Aké sú bežné výzvy čerpadiel s dlhými hriadeľmi v hlbokej studni alebo dolných aplikáciách

Ako špeciálne navrhnuté čerpadlá sa čerpadlá s dlhými hriadeľmi často používajú v podzemných pracovných podmienkach, ako je hlboké čerpanie, mínové odtoky a pobrežné plošiny. Jeho jedinečná štruktúra s dlhými hriadeľmi umožňuje telu čerpadla efektívne extrahovať tekutiny hlboko pod zemou, ale prináša aj mnoho technických a inžinierskych výziev. Hlboké porozumenie týchto výziev pomôže spoločnostiam a technikom zlepšiť spoľahlivosť zariadenia a prevádzkovú efektívnosť a zabezpečiť plynulý pokrok projektu.

Výzvy dĺžky hriadeľa a mechanickej pevnosti
Prostredie hlbokej studne vyžaduje, aby hriadeľ čerpadla mal dostatočnú dĺžku na dosiahnutie špecifikovanej hĺbky čerpania. Dĺžka hriadeľa čerpadiel s dlhými hriadeľmi je zvyčajne oveľa dlhšia ako dĺžka bežných čerpadiel. Keď sa dĺžka hriadeľa zvyšuje, tuhosť a stabilita hriadeľa sa stávajú kľúčovými problémami. Dlhé hriadele sú náchylné na deformáciu a vibrácie ohybu, čo vedie k mechanickej únave alebo dokonca zlomeniu, čo ovplyvňuje životnosť a bezpečnú prevádzku čerpadla. Výber materiálu, proces tepelného spracovania a návrh hriadeľa hriadeľa musia brať do úvahy pevnosť aj elasticitu, aby sa zabezpečilo, že vydrží vysoké zaťaženie a dynamické vplyvy.

Zložitosť systémov ložiska a tesnenia
Usporiadanie ložiskových čerpadiel s dlhými hriadeľmi je zložité a na podporu dlhého hriadeľa sa často vyžaduje viac ložísk. Ložiská musia spoľahlivo fungovať vo vysokotlakových, vysokoteplotných, vlhkých a dokonca bahnitých prostrediach. Nosenie mazania sa stáva ťažkým bodom. Kvalita vody v hlbokých vrtoch je zložitá a môže obsahovať korozívne látky a nečistoty. Výber mazacieho oleja a tesniaceho účinku priamo ovplyvňujú životnosť ložísk. Tesniaci systém tiež čelí závažným testom. Tesnenie hriadeľa musí zabrániť úniku tekutín a zabrániť nečistotám vniknutia do oblasti ložiska. Medzi bežné metódy tesnenia patrí mechanické tesnenia a balenie tesnení, ale porucha tesnenia je jednou z hlavných príčin zlyhania dlhého hriadeľa.

Problémy s vibráciami a dynamickou rovnováhou
Kvôli čerpadlo na dlhé hriadeľ Telo hriadeľa a vysoká rýchlosť behu, problém vibrácií je výraznejší. Vibrácie ovplyvňujú nielen stabilitu mechanických častí, ale tiež znižujú pracovnú účinnosť a životnosť čerpadla. Podzemné prostredie je často priestorovo obmedzené a chyby inštalácie, opotrebenie ložiska atď. Zhoršia vibrácie. Monitorovanie vibrácií a korekcia dynamického vyrovnávania sú kľúčové technické opatrenia na udržanie stabilnej prevádzky čerpadiel s dlhými hriadeľmi. Počas inštalácie musí byť koaxilita a axiálna vôľa prísne kontrolované a vibračné signál sa musí pravidelne monitorovať, aby sa zabránilo mechanickým poruchám.

Tepelná expanzia a riadenie teploty
Okolitá teplota hlbokých vrtov môže byť vysoká. Počas prevádzky čerpadla s dlhým hriadeľom bude teleso tela hriadeľa a tela čerpadla zažiť tepelnú expanziu, čo bude mať za následok zmeny v axiálnych a radiálnych rozmeroch, ktoré ovplyvňujú predpätie ložiska a tesniaci výkon. Ak tepelná deformácia nie je riadne riadená, spôsobí to preťaženie ložiska, zlyhanie tesnenia alebo hriadeľ a džem na puzdro čerpadla. Pri navrhovaní je potrebné zvážiť štruktúru kompenzácie tepelnej expanzie, vybrať materiály odolné voči vysokej teplote a navrhnúť primeraný systém chladenia a mazania, aby sa zabezpečila stabilná prevádzka zariadenia vo vysokoteplotnom prostredí.

Zložité ťažkosti s inštaláciou a údržbou
Čerpadlá s dlhými hriadeľmi majú veľkú veľkosť a zložitú štruktúru a inštalácia si vyžaduje polohovanie vysokej presnosti a profesionálne vybavenie. V prostrediach hlbokých vrtov je priestor úzky, stavebné podmienky sú tvrdé, inštalačný cyklus je dlhý a ladenie je ťažké. Zariadenie na dolu je nepohodlné na údržbu. Akonáhle dôjde k zlyhaniu, cyklus údržby je dlhý a náklady sú vysoké. Dizajn tela čerpadla musí zvážiť ľahkú demontáž a údržbu. Modulárna štruktúra sa používa na skrátenie času na demontáž a montáž a vopred sa pripravuje plán prevencie porúch a denný plán údržby, aby sa zlepšila spoľahlivosť prevádzky zariadenia.

Vplyv kvapalných charakteristík na telo čerpadla
Kvapalina čerpaná z hlbokých jamiek obvykle obsahuje bahno, minerálne častice alebo korozívne komponenty, ktoré spôsobujú opotrebenie a koróziu obežného kolesa, rukávu a tesnenia čerpadla. Výber telesných materiálov čerpadla a technológie povrchovej úpravy priamo súvisia s opotrebením a odporom korózie zariadenia. Materiály zliatiny s vysokou tvrdosťou, keramické povlaky, kompozitné materiály atď. Sa používajú na zlepšenie odolnosti proti korózii tela čerpadla a na predĺženie životnosti zariadenia. Súčasne je štruktúra obežného kolesa optimalizovaná tak, aby znížila vplyv častíc na čepele a udržala účinnosť sprostredkovania.

Výzvy elektrických a riadiacich systémov
Čerpadlá s dlhými hriadeľmi sú zvyčajne poháňané diaľkovými motormi a telo motora a čerpadla sú spojené dlhým hriadeľom. Prostredie hlbokej studne má vysoké požiadavky na úroveň ochrany motora a elektrické vybavenie musí byť vodotesné a odolné voči výbuchu. Súčasný náraz, ochrana preťaženia a monitorovanie teploty motora počas spustenia a prevádzky motora si vyžadujú podporu kompletného riadiaceho systému. Technológia regulácie variabilnej rýchlosti frekvencie sa v čerpadlách s dlhými hriadeľmi široko používa na dosiahnutie mäkkého štartu, úspory energie a regulácie toku pumpy a na zlepšenie celkového výkonu systému.