Bomba de sondeo sumergible
¿Qué es una bomba de sondeo sumergible?
Una bomba sumergible para pozos de sondeo es una bomba que debe estar constantemente sumergida en un pozo de sondeo y se alimenta mediante un motor sumergible. Es una bomba centrífuga típica porque convierte la energía mecánica en energía hidráulica utilizando la fuerza centrífuga que actúa sobre el líquido. El motor de la bomba suele estar rígidamente acoplado a la cabeza de la bomba y puede estar situado en la parte superior o inferior de la bomba, dependiendo de la aplicación. Una bomba sumergible para perforaciones está diseñada con un diámetro menor y una longitud axial mayor para adaptarse a las condiciones típicas de las perforaciones. Dependiendo de los requisitos de la bomba, los distintos componentes pueden ser de hierro fundido, acero aleado o plástico.. Las bombas sumergibles para pozos se utilizan principalmente para bombear agua de pozos para beber, regar o combatir incendios. Los fabricantes de bombas sumergibles para pozos ofrecen estas unidades en diseños monoetapa y multietapa. Una bomba sumergible para pozos de sondeo es muy rentable, especialmente para grandes profundidades de instalación, porque su tubería de impulsión tiene un diseño compacto.
Figura: configuración de una bomba sumergible de perforación
Componentes de una bomba de sondeo sumergible
Motor eléctrico
La bomba sumergible para pozos de sondeo emplea un motor de jaula de ardilla que está acoplado y sellado herméticamente para evitar que el agua se filtre en su interior y cause daños. El motor eléctrico es la fuente de energía mecánica de una bomba sumergible para pozos de sondeo. Los fabricantes de bombas sumergibles para pozos también las equipan con un dispositivo de protección integrado, que ayuda a apagar la bomba en caso de que se produzca algún problema.
Carcasa de la bomba
La carcasa es el armazón exterior de la bomba. Tiene una construcción sellada para retener la presión y proteger contra fugas. La carcasa de la bomba aloja el impulsor, el eje, el alojamiento de los cojinetes y otros componentes internos. También dirige el líquido bombeado dentro y fuera de la bomba a través de la tubería de impulsión. Los fabricantes de bombas sumergibles para pozos de sondeo diferencian las carcasas de las bombas principalmente por su diseño, y la carcasa de la bomba puede estar dividida radial o axialmente. Dependiendo de los requisitos de la aplicación, la carcasa de la bomba puede fabricarse en hierro fundido, acero aleado o plástico.
Eje
El eje es la parte del rotor que soporta el impulsor y está montado sobre cojinetes. Los fabricantes de bombas de agua sumergibles para pozos fabrican el eje con materiales de acero inoxidable y acero al carbono para superar las vibraciones y las cargas pesadas durante el funcionamiento de la bomba.
Rodete
El impulsor está formado por un conjunto de álabes curvados hacia atrás y se desplaza sobre el eje del motor eléctrico. Desplaza el fluido a través de la bomba aumentando su energía cinética y su presión. El impulsor puede ser de tipo abierto, semiabierto o cerrado.
Rodamientos
El objetivo principal de los cojinetes es soportar el eje o el impulsor y alinearlos correctamente con los extremos fijos bajo la acción de fuerzas radiales y axiales. También ayudan a reducir la fricción entre el eje giratorio y el estator y a contener el movimiento relativo del conjunto del rotor.
Cable eléctrico
La finalidad del cable eléctrico es suministrar energía a la bomba sumergible para pozos. Las bombas sumergibles para aguas sucias pueden tener dos o tres cables eléctricos en función del diseño del motor.
Tubería de suministro
El objetivo principal de la tubería de impulsión es elevar el fluido hasta la zona requerida. La tubería de impulsión tiene dos extremos: uno se conecta a la salida de la bomba y el otro lleva el agua al destino necesario.
Válvulas
La bomba sumergible para pozos de sondeo también contiene diferentes válvulas que ayudan a hacer funcionar la bomba. Dichas válvulas incluyen válvulas de alivio, válvulas de drenaje y válvulas de bola.
Figura: Componentes de una bomba de sondeo sumergible
¿Cómo funciona una bomba sumergible para pozos?
La bomba sumergible para perforaciones impulsa agua desde grandes profundidades hasta un depósito de almacenamiento en la superficie. El funcionamiento de la bomba consiste en convertir la energía eléctrica en energía mecánica y, a continuación, cinética y de presión del fluido. Cuando el motor arranca, el impulsor de la bomba hace girar el agua dentro de la carcasa de la bomba, impartiendo una gran energía cinética al líquido. A continuación, el impulsor lanza el agua a la voluta, donde la mayor velocidad del fluido se convierte en alta presión estática a medida que la velocidad del fluido disminuye debido a la ampliación gradual del recorrido del caudal. La cabeza de alta presión resultante ayuda a empujar el líquido hacia la superficie y transportarlo al lugar designado a través de las conexiones de suministro.
