Studiul Posibilității de Aplicare a Pompajului Hidraulic la Sonde cu Debit Mare de pe Structura Boldești

POMPAJUL HIDRAULIC

Pompajul hidraulic se poate realiza folosind pompe cu piston sau pompe cu jet, ambele actionate hidraulic de catre un fluid motor.

1. POMPE HIDRAULICE CU PISTON

1.1. GENERALITATI

Pompele hidraulice cu piston utilizeaza principiul transmisiilor hidrostatice. Astfel, la pompele hidraulice pistonul pompei este actionat direct de un motor hidraulic. Motorul este actionat hidraulic de catre fluidul introdus de la suprafata unde se afla generatorul hidraulic.

Primul sistem de pompare având la baza acest principiu a fost conceput si utilizat în anul 1875 ce H.W. Fawcett, fluidul motor fiind la acea vreme aburul. Utilizarea aburului limita metoda doar pentru sondele cu diametre mari si adâncimi mici, motiv pentru care treptat a fost abandonata (1920). Pastrând principiul metodei, dar înlaturând dezavantajele constructive si schimbând fluidul motor s-au elaborat în continuare diverse solutii cum ar fi pompajul hidraulic cu presiune oscilatorie (R.H. Russel în 1920). Si acest sistem s-a dovedit dezavantajos deoarece datorita alungirii tevilor de extractie si compresibilitatii fluidului motor, volumul care trebuia refulat de pompa de la suprafata pentru realizarea cursei pistonului pompei de adâncime era foarte mare. Aceasta conducea la diametre mari ale pistoanelor pompei de suprafata, care trebuia sa realizeze în acelasi timp si presiuni de lucru ridicate. Tot datorita compresibilitatii fluidului motor era dificila corelarea simultaneitatii pompei de suprafata cu agregatul de adâncime.

Aceste dezavantaje au fost eliminate prin aparitia în anul 1932 a solutiei concepute de firma KOBE, care asigura functionarea rectilinie alternativa a motorului de adâncime prevazut cu sistem de distributie în conditiile unui debit constant de fluid motor pompat de la suprafata. Ulterior constructia acestor pompe s-a perfectionat continuu, detaliile constructive s-au diversificat, solutia fiind preluata si de alte firme (BYRON-JACKSON, OILMASTER, JOHNSON FLAGG, PACIFIC, DEMPSEY, SARGENT, ARMES, etc.), dar utilajul specific este întâlnit în limbajul curent tot sub denumirea de “pompe KOBE”.

1.2. PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE

În figura 1.1. este prezentata schema clasica a unei pompe hidraulice cu piston tip Kobe. Pompa este alcatuita dintr-un motor hidraulic actionat de presiune 1, dintr-o pompa cu piston 2 si un sertar (valva) de distributie 3. Coordonarea functionarii acestor trei elemente componente este data de tija 4. Tija leaga cele doua pistoane si este strabatuta de un canal longitudinal prin intermediul caruia se realizeaza atât ungerea pistoanelor, cât si egalizarea presiunilor care actioneaza pe capetele tijei. Debitul fluidului motor este constant, dar datorita valvei de distributie cu patru cai este dirijat succesiv pe fata superioara, respectiv inferioara a pistonului motor, care astfel executa miscarea alternativa.

În sonda se introduce o garnitura de tevi de extractie prevazuta la partea inferioara cu un separator de gaze si cu un dispozitiv de fixare a pompei hidraulice. Prin interiorul acestei garnituri se introduce pompa hidraulica cu ajutorul altei garnituri de tevi cu diametrul mai mic si se fixeaza în dispozitivul de fixare, realizându-se astfel si etansarea la partea inferioara a celor doua garnituri de tevi. Prin tevile inferioare se pompeaza de la suprafata fluidul motor care poate fi titei sau apa.

Fluidul motor intra în motorul hidraulic prin valva de distributie cu patru cai. Sertarul (fig. 1.2.) dirijeaza atât fluidul motor activ, cât si fluidul motor refulat.

Considerând ca pistonul motor executa cursa descendenta (fig. 1.2.a), fluidul motor sub presiune este dirijat de catre valva de distributie 1 prin canalele 2 deasupra pistonului 3, în timp ce fluidul motor refulat de sub piston este împins prin canalele 4, prin orificiile de evacuare ale valvei si apoi prin canalele 5, în spatiul inelar dintre cele doua garnituri de tevi, de unde urca la suprafata împreuna cu fluidul produs de sonda.

Când pistonul ajunge la sfârsitul cursei descendente (fig. 1.2.b), datorita diametrului redus al capatului tijei, presiunea fluidului motor se exercita si pe fata inferioara a valvei de distributie. Aceasta fata având o suprafata mai mare decât cea superioara, valva este deplasata în sus (fig. 1.2.c), astfel ca fluidul motor este acum dirijat prin canalele 4 sub piston si acesta începe cursa ascendenta. Datorita formei valvei de distributie, fluidul motor refulat de deasupra pistonului este împins prin canalele 2, prin orificiile de evacuare ale valvei, apoi tot prin canalele 5 în spatiul inelar.