سیالات حفاری

معماری فرهنگ قوم لر حفاری وسیالات حفاری تمدن لرستان

 
پمپهای گریز از مرکز
نویسنده : رضا سپهوند - ساعت ۱٢:٢٤ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٥/۱
 

اصول کار کردن پمپھای گریز از مرکز

اصول کار کردن انواع پمپهای گریز از مرکز بر مبنای "گریز از مرک ز "

است و بنا به تعریف نیری گریز از مرکز نیروئی است که در اجسام دوا ر

که مسیر حرکتی آنها همانند یک دایره است بوجود می آید و می کوشد

که جسم گردانده را از مسیر حرکتی بطرف محیط دایره سوق ده د . در

خصوص پمپهای گریز از مر کز موقعی که عضو گردنده با سرعت مایع ر ا

در داخل فقسه بچرخاند نیروی گریز از مرکز مایع را از مرکز عضو گردنده

بطرف دریچۀ خروجی پمپ و به خارج هدایت می کن  د . خلایی ک ه

بدینوسیله بوجود می آید باعث میشود که فشار جو مایع را به داخل پمپ

براند . این عمل تا مادامی که چرخش پروانه پمپ ادام ه دارد و مایع د ر

منبع موجود باشد ادامه خواهد داشت .

بنابراین در پمپهای گریز از مرکز بعلت بوجود آمدن خلاء در داخل پمپ و

فشار جو در خارج مایع از دریچه مایع از دریچه داخلی به مرکز پروان ه

هدایت و به وسیله آن به چرخش در می آید .

چرخیدن مایع باعث بوجود آمدن نیروی گریز از مرکز شده و نتیجتاً مایع

بطرف محیط پروانه هدایت و با سرعت و فشار قابل ملاحظه ای از قفس ه

پمپ که بتدریج وسیع تر شده است بوسیله خط لوله خروجی به نقط  ه

مورد لزوم رانده می شود .

پمپھای گریز از مرکز متداول در صنعت حفاری

پمپهای گریز از مرکز بعلت سادگی ساختمان ، ارزانی قیمت و قابلیت کار د ر

شرایط گوناگون متداول ترین پمپها بشمار می روند .

می باشند . ( Mission ) اکثر پمپهای گریز از مرکز صنعت حفاری از نوع میشن

به دو گروه تقسیم می شوند: ( shaft ) این پمپها با توجه به اندازة قطر محور

١-گروه اول

پمپهای میشن با قطرمحور 8

معروفند . ( S-PEDESTAL ) 1 1 اینچ که به پمپ

٢-گروه دوم

پمپهای میشن با قطرمحور 8

معروفند . ( W-PEDESTAL ) 17 اینچ که به پمپ

- پمپهای با قطر محور 8

1 1 در انواع زیر ساخته می شود.

-1 نوع 2

2× -3 1 نوع 3 ×1 1

2 × -2 نوع 2

3× -4 1 1 نوع 4

- پمپهای با قطر محور 8

17 در انواع زیر ساخته می شوند.

5× -4 2 نوع 6 × -1 نوع 3

6× -5 3 نوع 8 × -2 نوع 4

4× -3 نوع 5

که عدد ا  ول نشانگر قطر داخلی لوله خروج ی و عدد دو م ( سمت راس ت )

نشانگر قطر لین مکش می باشد . ک ه بر حسب اینچ بیان گردیده است و بعنوا ن

3 پمپ است که × مثال پمپ 4

- قطر لین خروجی 3 اینچ

- قطر لین ورودی 4 اینچ می باشد .

 

نیز بیان می گردد که C یا R معمولاً همراه با نوع پمپ از نظر قطر لوله ها حرف

مخالف )و ) Counter Clock Wise Rotation این حروف مخفف

در جهت ) بوده یعنی جهت چرخش عقربه ساعت )Clock Wise Rotation

و مخالف جهت حرکت عقربه ساعت مشخص می گردد .

در بعضی از موارد علاوه بر مشخص نمودن قطر شیپوره ورودی و خروجی و جهت

چرخش از عدد دیگری استفاده می شود که آن عدد مشخص کننده نوع شف ت

پمپ یا قطر پروانه می باشد.

