پمپ شناور یا پمپ مستغرق

پمپ شناور یا پمپ مستغرق (submersible pump/sub pump/electric submersible pump) یا ESP دستگاهیست که دارای یک آب‌بندی هرمتیک (hermetically sealed motor) با اتصال نزدیک به بدنه پمپ هستند. کل این دستگاه در سیالی که باید پمپ شود مستغرق می‌ باشد.

مزیت اصلی پمپ های مستغرق از کاویتاسیون در پمپ جلوگیری می کند. مشکل کاویتاسیون به دلیل اختلاف ارتفاع بین پمپ و سطح مایع به وجود می‌ آید. پمپ‌ های شناور مایع را به سطح انتقال می‌ دهند و در مقابل آن جت پمپ‌ ها (jet pumps) قرار دارند که سیال را می‌ کشند. پمپ‌ های مستغرق از جت پمپ‌ ها کارآمد تر می باشند.

کاربردهای پمپ مستغرق

پمپ‌ مستغرق کاربرد های فراوانی دارد. پمپ‌‌های تک مرحله‌ ای برای پمپاژ آب زهکشی، پمپ‌ های عمومی صنعتی، پمپاژ فاضلاب و پمپاژ دوغاب مورد استفاده قرار می گیرد. پمپ‌ مستغرق همچنین در فیلترهای آبگیر کاربرد دارد. پمـپ‌ های شناور چند مرحله‌ ای به طور معمول به پایین چاه می‌ روند و برای استخراج آب از چاه آب و استخراج نفت خام از چاه‌ های نفت مورد استفاده قرار میگیرد.

پمپ‌های مستغرق در کاربرد هایی مانند تصفیه‌ خانه‌ های فاضلاب (sewage treatment plants)، پمپاژ آب دریا، پمپاژ آب‌ های زیرزمینی، آتش‌ نشانی (به دلیل ضد آتش بودن کابل آن)، حفاری و پمپاژ چاه نفت، حفاری چاه عمیق آب، سکوهای حفاری دریایی، لیفت مصنوعی (artificial lifts)، آب‌ زدایی معدنی، سیستم‌ های آبیاری و سیستم‌ های آب‌رسانی (water supply systems) استفاده می‌ گردد.

در زمان کار با انواع خاصی از مایعات، توجه ویژه به نوع پمپ ESP مورد نیاز است. ضد احتراق بودن پمپ‌ های مورد استفاده برای مایعات قابل اشتعال یا آب با احتمال آلودگی به مایعات قابل احتراق، حائز اهمیت است.

پمپ مستغرق

کاربرد پمپ مستغرق در چاه های نفت

پمپ‌ های مستغرق در تولید نفت (oil production) برای ایجاد یک لیفت مصنوعی به نسبت کارآمد به مورد استفاده قرار میگیرد، و توانایی کار در طیف گسترده‌ ای از جریان و عمق را دارا هستند. با کمتر شدن فشار به کمک پمپاژ در پایین چاه (کاهش فشار در انتهای چاه و یا افت موجودی چاه) می‌ توان نفت بسیار بیش‌ تری را نسبت به تولید طبیعی از چاه تولید کرد. این پمپ‌ ها معمولا دارای محرک الکتریکی هستند و به عنوان پمپ‌ های مستغرق برقی (Electrical Submersible Pumps) یا ESP شناخته می‌ شوند.

سیستم‌های ESP دارای تجهیزات زیر سطحی مستقر در ته چاه و همچنین تجهیزات سطحی مستقر در تاسیسات تولید همانند سکوی نفتی (oil platform) می‌ باشند. اجزای سطحی شامل کنترلر موتور (motor controller)، اغلب کنترل سرعت متغیر (variable speed controller)، کابل‌ های (cables) سطحی و ترانسفورماتور (transformers) هستند. اجزای زیر سطحی معمولا شامل پمپ (pump)، موتور الکتریکی (motor)، آب‌بندها (seal) و کابل (cables) هستند. گاهی یک جداکننده گاز (gas separator) نصب می‌ گردد.

اصول کارکرد پمپ مستغرق

پمپ‌های مستغرق مورد استفاده در دستگاه‌های ESP، پمپ‌های سانتریفوژ چند مرحله‌ ای (multistage centrifugal pumps) به حالت عمودی (vertical pumps) هستند. با این که در طول سال‌ها ویژگی‌ های ساختمانی و کارکردی این پمپ‌ ها به صورت پیوسته تکامل یافته، اصول اساسی کارکرد این پمپ‌ ها ثابت باقی مانده است. مایعات تولیدی پس از این که تحت نیرو های بزرگ گریز از مرکز ناشی از سرعت بالای ایمپلر (impeller) قرار می‌ گیرند، در دیفیوزر (diffuser) انرژی جنبشی خود را از دست داده و در آن‌جا انرژی جنبشی به فشار تبدیل می‌ گردد. این مکانیزم اصلی کاری پمپ های مختلط (mixed flow pumps) و پمپ‌ های شعاعی (radial pumps) هست.

محور پمپ توسط یک اتصال مکانیکی در پایین پمپ به یک جداکننده گاز (gas separator) یا محافظ (protector) وصل می‌ شود. مایعات چاه از طریق یک توری ورودی وارد پمپ شده و توسط مراحل پمپ به بالا ارسال می‌ شوند. قطعات دیگر شامل بیرینگ‌ های شعاعی (radial bearings) یا بوشینگ‌ ها (bushings) می‌ شوند که در طول محور توزیع شده و محور پمپ را در چرخش در سرعت‌ های دورانی بالا محافظت می‌ نماید. یک بیرینگ تراست (thrust bearing) بخشی از نیروهای محوری پمپ را مهار می‌ نماید اما بیش‌تر این نیروها توسط بیرینگ محوری محافظ جذب می‌ شود.

پمپ مستغرق

کابل پمپ‌های مستغرق

کابل‌ های پمپ شناور (submersible pump cable) برای استفاده در زیر آب و یا زمین‌ های مرطوب طراحی شده‌ اند و برای هر گونه شرایط محیطی پمپ انواع مخصوص آن موجود می باشند.

کابل پمپ مستغرق یک محصول مخصوص برای استفاده در یک پمپ مستغرق در چاه عمیق و یا در شرایط مشابه سخت می باشد. کابـل مورد نیاز برای این کاربرد باید با دوام و قابل اعتماد باشد زیرا محیط و محل نصب می‌ تواند به شدت خشن باشد. کابل پمپ شناور باید در آب نمک و آب شیرین استفاده گردد. این کابل همچنین برای دفن مستقیم و قرار گیری در دیوار چاه مناسب هست. از لحاظ فیزیکی منطقه نصب کابل پمپ شناور محدود است. تولید کنندگان کابل باید این عوامل در نظر داشته باشند و به بالاترین درجه ممکن از قابلیت پمپ به اطمینان برسند.

سایز و شکل کابل پمپ شناور می‌ تواند بسته به کاربرد، ابزار دقیق دستگاه و ترجیح کاربر گوناگون باشد. کابل‌ های پمپ‌ ها در انواع چند رسانا و تک رسانا تولید می‌ شوند و می‌ توانند دارای سطح مقطع گرد یا صاف باشند. برخی از انواع کابل دارای سیم‌ های کنترلی و نیز رسانای برق قدرت برای نیز موتور هستند. رساناها اغلب دارای کد رنگی شناسایی هستند و پوشش کلی کابل نیز ممکن است به صورت رنگی کد گذاری شود.