pompaj elicoidal
DESCRIPTION
petrol-gazeTRANSCRIPT
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 2/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
; 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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 3/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 4/39
Fig. 4.1. Schema instalaţiei de pompare cu pompe
elicoidale
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
?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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 5/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 6/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
>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.
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 7/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 8/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 9/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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'
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 10/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 11/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 12/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 13/39
Fig. 4.6. $apul de antrenare
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 14/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
Pagina104
Fig. 4.%. $apete de antrenare tip &obbins'(ers
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 15/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 16/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 17/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 18/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 19/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 20/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
− 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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 21/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
; 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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 22/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 23/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 24/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 25/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
(+,+-/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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 26/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 27/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 28/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 29/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 30/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
×= = =
× ×
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 31/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
Pagina121
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 32/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
Pagina122
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 33/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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 −× ×
= = = ×
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 34/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
−
−
× × × × ×= = =
×
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 35/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
; 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
×= = =
× ×
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 36/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 37/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
; 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 −× ×
= = = ×
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 38/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal
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 ×
= = = ×
7/17/2019 Pompaj Elicoidal
http://slidepdf.com/reader/full/pompaj-elicoidal 39/39
Absolvent : Burlacu Ionuț Pompaj elicoidal