*BOMBAS DE INYECCIN DE FLUIDOS Equipamientos adicionales a las bombas.TEMA 11

*En la actualidad , prcticamente solo son aceptables para las operaciones un solo tipo de bomba La TRIPLE , o de 3 pistones alternativos de impulsin.Existen dos tipos bsicos de bombas, diferenciados por el sistema de impulsin del fluido: EMBOLO BUZO VSTAGOS

BOMBAS DE INYECCIN - Tipos

*Piezas fundamentales componentes de una bomba de inyeccin de fluidos:

PARTE MECNICA : Cuerpo mecnico de la bomba, transmisiones y motor.PARTE HIDRAULICA: Sistemas de bombeo y de empaque, colectores, succiones, etc.

BOMBAS : Componentes

*BOMBAS: ComponentesCuerpo mecnicoCuerpos hidrulicos

*PARTE MECNICA : Cuerpo de acero fundido, maquinado para soportar el sistema de impulsin : Cigeal y bielas, rodamientos y el engranaje de transmisin tipo Chevron.El movimiento de rotacin del motor , (mecnico o elctrico ), entra al eje del pin, se transmite al cigeal, y se convierte en movimiento lineal por las bielas, moviendo un pistn o embolo.BOMBAS : Comp. mecnicos

*BOMBAS : Comp. mecnicosEje del pinEje cigealBielas

*BOMBAS : Comp. mecnicos

*BOMBAS : Comp. mecnicosEje cigealBielasChevron

*BOMBAS : Comp. mecnicos

*BOMBAS : Comp. mecnicos

*BOMBAS : Comp. mecnicosCABEZA BIELAZAPATAS BIELAVSTAGO MEC.

*PARTE MECNICA : El vstago mecnico se une al vstago del pistn para suministrar presin al fluido, normalmente en una camisa intercambiable.Esto ocurre dentro del CUERPO HIDRULICO de la bomba: ( o de cada cuerpo hidrulico o Modulo) :BOMBAS : Comp. mecnicos

*El vstago del pistn presiona el fluido dentro de la camisa, y dentro de un Cuerpo hidrulico, con vlvulas de admisin y de escape, y sus correspondientes colectores o manifolds de alta y baja.Veamos un esquema:BOMBAS : Comp. Hidrulicos

*BOMBAS : Comp. mecnicosManifold altaManifold bajaVstago mec.Vlvula impulsinVstago pistnCuerpo hid.Vlvula succin

*El Cuerpo hidrulico, tiene tapas bridadas abulonadas, en las cuales van las tapas roscadas o tazones, que sellan los alojamientos de las vlvulas Esto permite el recambio de vlvulas, etc. sin tener que desarmar grandes partes de la bomba.BOMBAS : Comp. Hidrulicos

*BOMBAS : Comp. HidrulicosBridas roscadaTapones rosc.Manifold succinManifold impulsin

*La secuencia de movimiento es la siguiente:El pistn desplaza hacia atrs provocando el llenado de la cmara de la camisa con fluido, mediante la apertura de la vlvula de succin por vaco y por presin de la bomba centrifuga sobrealimentadora.Esto llena las cavidades de la camisa y de todo el cuerpo hidrulicoBOMBAS : Operacin

*BOMBAS : Succin

*El pistn luego se desplaza hacia delante, provocando la apertura de la vlvula de alta y el cerrado de la de succin, transmitiendo presin al fluido que estaba en la camisa y provocando su desplazamiento de la misma-Ese volumen se desplaza desde el cuerpo hidrulico por la vlvula de alta al manifold de alta y a las lneas.BOMBAS : Operacin

*BOMBAS : Impulsin

*Como estos ciclos son alternativos, a travs del cigeal, y las tres bielas, el movimiento alternativo hace que el desplazamiento del fluido no sea uniforme, sino que es pulsante Es decir que:Como los muones del cigeal estn desplazados 120 cada uno en la rotacin de 360 , cada biela cumple un ciclo completo: cuando la primera termina un punto de la carrera , la siguiente ya comenz el ciclo desfasada 120 y la tercera 240. Veamos un grafico:BOMBAS : Operacin

*BOMBAS : Operacin PresinTiempoPulsacin180360ImpulsinSuccin120

*Se produce una pulsacin en la impulsin, que provoca pulsos de presin en el bombeo- Esto se atena con un elemento que es el AMORTIGUADOR DE PULSACIONES.Pero adems tambin lo provoca en la succin, aunque atenuado por la bomba centrifuga, tambin suele colocarse un amortiguador en la succin.

