Bomba submersível para furos de sondagem
O que é uma bomba de poço submersível?
Uma bomba submersível para poços é uma bomba que deve estar constantemente submersa em um poço e é alimentada por um motor submersível. É uma bomba centrífuga típica porque converte energia mecânica em energia hidráulica usando a força centrífuga que atua sobre o líquido. O motor da bomba geralmente é rigidamente acoplado à cabeça da bomba e pode estar localizado na parte superior ou inferior da bomba, dependendo da aplicação. Uma bomba submersível para poços de perfuração é projetada com um diâmetro menor e um comprimento axial longo para se ajustar às condições típicas de poços de perfuração. Dependendo dos requisitos da bomba, os vários componentes da bomba podem ser construídos em ferro fundido, aço-liga ou plástico. As bombas submersíveis para poços se aplicam principalmente ao bombeamento de água de poços para consumo, irrigação ou água de combate a incêndio. Os fabricantes de bombas submersíveis para poços disponibilizam as unidades em projetos de estágio único e de múltiplos estágios. Uma bomba submersível para poços é altamente econômica, especialmente para grandes profundidades de instalação, porque seu projeto principal de elevação é compacto.
Figura: mostrando a configuração de uma bomba submersível para furos de sondagem
Componentes de uma bomba submersível para furos de sondagem
Motor elétrico
A bomba submersível para furos de sondagem emprega um motor de gaiola de esquilo que é acoplado e hermeticamente vedado para evitar que a água vaze para dentro dela e cause danos. O motor elétrico é a fonte de energia mecânica em uma bomba de perfuração submersível. Os fabricantes de bombas submersíveis para poços também equipam a bomba com um dispositivo de proteção embutido, que ajuda a desligar a bomba em caso de qualquer problema.
Carcaça da bomba
A carcaça é o invólucro externo da bomba. Ele apresenta uma construção vedada para reter a pressão e proteger contra vazamentos. A carcaça da bomba abriga o impulsor, o eixo, o alojamento do rolamento e outros componentes internos. Ela também direciona o líquido bombeado para dentro e para fora da bomba por meio do tubo de distribuição. Os fabricantes de bombas submersíveis para poços de perfuração diferenciam as carcaças das bombas principalmente pelo design, e a carcaça da bomba pode ser dividida radialmente ou axialmente. Dependendo dos requisitos da aplicação, a carcaça da bomba pode ser fabricada em ferro fundido, aço-liga ou plástico.
Eixo
O eixo é a parte do rotor que sustenta o impulsor e está apoiado em rolamentos. Os fabricantes de bombas de água de poço submersíveis fabricam o eixo com materiais de aço inoxidável e aço carbono para superar as vibrações e as cargas pesadas durante as operações da bomba.
Impulsor
O impulsor é composto por um arranjo de palhetas curvadas para trás e é montado no eixo do motor elétrico. Ele desloca o fluido através da bomba, aumentando sua energia cinética e pressão. O impulsor pode ser do tipo aberto, semiaberto ou fechado.
Rolamentos
A principal finalidade dos rolamentos é apoiar o eixo ou o impulsor e alinhá-los corretamente com as extremidades fixas sob a ação de forças radiais e axiais. Eles também ajudam a reduzir o atrito entre o eixo rotativo e o estator e a conter o movimento relativo do conjunto do rotor.
Cabo elétrico
A finalidade do cabo elétrico é fornecer energia para a bomba submersível de poço. As bombas submersíveis para água suja podem ter dois ou três cabos de alimentação, dependendo do projeto do motor.
Tubo de entrega
A finalidade principal da tubulação de distribuição é elevar o fluido até a área necessária. O tubo de distribuição tem duas extremidades, sendo que uma delas se conecta à saída da bomba e a outra leva a água para o destino necessário.
Válvulas
A bomba submersível para poços de perfuração também contém diferentes válvulas que ajudam a operar a bomba. Essas válvulas incluem válvulas de alívio, válvulas de drenagem e válvulas de esfera.
Figura: Componentes de uma bomba submersível para furos de sondagem
Como funciona uma bomba submersível para furos de sondagem?
A bomba submersível de furo de sondagem empurra a água de grandes profundidades para um tanque de armazenamento na superfície. A operação da bomba envolve a conversão de energia elétrica em mecânica e, em seguida, em energia cinética e de pressão do fluido. Quando o motor entra em funcionamento, o impulsor da bomba gira a água dentro da carcaça da bomba, transmitindo alta energia cinética ao líquido. Em seguida, o impulsor lança a água na voluta, onde o aumento da velocidade do fluido é convertido em alta pressão estática à medida que a velocidade do fluido diminui devido ao aumento gradual do caminho do fluxo. A cabeça de alta pressão resultante ajuda a empurrar o líquido para a superfície e a transportá-lo para o local designado por meio das conexões de entrega.