Tipos de bombas de sondeo sumergibles
Bomba sumergible monocelular para perforaciones
Una bomba sumergible para pozos de una etapa consta de un impulsor que gira sobre un eje en una cámara de bombeo, diseñada para presurizar y empujar el líquido a la superficie cuando se acciona mediante un motor. Es el diseño más sencillo de las bombas de sondeo sumergibles, por lo que es más barata y fácil de adquirir. Sin embargo, produce menos potencia que la bomba multietapa.
Figura 1: Bomba de sondeo sumergible de una etapa.
Bomba sumergible multietapa para perforaciones
La bomba sumergible multietapa para pozos consta de más de dos impulsores alojados en diferentes cámaras de bombeo montadas en serie o en forma de cadena. El líquido de trasiego entra en la primera cámara (etapa) a presión de aspiración y sale de la última cámara a presión elevada. Una bomba sumergible multietapa para pozos puede gestionar rangos de presión y caudales superiores a los de su homóloga monoetapa. Una bomba sumergible multietapa también puede generar mayor potencia y presión estática con un motor más pequeño, consumiendo así menos energía.
Figura 1: Bomba sumergible multietapa para perforaciones.
Aplicaciones de una bomba sumergible para perforaciones
Las principales aplicaciones de las bombas sumergibles para pozos son el riego, los pozos de construcción, la minería subterránea, el abastecimiento municipal de agua y las centrales geotérmicas. Sus usos típicos son los siguientes:
- Se utilizan para bombear agua de pozos o aguas subterráneas desde grandes profundidades hasta depósitos de almacenamiento.
- Se utilizan en plataformas de perforación de pozos profundos y en alta mar.
- Se utilizan para suministrar agua en aplicaciones de lucha contra incendios.
- Se utilizan para tareas de bombeo en el suministro municipal de agua.
- También se utilizan en la energía geotérmica y la minería de aguas profundas.
- También se utilizan para deshidratar minas.
- Se utilizan para despejar fosos de construcción.
Ventajas de una bomba sumergible para perforaciones
- Una bomba de sondeo sumergible evita la cavitación en los componentes de la bomba porque elimina el pico de presión del fluido cuando éste circula por la bomba.
- Las bombas de sondeo sumergibles consumen menos energía porque se basan en la presión atmosférica para aspirar el fluido sin necesidad de una línea de aspiración. Por lo tanto, a diferencia de las bombas de succión, las bombas sumergibles para pozos de sondeo no gastan energía para aspirar el fluido hacia la bomba.
- Están fabricados con material resistente a la corrosión y tienen una larga vida útil.
- Una bomba sumergible para perforaciones es más eficaz y fiable para bombear agua desde grandes profundidades que otras bombas.
- Tienen una construcción robusta y son fáciles de instalar y manejar.
- Su mantenimiento es mínimo.
- Son autocebantes. Una bomba sumergible para pozos de sondeo funciona por debajo de la superficie del agua y no es necesario que el usuario la cebe manualmente antes de ponerla en funcionamiento.
- Su funcionamiento es silencioso, ya que se asientan en el líquido bombeado.
- Son excelentes para grandes cantidades de agua y una amplia gama de caudales.
- Los fabricantes de bombas sumergibles para perforaciones pueden adaptar la bomba para manipular agua que contenga importantes partículas sólidas en suspensión.
- Una bomba de sondeo sumergible tiene un riesgo mínimo de sobrecalentamiento porque el líquido bombeado la rodea, lo que ayuda a refrigerar el motor de la bomba.
Desventajas de una bomba de sondeo sumergible
- Las bombas de sondeo sumergibles están situadas a gran profundidad bajo la superficie y puede resultar difícil acceder a ellas para repararlas y mantenerlas. Este reto puede hacer que la bomba funcione durante mucho tiempo sin inspecciones periódicas.
- La bomba debe estar sumergida en el medio de transferencia para evitar el sobrecalentamiento. El funcionamiento en seco puede dañar la unidad.
- Las juntas de la bomba pueden corroerse durante un periodo prolongado de funcionamiento de la bomba, provocando fugas en la misma.
- El uso de cierres mecánicos también dificulta el desmontaje del motor de la bomba para su reparación.
- Las bombas sumergibles para pozos son más complejas y caras que las bombas para pozos poco profundos.
Resolución de problemas de una bomba sumergible de sondeo
El motor no funciona
- Hay un cable de alimentación roto en la bomba de sondeo sumergible. Inspeccione y cambie el cable de alimentación si es necesario.
- No hay alimentación eléctrica en el panel de control. Utilice un voltímetro para comprobar la entrada de red al panel. Asegúrese de que las conexiones del cable de alimentación siguen el manual del fabricante de la bomba de sondeo sumergible.
