Las bombas de lodos están diseñadas para transportar mezclas de partículas sólidas y líquidos, comúnmente utilizadas en industrias como la minería, la construcción y el petróleo y el gas.
Cuando hablamos de bombas de lodos que funcionan dentro de un rango de presión de 1500 a 10 000 psi, generalmente nos referimos a aplicaciones de alta presión, que a menudo se encuentran en operaciones de perforación de petróleo y gas, donde las bombas de lodo prevalecen.
¿Cómo se genera la presión?:
1. Mecánica de la bomba: las bombas de lodos, particularmente las utilizadas en operaciones de perforación, suelen ser bombas de desplazamiento positivo alternativas.
Esto significa que funcionan creando un vacío en el lado de admisión de la bomba mediante el movimiento alternativo de pistones o émbolos dentro de los cilindros, lo que atrae el lodo hacia la bomba. Luego, los pistones empujan el lodo hacia afuera bajo alta presión en el lado de descarga.
2.Número de pistones/émbolos: La presión que puede generar una bomba está influenciada por su diseño, incluido el número de pistones o émbolos que tiene.
Por ejemplo, las bombas dúplex tienen dos, las bombas triplex tienen tres y las bombas quíntuplex tienen cinco.
Más pistones o émbolos distribuyen la carga de trabajo, lo que permite un funcionamiento más suave y la posibilidad de una mayor presión de salida porque se puede hacer que cada pistón funcione con una eficiencia óptima.
¿Cómo se logra la alta presión?:
1.Velocidad de la bomba y longitud de la carrera: la velocidad a la que funciona la bomba (carreras por minuto) y la longitud de la carrera de los pistones o émbolos afectan la salida de presión.
Velocidades más altas y carreras más largas pueden aumentar la presión, hasta los límites de diseño de la bomba.
2.Tamaño de la bomba y diámetro del cilindro: las bombas más grandes con diámetros de cilindro más grandes pueden manejar más volumen y, con las condiciones adecuadas, pueden generar presiones más altas.
El tamaño físico de la bomba y sus componentes juega un papel importante en sus capacidades de presión.
3.Material y diseño: Las bombas de alta presión están fabricadas con materiales capaces de soportar fuerzas intensas.
Los componentes como pistones, camisas y válvulas suelen estar hechos de acero endurecido, carburo de tungsteno o cerámica para soportar alta presión sin desgaste.
Implicaciones de presión:
Alta presión para perforación profunda: en la perforación de petróleo y gas, se necesitan altas presiones para hacer circular el lodo de perforación a través de la sarta de perforación, hasta la broca y retroceder por el espacio anular hasta la superficie.
Estrés de los componentes: las operaciones de alta presión ejercen una tensión significativa sobre los componentes de la bomba.
Las bombas diseñadas para altas presiones requieren una construcción robusta y, a menudo, rutinas de mantenimiento especializadas para garantizar la longevidad y la confiabilidad.
Requisitos energéticos: generar alta presión requiere una cantidad significativa de energía. Las bombas generalmente funcionan con motores de alta potencia o motores eléctricos para proporcionar la fuerza necesaria para alcanzar presiones de hasta 10,000 psi.
Comprender cómo las bombas de lodo, especialmente las utilizadas en la perforación, alcanzan altas presiones ayuda a seleccionar el equipo adecuado para aplicaciones específicas y a gestionar los desafíos operativos asociados con el bombeo de lodo a alta presión.