Tipos de bombas submersíveis para furos de sondagem
Bomba de furo submersível de estágio único
Uma bomba de furo submersível de estágio único consiste em um impulsor girando em um eixo em uma câmara de bomba, projetado para pressurizar e empurrar o líquido para a superfície quando acionado por um motor. É o projeto mais simples da bomba submersível para poços de perfuração, portanto, mais barato e fácil de adquirir. No entanto, ela produz menos energia em comparação com a bomba de múltiplos estágios.
Figura 1: Bomba de furo submersível de estágio único.
Bomba de furo submersível de múltiplos estágios
A bomba de poço submersível de múltiplos estágios consiste em mais de dois impulsores alojados em diferentes câmaras da bomba montadas em série ou em um projeto semelhante a uma corrente. O líquido de transferência é aspirado para a primeira câmara (estágio) com pressão de sucção e sai da última câmara com pressão elevada. Uma bomba submersível de furo de vários estágios pode gerenciar faixas de pressão e taxas de fluxo superiores às da bomba de estágio único. Uma bomba de poço submersível de múltiplos estágios também pode gerar maior potência e pressão estática usando um motor menor, consumindo assim menos energia.
Figura 1: Bomba de furo submersível de múltiplos estágios.
Aplicações de uma bomba submersível para furos de sondagem
As principais aplicações das bombas submersíveis de poço incluem irrigação, poços de construção, mineração subterrânea, abastecimento de água municipal e usinas geotérmicas. Seus usos típicos incluem o seguinte:
- Eles são usados para bombear água de poços ou água subterrânea de grandes profundidades para tanques de armazenamento.
- Eles são usados em perfurações de poços profundos e plataformas de perfuração offshore.
- Eles são usados para fornecer água em aplicações de combate a incêndios.
- Eles são usados para tarefas de bombeamento no abastecimento de água municipal.
- Eles também são usados em energia geotérmica e mineração em águas profundas.
- Eles também são usados para desaguamento de minas.
- Eles são usados para limpar poços de construção.
Vantagens de uma bomba submersível para furos de sondagem
- Uma bomba de poço submersível evita a cavitação nos componentes da bomba porque elimina o pico de pressão do fluido à medida que ele flui pela bomba.
- As bombas submersíveis para poços consomem menos energia porque dependem da pressão atmosférica para extrair o fluido sem uma linha de sucção. Portanto, ao contrário das bombas de sucção, as bombas submersíveis de poço não gastam energia para puxar o fluido para dentro da bomba.
- Eles são feitos de material resistente à corrosão e têm uma longa vida útil.
- Uma bomba de poço submersível é mais eficiente e confiável no bombeamento de água de um subsolo profundo do que outras bombas.
- Eles têm uma construção robusta que é fácil de instalar e operar.
- Eles têm requisitos mínimos de manutenção.
- Elas são autoescorvantes. Uma bomba submersível para poços opera abaixo da superfície da água, e o usuário não precisa escorvar a bomba antes da operação manual regular.
- Sua operação é silenciosa, pois ficam dentro do líquido bombeado.
- Eles são excelentes para grandes quantidades de água e uma ampla gama de taxas de fluxo.
- Os fabricantes de bombas submersíveis para furos de sondagem podem adequar a bomba para lidar com água contendo partículas sólidas suspensas significativas.
- Uma bomba de poço submersível tem risco mínimo de superaquecimento porque o líquido bombeado a envolve, ajudando a resfriar o motor da bomba.
Desvantagens de uma bomba submersível para furos de sondagem
- As bombas submersíveis de poço estão localizadas a grandes profundidades abaixo da superfície e podem ser de difícil acesso para reparos e manutenção. Esse desafio pode fazer com que a bomba opere por um longo período sem inspeção regular.
- A bomba deve estar submersa no meio de transferência para evitar superaquecimento. O funcionamento a seco pode danificar a unidade.
- As vedações da bomba podem se corroer durante um longo período de operação da bomba, causando vazamento.
- O uso de vedações mecânicas também dificulta a desmontagem do motor da bomba para reparos.
- As bombas submersíveis para poços são mais complexas e caras do que as bombas para poços rasos.
Solução de problemas de uma bomba submersível para poços de perfuração
O motor não funciona
- Há um cabo de alimentação quebrado na bomba submersível do poço. Inspecione e troque o cabo de alimentação, se necessário.