5×6 R 2 مشخص کننده : یا 17 ×3 R بعنوان مثال پمپ : 11

-1 عدد 2 قطر لین خروجی

-2 عدد 3 قطر لین ورودی

مشخص کننده جهت ( موافق عقربه ساعت ) R -3 حرف

-4 عدد 11 قطر محور یعنی 8

1 1 می باشد ( یا ( 17 ) که می شود 8

( 17

 

 

پمپھای میشن از نظر تقسیم بندی

الف) از نظر طرح قفسه : دارای قفسۀ حلزونی می باشد .

ب ) از نظر طرح پروانه : پروانه نیمه باز است .

ج ) از نظر وصول مایع : تک مدخلی است .

د ) از نظر طرح جریان مایع بوسیلۀ پره ها : جریان شعاعی است .

ه ) از نظر نوع حرکت : حرکت محوری شفت توسط یاتاقانهای ساچمه

ای کنترل می شود .

ل ) از نظر تعداد مراحل : یک مرحله می باشد .

برای بدست آوردن قطر پروانه چنین عمل می کنیم :

2 ×2 S بطور مثال : 44

1 1

4+4 = -1 عدد اول سمت چپ باضافه 8 4

-2 عدد دوم با بعدی صورت کسری از 8

1

-3 حاصل جمع عدد اول را مقابل کسر قرار می دهیم 8

4

مانند 4

- 8 1 8

8 4

 

پمپ گریز از مرکز میشن

کاربرد پمپھای میشن در صنعت حفاری

- بطور کلی چهار اندازه مختلف پمپ گریز از مرکز در صنعت حفاری مو ر د

استفاده قرار می گیرد که عبارتند از :

2 ×2 S 1) پمپ متوسط معمولی ( 44

( 1 1 8

1 1 S.PEDESTAL =

8 ( 2×3W 2) پمپ بزرگ معمولی ( 90

W.PEDESTAL = 17

( 5×6W 3) پمپ متوسط عملیاتی ( 80

( 6 ×8W 4) پمپ بزرگ عملیاتی ( 80

2× 2 s پمپ های متوسط معمولی ( 44

(1 1

این پمپها مستقیماً بوسیلۀ الکتروموتور و یا غیر مستقیم توسط تسمه بحرکت د ر

( GPM ) فشار و 120 گا لن در دقیق ه (P.S.I ) می آیند و قادر به تولید 65 پام

حجم می باشند .

( 2×3 W پمپهای بزرگ معمولی ( 90

این پمپها در صنعت حفاری موارد استفاده زیادی دارند و مقدار مایع و فشاریک ه

PSI تولید می کنند از نوع متوسط معمولی بیشتر است این پمپها می توانند 100

فشار و مقدار 350 گالن حجم مایع را تولید نمایند . از این پمپها جهت خنک کاری

سیستم ترمز مکانیکی و برقی و دراوکس و شستشو دستگاه حفاری استفاده م ی

شود .

( 5×6W پمپهای متوسط عملیاتی ( 80

از این پمپها برای سوپر شارژر کردن ( تغذیه ) پمپهای گل حفاری در شرای ط

فشار تولید نمایند. PSI معمولی عملیاتی حفاری استفاده می گردد و قادرند تا 35

ضمناً این نوع پمپها دارای پروانه شفت مخصوصی می باشند.7

( 6×8W پمپهای بزرگ عملیاتی ( 80

این پمپها در تغذیه پمپهای گل حفاری تا 16 اینچ استروک پمپهای متناوب سهم

مایع را در دقیقه جابه جا و فشاری GPM بسزایی دارند . می توانند مقدار 1000

را تولید نمایند . PSI معادل 75

اگر در تغذیه پمپهای گل حفاری از پمپهای بزرگ عملیاتی استفاده نگردد . لاینر

پمپ گل به مقدار کافی از گل حفاری پر نخواهد شد و در نتیجه پیستون در رفت و

برگشت با ضربه های غیر نمادی مواجه می شود که تشدید و استمرار این ضربا ت

باعث ایجاد خسارت به قسمتهای مختلف پمپ از جمله قسمت مای ع

می شود ولی استفاده POWER END و قسمت تولید محرک FLUID END

از پمپهای تغذیه باعث تقلیل این ضربات خواهد شد و راندمان پمپ گل را ب ا لا

خواهد برد .

