund care creste atunci c0nd

pompa nu funcionea/. C0nd se trage n sus cablul% acesta ind n legtura

cu un ax care a mpins ceii n afar% i retrage i pompa se eliberea/ din

loca.

Cablul este pre$/ut cu un dispo/iti$ de siguran montat la racordul

cablului% pentru ca/ul c0nd pompa nu poate ridicat din lca. ispo/iti$ul

permite dega7area cablului la o anumit for la care acesta re/ist% n sond

rm0n0nd numai racordul pre$/ut cu nite ri/uri% astfel ca s se poat

instrumenta cu uurin dup el.

25


26/30

. Figura 3.1. Schema $e an!am*lu a %&m%ei cen"ri(uge in"r&$u!e cu

ca*lua sc'imbarea pompei sonda nu mai trebuie omor0t% deoarece la

e$ile de extracie este ataat o $al$ de siguran sferic. !ceasta este

meninut n po/iie desc'is de ctre presiunea de refulare a pompei ce

acionea/ asupra unui piston care desc'ide $al$a comprim0nd un arc. ac

pompa se oprete% presiunea n e$i scade i arcul nc'ide supapa. 6n felul

acesta sonda este n siguran i pompa poate extras.

26


27/30

easupra capului de pompare exist un pre$enitor cu nc'idere pe

cablu% peste care se montea/ un lubricator% astfel c pompa poate

introdus i extras sub presiune.

@nstalaia de mane$r "g. *.14) este montat pe un saiu metalic

ind transportabil. ;astul acestuia poate lucra $ertical sau n po/iie

nclinat. ;astul cu un singur picior de 1*%1+ m% are la partea superioar un

geamblac% ind montat pe un cilindru 'idraulic care permite aplicarea unei

fore suplimentare de traciune% atunci c0nd apar instrumentaii mai dicile.

Figura 3.17. In!"ala#ia $e mane5r a %&m%el&r cen"ri(uge in"r&$u!e cu ca*lu

Cablul este nfurat peste geamblac% trecut apoi peste o rol x de

g'idare i de aici peste nite role de ntindere. e la rolele de ntindere

cablul merge la toba de nfurare.;astul a fost proiectat pentru a facilita deser$irea sondelor spate

nclinat de pe platformele marine. !cesta poate lucra la o nclinare de

22+*+L% 25+% 24+*+L% *++%sau n po/iie $ertical.

A alta caracteristic a mastului o constituie cilindrul 'idraulic. ac

extragerea pompei necesit o for mai mare dec0t cea oferita de rolele de

ntindere% acestea sunt blocate i se aplic o for 'idraulic de peste -5 tf.

!ceast for este dat de o pomp 'idraulic acionat de un motor iesel.

27


28/30

3.7. EXEMPLU DE CALCUL

atele iniiale pentru sonda sunt

SEMIGRUPA B NR 6ate &onda

OCiametrul coloanei de exploatare%

in

4

@nter$al perforat% m 19(+Presiunea in separator % bar (Presiunea de fund dinamicQ% bar 8+iferenta de ni$el % m ,2+ensitatea ieiului% #gm* 85+ensitatea apei% #gm* 1+2+Procentul de impuritQi% (8iametrul e$ilor de extracie% in 2 48ebitul de lic'id estimat a extras%

m*/i

*+8

Exploatarea sondei se face prin pompa7 centrifugal submersibil .

&e cere sa se aleaga pompa si motorul electric de fund corespun/atoare .

1. &e determina inaltimea la care se ridica lic'idul in sonda corespun/ator

presiuni dinamice Pd H 9+ bar

6nlimea lic'idului din sond corespun/toare presiunii dinamice $a

77$11561&

1&%& 5

=

=

=am

!

dg

p*

m

( ) ( ) 11566$&1&2&6$&1$5&1 =+=+= ii atam #gm*

i$elul dinamic n pompa7

11$277$1%6& === dd *HH m

2. &e calculea/a adancimea de xare a pompei

2$


29/30

12325&11$2 =+=+=+dpompa

*HH

&e admite pentru adancimea de scufundare a pompei $aloarea 's H 5+

m

*. 6nlimea de pompare

)HHHH s'p!rd ++=

mmH!r 1&&&

27=

"extras din diagrama pierderilor de presiune prin frecare pentru e$i de 2

48 in noi)

263312321&&&

27 === !i,!r!r H*H m

:xeste ad0ncimea de xare a pompei "12*2 m)

5211561&

1&6 5

2 ==

=

am

s'pgpH

m

12442&523&11$2 =++=H m

-. !legerea pompei

&e alege o pomp RE! tip ,55 E din seria **8 cu urmtoarele

caracteristici omeniul racordat 19+ , *2+G

Pentru 1++ de eta7e "5+ :/% 2915 rotmin)

nlimea de pompare -++ m

puterea motorului electric *- CP

randamentul pompei 5-

2%


30/30

5. 6nlimea de pompare pentru un eta7

41&&

4&&

1&&

1&&

=== 'ta-'ridicar''ta-H

H meta7

(. Puterea motorului electric pentru un eta7

34&1&&

34

1&&

1&& === 'ta-''ta-N

N CPeta7

4. umrul de eta7e necesar asigurrii nlimii de pompare

3114

1244

==='ta-ridicar'

ridicar'

H

Hn eta7e

, se aleg dou seciuni a c0te 1*( eta7e si o sectiune a cate *( eta7e

, total *+8 eta7e

8. Puterea necesar acionrii pompei

1&534&3&$1

=== 'ta-'ta-'motor nnN CPeta7e

9. !legerea motorului electric se alege un motor electric seria -5(

,puterea 114 CP

,tensiunea 9++ >

,intensitatea 82.5 !

PompajCentrifugal (1).doc

Documents

Transcript of PompajCentrifugal (1).doc