- Hay mucha sedimentación alrededor de la bomba. Inspeccione la bomba sumergible y elimine cualquier acumulación.
- Hay un disyuntor activado o un fusible fundido. Restablezca el disyuntor si es necesario. Inspeccione la bomba en busca de un fusible fundido y sustitúyalo.
- Hay deficiencias en el cableado del motor. Consulte a un técnico electricista autorizado para que inspeccione las condiciones del cableado de la bomba y repare cualquier fallo.
La bomba descarga poco o nada.
- La bomba está funcionando a la inversa. Asegúrese de invertir las polaridades del motor. Compruebe que el sentido de giro del motor sigue la guía del fabricante de la bomba sumergible para pozos.
- El tubo de descarga está obstruido. Inspeccione y limpie el tubo de descarga.
- El impulsor está sucio u obstruido. Limpie la bomba por dentro y elimine la suciedad o el material de bloqueo del impulsor.
- La altura de descarga de la bomba es insuficiente. Asegúrese de que la altura de descarga de la bomba coincide con los valores de diseño del sistema proporcionados por el fabricante de la bomba sumergible para pozos.
Viaje térmico
- La altura de la bomba es demasiado baja. Ajuste la altura de la bomba o instale una válvula de control para detectar la contrapresión de acuerdo con el valor establecido..
- El nivel de parada es demasiado bajo. Verifique el nivel del interruptor de parada en el manual del fabricante de la bomba sumergible para pozos y realice los ajustes necesarios.
- La densidad o viscosidad del líquido es demasiado alta. Asegúrese de que la bomba se ajusta a la aplicación. Asegúrese también de que todas las válvulas están abiertas.
- El excitador está sobrecargado. Asegúrese de que la bomba consume la cantidad correcta de corriente según las especificaciones de la bomba sumergible.
Bajo caudal de la bomba
- Hay una holgura excesiva que provoca la recirculación del fluido. Asegúrese de que el impulsor es del tamaño correcto siguiendo la guía del fabricante de la bomba sumergible para pozos.
- El impulsor está muy desgastado. Inspeccione el impulsor en busca de desgaste y sustitúyalo si es necesario.
- El motor de la bomba gira en sentido inverso. Invierta las polaridades del motor.
- El tubo de descarga está obstruido. Inspeccione y elimine cualquier obstrucción del tubo de descarga.
- La aspiración está obstruida. Limpie la aspiración de cualquier residuo.
Se activa el detector de fugas
- El cable del detector está deteriorado por desgaste, daños o contacto con aceites. Inspeccione el cable del detector y sustitúyalo.
La bomba se sobrecalienta
- Hay un problema con el sistema eléctrico. Inspeccione el cableado y las conexiones para asegurarse de que todos los componentes están bien apretados y son seguros. Inspeccione también el consumo eléctrico de la bomba para comprobar si se ajusta a los datos del fabricante de la bomba sumergible para pozos.
- Hay una fuerte acumulación de material orgánico o mineral fuera del motor. Inspeccione y limpie cualquier acumulación del motor.
- El termostato está ajustado demasiado alto. Reajuste el termostato al nivel de temperatura especificado por los fabricantes de la bomba sumergible para pozos.
- Hay problemas con el sistema de refrigeración, por ejemplo, un bajo caudal de agua de refrigeración. Asegúrese de que el sistema de refrigeración funciona correctamente y de que no hay fugas.
- Los rodamientos están muy desgastados. Inspeccione los rodamientos y sustitúyalos según sea necesario.
Resumen
Una bomba sumergible para pozos de sondeo es un tipo de bomba centrífuga que debe estar constantemente sumergida en el agua a extraer y utiliza un motor sumergible. Convierte la energía mecánica en energía hidráulica utilizando la fuerza centrífuga que actúa sobre el líquido bombeado. El motor de la bomba suele estar estrechamente acoplado a la cabeza de la bomba y herméticamente sellado. En función de las necesidades de la aplicación, la bomba sumergible para pozos de sondeo puede ser de hierro fundido, acero inoxidable, acero aleado o plástico. Las bombas sumergibles para pozos se utilizan principalmente para bombear agua de pozos desde grandes profundidades hasta depósitos de almacenamiento en la superficie para diferentes usos. Los fabricantes de bombas sumergibles para pozos adaptan la unidad para que tenga un diámetro más pequeño y una longitud axial más larga para que quepa en los pozos típicos. Los fabricantes de bombas sumergibles para perforaciones las ofrecen en diseños monoetapa y multietapa. Ofrecen numerosas ventajas, como un diseño compacto, requisitos mínimos de mantenimiento, alta eficiencia energética, fiabilidad y funcionamiento silencioso.