بطور کلی پمپهای تغذیه جهت استفاده پم پهای کل سه راده تک عمله بکار م ی

روند و پمپهای اویل ول 2 راده نیازی به سوپر شارژر ندارند.

اجزاء تشکیل دھنده پمپ گریز از مرکز میشن

1) پوسته

2) پروانه

3)یاتاقان

4) صفحۀ سایش

5)محور

6) آب بنده کننده ( پکینگها )

CASING 1)پوسته

پوسته این پمپ دو تکه و بشکل حلزونی می باشد ، حلزونی شکل بودن این پوست

وظایف مهمی انجام می دهد که بشرح زیر می باشد.

الف – باعث تقلیل حرکت مارپیچی جریان مایع می شود .

ب- جلوگیری از خلاءزایی در پمپ می کند .

ج- بحداقل رساندن قطع جریان مایع به درون پمپ .

د – جلوگیری از ازدیاد بار بروی یا تاقانها .

ه – جلوگیری از خمش و پیچش در محور .

حرکت مارپیچی جریان مایع و خلاء بیش از حد باعث قطع جریان مایع بدرو ن

پمپ می شود و همچنین باعث وارد شدن خسارت به قسمتهای مختلف پمپ می

گردد.

دو تکه بودن پوسته یکی دیگر از محاسن این پمپ می باشد چنانچ ه در حین کا ر

دچار اشکال شود که نیازبه تعمیر داشه باشد بلافاصله با باز کردن پیچهای اطراف با

قسمت بدنه از سمت خروجی آن می توان جدا کرد و اگر در دستگاه حفاری پمپ

سالم موجود باشد جایگزین آن نمود و دیگر نیازی به باز کردن یا تغییری د ر

سیستم لوله کشی دستگاه نیست . مزایای این بدنه عبارتند از :

اولاً لین رانش آن در قسمت بالای پوسته قرار گرفته و آب یا گل حفاری مستقیماً

به سمت بالا رانده می شود . ثانیاً به علت ارتفاع لین رانش پمپ بطور خودکار هوا

گیری می شود در شکل پوسته این پمپ نشان داده شده است .

IMPELLER 2)پروانه

انتخاب نوع پروانه در باز دهی پمپ سهم بسزایی دارد پروانه ایکه در پمپهای گریز

از مرکز صنعت حفاری مورد استفاده قرار می گیرد از نوع نیمه باز است .

طرز قرار گرفتن پروانه بروی شفت در اندازه مختلف متفاوتن د . در بعضی از ای ن

پمپها پروانه روی محور بوسیله مهره و خار نصب و در بعضی دیگر از پمپها بوسیله

پرس کاری پروانه بروی محور محکم می شود.

BEARING 3)یاتاقانها

در دو انتهای محور پمپها دو عدد یا تاقان وجود دارد که از نوع بال بیرینگ هستند

و قادر به تحمل نیروهای محوری و شعاعی محوری می باشند این نوع یاتاقانها از دو

اداره آموزش و تجهیز نیروی انسانی آموزش برق و مکانیک

10

قسمت داخلی و خارجی تشک یل شده است که قسمت خارجی آن در بدنه پم پ

تعبیر میشود و در حین گردش محور فقط قسمت داخلی آن میچرخد بال بیرینگ

های این پمپ یک ردیف می باشند . همینطور که در شکل مشاهده می کنی د

بال برینگها در شیار عمیقی که برای نگهداری ساچمه می باشد قرار دارند و ابعا د

آنها بزرگتر انتخاب شده است تا بتواند فشارهای شعاعی و محوری را بخوبی تحمل

کند .

روانکاری این یاتاقانها به دو صورت امکان پذیر است :

-1 استفاده از روغن دنده

-2 استفاده از گریس

WEAR PLATE 4) صفحه سایش

صفحه ای است که بدنه پمپ را از مواد پمپ شده و بعضی از مایعاتی که حال ت

خورندگی دارند محافظت می نماید .

در پشت این صفحه یک بر آمدگی وجود دار د که در سوراخ بدنه پمپ جا ی

میگیرد.

در شکل زیر این صفحه نشان داده شده است .