BOMBAS : Operacin

*LOS ELEMENTOS PRINCIPALES DE LA PARTE HIDRAULICA SON:Cuerpo hidrulico Bridas roscadas y tapas-Vlvulas Cuerpos e insertosAsientos de las vlvulasVstagos de pistn Vstago de empuje cuerpo de pistn e inserto y las grampas de unin.Camisas

BOMBAS : ELEMENTOS

*Los cuerpos hidrulicos son forjados en acero y maquinados Se unen normalmente al cuerpo mecnico con esprragos abulonadosTienen maquinados los alojamientos para los asientos de vlvulas y las guas de las vlvulas.Tienen maquinados los alojamientos para los anillos sello de los manifold de alta y de succin.BOMBAS : CUERPOS HIDRULICOS

*BOMBAS : CUERPOS HIDRULICOSVer componentes

*Los cuerpos , asientos y vlvulas responden a normas API Estas normalizan las medidas generales , y reas de paso Normalmente se usan tamaos API 5- API 6 y API 7 en las bombas grandes.Esta norma tambin dimensiona los vstagos, etc.

BOMBAS : Medida API

*BOMBAS : PistonesVgo. De pistnInserto de pistnCuerpo o cabeza de pistn

*Las cabezas de pistn se ajustan al vstago con una tuerca y un oring para sellar.Hay varios tipos de cabezas y de insertos:Mission : (con plato y seger)S. Tite: Con encastre angularExtra life : Con canal frontal, etc.Todas tienen labio que sella en la camisa.BOMBAS : Pistones

*Las grampas que unen el vastago y el contravastago tienen interior conforme a la terminacin de ambos pistones, y por tanto ajusta perfecta.El uso de grampas inadecuadas, provoca que el vstago de pistn quede desalineado y se dae la camisa , adems de ser un RIESGO DE SEGURIDADLo mismo sucede con grampas mal ajustadas o con excesivo desgaste.BOMBAS : Grampa de Pistn

*BOMBAS : Grampa de Pistn

*Hay varios tipos de camisas:Standard : Camisa comn, sin dureza interior superior.Cromadas: El interior tiene una capa de cromo duro Bimetalicas: El interior es un buje de material tratado, con dureza superiores a los 60 RcCermicas: Interior de cermica Extremadamente dura Muy fragiles.BOMBAS : Camisas

*Las bombas, tienen algunos parmetros que determinan sus utilidades.POTENCIA NOMINAL DE LA BOMBA:Es la mxima potencia en HP que puede RECIBIR la bomba bajo cualquier condicin de operacin de caudal y presin MAXIMO CAUDAL: Se calcula con:Qmax (gpm)= 2 (in2) x L (in) x N epm 98BOMBAS : PARMETROS Pot.

*POTENCIA HIDRAULICA : Es la mxima potencia en HHP que puede entregar la bomba a un determinado caudal y presin Se calcula:HHP = P (psi) x Q ( gpm) = HHP 1714HHP = P (kg/cm2) x Q ( lts) = HHP 44750BOMBAS : PARMETROS

*Esa es la mxima potencia que puede desarrollar la bomba, pero hay tambin otro limite que es la mxima carga mecnica que puede soportar el vstago y la biela, y transmitida a los rodamientos: MXIMA CARGA EN EL VSTAGO :Este valor, es la mxima compresin que puede soportar, y es normalmente un dato de fabrica .BOMBAS : PARMETROS Carga Vgo.

*BOMBAS : PARMETROSDimetro camisaPresin de bombeoCarga en el vstagoPresin = Fuerza / rea psi = Lbs / in2 Kg/cm2= Kg / cm2Fuerza = Presin x rea (en kg Lbs)

*Es decir que fijada por fabrica la mxima carga en el vstago, no se puede usar cualquier camisa con cualquier presin.Se debe buscar cual es la PRESIN MAX. que da fbrica para ese dimetro de camisa, o calcularla si la medida no esta en tabla.