- Não há fonte de alimentação para o painel de controle. Use um voltímetro para verificar a entrada da rede elétrica no painel. Verifique se as conexões do cabo de alimentação seguem o manual do fabricante da bomba submersível para poços.
- Há muita sedimentação ao redor da bomba. Inspecione a bomba submersível e remova qualquer acúmulo.
- Há um disjuntor disparado ou um fusível queimado. Reinicialize o disjuntor, se necessário. Inspecione a bomba para ver se há um fusível queimado e substitua-o.
- Há falhas na fiação do motor. Consulte um técnico eletricista licenciado para inspecionar as condições da fiação da bomba e reparar quaisquer falhas.
A bomba dá pouca ou nenhuma descarga.
- A bomba está operando em sentido inverso. Certifique-se de inverter as polaridades do motor. Verifique se o sentido de rotação do motor está de acordo com o manual do fabricante da bomba submersível para poços de perfuração.
- O tubo de descarga está bloqueado. Inspecione e limpe o tubo de descarga.
- O impulsor está sujo ou entupido. Limpe a bomba por dentro e remova qualquer sujeira ou material de bloqueio do impulsor.
- A altura de descarga da bomba é insuficiente. Certifique-se de que a altura de descarga da bomba esteja de acordo com os valores de projeto do sistema fornecidos pelo fabricante da bomba submersível para poços.
Viagem térmica
- O cabeçote da bomba está muito baixo. Ajuste o cabeçote da bomba ou instale uma válvula de controle para detectar a contrapressão de acordo com o valor definido.
- O nível de parada está muito baixo. Verifique o nível da chave de parada no manual do fabricante da bomba submersível para poços e faça os ajustes necessários.
- A densidade ou a viscosidade do líquido é muito alta. Certifique-se de que a bomba corresponda à aplicação. Além disso, verifique se todas as válvulas estão abertas.
- O driver está sobrecarregado. Verifique se a bomba está consumindo a quantidade correta de corrente de acordo com as especificações da bomba submersível.
Baixa vazão da bomba
- Há uma folga excessiva que leva à recirculação do fluido. Certifique-se de que o rotor tenha o tamanho correto de acordo com o guia do fabricante da bomba submersível para poços de perfuração.
- O impulsor está muito desgastado. Inspecione o impulsor quanto a desgaste e substitua-o, se necessário.
- O motor da bomba está girando em sentido inverso. Inverta as polaridades do motor.
- O tubo de descarga está bloqueado. Inspecione e remova qualquer bloqueio do tubo de descarga.
- A sucção está entupida. Limpe a sucção de quaisquer detritos.
O detector de vazamento é ativado
- O cabo do detector está comprometido por desgaste, danos ou contato com óleos. Inspecione o cabo do detector e substitua-o.
A bomba está superaquecendo
- Há um problema com o sistema elétrico. Inspecione a fiação e as conexões para garantir que todos os componentes estejam firmes e seguros. Além disso, inspecione o consumo de energia da bomba para verificar se ele está de acordo com os detalhes do fabricante da bomba submersível para poços.
- Há um grande acúmulo de material orgânico ou mineral fora do motor. Inspecione e limpe qualquer acúmulo no motor.
- O termostato está ajustado em um nível muito alto. Reajuste o termostato para o nível de temperatura especificado pelos fabricantes da bomba submersível de poço.
- Há problemas com o sistema de resfriamento, por exemplo, uma baixa taxa de fluxo de água de resfriamento. Verifique se o sistema de resfriamento está funcionando corretamente e se não há vazamentos.
- Os rolamentos estão muito desgastados. Inspecione os rolamentos e substitua-os conforme necessário.
Resumo
Uma bomba submersível para poços é um tipo de bomba centrífuga que deve estar constantemente submersa na água a ser extraída e usa um motor submersível. Ela converte energia mecânica em energia hidráulica usando a força centrífuga que atua sobre o líquido bombeado. O motor da bomba geralmente é acoplado à cabeça da bomba e hermeticamente vedado. Dependendo da demanda da aplicação, a bomba submersível para poços pode ser construída em ferro fundido, aço inoxidável, aço-liga ou plástico. As bombas submersíveis para poços se aplicam principalmente ao bombeamento de água de poços de grandes profundidades para tanques de armazenamento na superfície para diferentes usos. Os fabricantes de bombas submersíveis para poços adaptam a unidade para ter um diâmetro menor e um comprimento axial longo para caber em poços típicos. Os fabricantes de bombas submersíveis para poços oferecem as bombas em projetos de estágio único e de múltiplos estágios. Elas oferecem vários benefícios, incluindo design compacto, requisitos mínimos de manutenção, alta eficiência energética, confiabilidade e operação silenciosa.