PUMP SHAFT 5) محور پمپ

میله است که قسمتهای متحرک روی ان قرار گرفته است و از یک طرف به پروانه و

از طرف دیگر به محور الکترو موتور بوسیله فلنج یا کوپلینگ و یا پولی وصل م ی

گیرد و جنس محور پمپ با توجه به نوع مایعات پمپ شوند. تغییر می یابد بعنوان

مثال ممکن است از جنس پدن ، فولاد سخت ، برنز ، آلیاژ آلمینوم ب ر نز ، فولا د

کربن دار ، زنگ نزن باشد .

چنانچه در پمپی بنابر ضرورت از محوری که جنس آن از فولاد سخت می باش  د

استفاده گردد . در قسمتی که پکینگها روی آن قرار می گیرند معمولاً آلیاژ کر م

میزنند.

PACKING 6) آب بند کننده ها

آب بند کننده ها قطعاتی هستند که اغلب جنس آنها از جنس محور پمپ نرمتر اند

مانند پکینگهای پلاستیکی و نواری که آغشته به سرب می باشند . این پکینگ ها

را در اطراف محور پمپ قرار داده و بخاطر نرم بودن آنها از نشت یا نفوذ مایعات و

هوا در دو جهت محور پمپ جلوگیری می نمایند تعداد این پکینگها 6 عدد اس ت

ک به ترتیب در محفظه آب بندی ها از پشت صفحه سایش به عقب در روی محور

پمپ قرار گرفته اند و قابل تعویض می باشند .

پکینگهای پمپ میشن به دو دسته تقسیم می شوند :

-1 پکینگهای سری مخصوص پمپاژه مایعات رقیق مانند آب و گازوئیل .

-2 پکینگهای لاستیکی مخصوص سرویس گل حفاری .

اداره آموزش و تجهیز نیروی انسانی آموزش برق و مکانیک

12

در شکل زیر تعداد و ترتیب قرار گرفتن پکینگهای سربی نشان داده شده است .

در شکل زیر پکینگهای لاستیکی و طریقۀ قرار گرفتن آنها در جعبه آبندی نشان داده

شده است . این شکل برای پمپهایی می باشد که پکینگه ا توسط گریس روانکاری و

خنک کاری می شوند .

اداره آموزش و تجهیز نیروی انسانی آموزش برق و مکانیک

13

در شکل زیر طریقه قرار گرفتن پکینگهای لاستیکی در روش خنک کاری و روانکاری با

آب نشان داده شده است .

اداره آموزش و تجهیز نیروی انسانی آموزش برق و مکانیک

14

انواع پمپهای میشن

اداره آموزش و تجهیز نیروی انسانی آموزش برق و مکانیک

15

عیوب پمپھای گریز از مرکز و نحوه تشخیص آنھا

عدم پمپاژ سیال

- عدم هواگیری پمپ

- پرنشدن لوله مکشی به طور کامل از سیال

- کادیتاسیون

- بسته بودن شیر مکش

- پایین بودن سرعت دورانی پمپ

- غلط بودن جهت دوران پمپ

- بیشتر بودن ویسکوزیته ( چسبندگی ) سیال از سیالی که پمپ برای آن طراح ی

شده است .

- نفوذ هوا به داخل پمپ از طریق اتصالات لوله مکشی ، سیس  ت م آب بندی و

پوسته Gasket

- گرفتگی صافی مکش

- گرفتگی در لولة مکش

- گرفتگی پروانه

دبی خروجی پمپ کافی نیست

- پرشدن لوله مکشی به طور کامل از سیال

- کادیتاسیون

- وجود هوا یا گاز به مقدار زیاد در مایع

- نفوذ هوا به داخل پمپ از طریق اتصالات لوله مکش ، سیستم آب بند ی و

پوسته gasket

- قرار نداشتن لوله مکش به طور کامل در سیال

- بسته بودن شیر مکش

- پایین بودن سرعت دورانی پمپ

اداره آموزش و تجهیز نیروی انسانی آموزش برق و مکانیک

16

- غلط بودن جهت دوران پمپ

- زیاد بودن افت فشار در لوله مکش

- گرفتگی صافی مکش

- گرفتگی در لوله مکش

- گرفتگی در پروانه

- فرسایش بیش از حد رینگهای سایشی

- اغتشاش در قسمت مکش

-بیشتر بودن ویسکوزیته ( چسبندگی ) سیال از سیالی که پمپ برای آن طراحی شد ه

است .

فشار خروجی پمپ کافی نیس