BOMBAS : PARMETROS Carga Vgo.

*BOMBAS : PARMETROS Carga Vgo.

*Estos valores estn en todos los catlogos de las bombas y se pueden conseguir fcilmente, pues son primordiales para disear que camisas usar , de acuerdo a las presiones que se estimen y los caudales que se necesiten.De estos valores se puede deducir los HHP y la potencia necesaria del motor , ya que entre la salida de la bomba y la potencia a la salida del motor, hay perdidas mecnicas :BOMBAS : PARMETROS HHP y

*El rendimiento o eficiencia mecnica es la relacin porcentual entre la potencia a la salida de la bomba y la potencia a la salida del motor:El valor promedio si la transmisin es a cadena , oscila en el 95% -Si hay convertidores, embragues, etc. el rendimiento puede bajar al 90%, es decir que el total puede llegar al 85/90% promedio.BOMBAS : PARMETROS- rendimientos

*El rendimiento o eficiencia volumtrica, es la relacin entre el caudal terico de desplazamiento y el caudal real que entrega la bomba: vol = Q teor / Q real

El valor depende de varias condiciones :Estado de los conjuntos hidrulicos: asientos , insertos, pistones, etc.

BOMBAS : PARMETROS- rendimientos

*De las condiciones del fluido : Aire ocluido, densidad, viscosidad, etc.De la presin de descarga Es decir, que para tener determinado caballaje hidrulico real a la salida de la bomba, la potencia de entrada debe ser:

P = P (psi) x Q (gpm) = Hyd HP 1714 x mec x vol BOMBAS : PARMETROS- rendimientos

*VERIFICACIONES Y MANTENIMIENT.VERIFICAR ESTADO DE LOS CUERPOS HIDRULICOS (Corrosion) , en alojamientos empaquetaduras de tapas, etc.VERIFICAR ESTADO DE GRAMPAS DE UNIN DE VSTAGOS IMPORTANTISIMO VERIFICAR ESTADO DE LAS ROSCAS DE LOS TAZONES (Rosca cuadrada, suelen fisurarse)- PELIGROSISIMO VERIFICAR CARGA EN VSTAGOS DIAMETRO DE CAMISA / PRESIONNO SUPERAR LA CARGA INDICADA

*VERIFICACIONES Y MANTENIMIENT.VERIFICAR LAS RUTINAS DE CAMBIOS DE ACEITE LA VIDA DE LA BOMBA DEPENDE DE VARIOS FACTORES, ESTE ES UNO DE LOS MAS IMPORTANTES.

NO OPERAR CON LA BOMBA A BAJOS REGIMENES, NO LUBRICA BIEN Y EL MOTOR OPERA FUERA DE REGIMEN CAMBIAR CAMISAS SI EL CAUDAL ES CHICO

*VERIFICACIONES Y MANTENIMIENT.VERIFICAR LA PRESION DE PRECARGA Y EL FUNCIONAMIENTO DE LOS AMORTIGUADORES DE PULSACION VERIFICAR LA CALIBRACION DE LA VALVULA DE SEGURIDAD DE DESCARGA ES IMPORTANTE POR SEGURIDAD

*Hay varios equipamientos adicionales Std. en una bomba de inyeccin de fluidos de terminacin o perforacin: CENTRIFUGAS DE SOBREALIMENTACIN FILTROS AMORTIGUADORES VLVULAS DE ALIVIO O DESCARGA(SOLO VEREMOS ESTOS DOS ULTIMOS)

BOMBAS : EQUIPAMIENTO DE BOMBAS

*BOMBAS : AMORTIGUADORESLos amortiguadores de pulsaciones son dos:De baja: Mantiene la presin constante en la succin de la bomba, eliminando el factor de ripple de la succin Cuando hay una bomba centrifuga, este se atena mucho.De alta : Elimina el factor de pulsacin en la descarga de la bomba

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BOMBAS : AMORTIGUADORES BPLos amortiguadores de baja en general solo se usan en bombas grandes Son cmaras con aire que se colocan en la succin de la bomba , en el manifoldHay de varios tipos : pero en general el esquema es el siguiente:

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BOMBAS : AMORTIGUADORES BP

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BOMBAS : AMORTIGUADORES APLos amortiguadores de alta presin cumplen el mismo principio de funcionamiento pero deben estar diseados para resistir las presiones de operacin y nominales ( 5000 psi o mas)-Son los conocidos Hydril , Modelos K .Operan de la siguiente manera:

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BOMBAS : AMORTIGUADORES APEs un recipiente de alta presin, con una cmara interior, diafragma , precargado con nitrgeno , a una presin que segn los fabricantes, debe variar entre : 50 - 70 % de la presin de operacinEsto se hace por un sistema de vlvula que comunica el diafragma a travs de la tapa.

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BOMBAS : AMORTIGUADORES AP

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BOMBAS : AMORTIGUADORES AP

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BOMBAS : VLVULAS DE DESCARGALas vlvulas de descarga o de alivio, son un equipo IMPORTANTE en la operacin de una bomba, ya que la funcin es la de DESCARGAR LA PRESIN, cuando esta excede un valor determinado.El valor de descarga puede regularse , segn sea el tipo de vlvula :De corte, ( o de clavo) (Shear valves)De resorte ( Regulable) (Reset valves)

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BOMBAS : VLVULAS DE DESCARGALas de clavo se registran a un valor determinado, con un pasador (clavo) calibrado, cuyo dimetro resiste un esfuerzo de corte predeterminado por el material del que esta construido.Las de resorte, mas complejas, se puede regular el valor de la presin por medio de un sistema mecnico de registro de la presin.

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BOMBAS : VLVULAS DE CLAVO Cuando el valor de la presin es suficiente para producir una fuerza mayor que la mxima resistente al corte , del clavo, este se corta y el vstago se levanta con la empaquetadura, permitiendo la derivacin del flujo de fluido a travs de la vlvula a la descarga.

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BOMBAS : VLVULAS DE CLAVORETSCO

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BOMBAS : VLVULAS DE CLAVOCameronLa vlvula de Cameron 3 admita hasta 2 pines de corte.

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BOMBAS : VLVULAS REARMABLESSistema de resortesPalanca de rearmadoVstagoSistema de empaqueIndicador de presin

*VERIFICACIONES : Vlvulas de clavoVERIFICAR QUE SE USEN CLAVOS CALIBRADOS ORIGINALES DE LA VLVULA -ES FRECUENTE EL USO DE CLAVOS MILIMETRICOS , QUE SE SABE POR EXPERIENCIA A QUE PRESION CORTAN, PERO NO ESTAN CONTROLADOS NI SON PRECISOS.NO USAR CLAVOS TRUCHOS

*VERIFICACIONES : Vlvulas RESETVERIFICAR QUE LAS VLVULAS ESTN CALIBRADAS CORRECTAMENTEVERIFICAR QUE FUNCIONE EL SISTEMA DE TEST (BOTON) Y QUE SE REARMEN CORRECTAMENTE.

VERIFICAR QUE LAS LNEAS DE DESCARGA ESTN ASEGURADAS Y BIEN CONSTRUIDAS- (Eslingas, etc.)

*VERIFICAR QUE SE HAGAN LAS RUTINAS DE INSPECCIN DE MANTENIMIENTO De acuerdo a los programas de la Cia. VERIFICAR SISTEMAS DE SEGURIDAD : CABLES EN TAPAS HIDRULICAS Y EN LAS LNEAS DE DESCARGA Y LNEAS DE ALTA VERIFICAR INSPECCIN DEL AMORTIGUADOR DE LA BOMBA (((Deberia inspeccionarse))) VERIFICAR PERDIDAS EN SISTEMAS MECNICOS Y DE TRANSMISIN DE LAS BOMBAS. AVISAR A MANTENIMIENTO.SEGURIDAD de operacin

*VERIFICAR SISTEMAS DE PROTECCIN DE TRANSMISIONES A CORREAS DE SOBREALIMENTADORASVERIFICAR SISTEMAS DE PARE AUTOMTICOS (Corte de aire o elctricos ) DE LAS BOMBAS Y SOBREALIMENTADORAS

SEGURIDAD de operacin

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