Bombas de Lodo de Desplazamiento Positivo

Las bombas de desplazamiento positivo son generalmente usadas en taladros de perforación para bombear a altas presiones y altos volúmenes de fluidos de perforación . Existen varias razones por las que este tipo de bombas se usa en los taladros:

Pueden trabajar con fluidos de alto contenido de sólidos.

Poseen un amplio rango para presiones y tasas de flujo

Son más seguras y capces de bombear en duras condiciones.

Son fáciles de operar y mantener.

En el campo petrolero las bombas de desplazamie

nto positivo más comúnmente usadas son las Duplex y las Triplex.

Bombas Duplex  – 2 cilindros, Doble Acción

Las bombas duplex poseen dos cilindros con doble acción, lo cual significa que los pistones se mueven hacia atrás tomando lodo de perforación a través de la válvula abierta de admisión y otras partes del mismo pistón. Estos pistones empujan el lodo hacia fuera a través de las vávlulas de descarga.

En el siguiente diagrama se demuestra como trabaja la bomba de lodo Duplex.

Posición del vástago del pistón y el movimiento fluido de la bomba Duplex

Cuando el vástago del piston se mueve hacia adelante , una de las vávulas de la admisión se levanta para permitir que venga el fluido y una de las valvulas de descarga es empujada hacia arriba, por lo tanto el fluido de perforación se bombea hacia afuera de la bomba.

Posición del Vástago del Pistón y el Movimiento de Fluido de una Bomba Duplex

Por otro lado, cuando el vastago del pistón se mueve hacia atrás, añun se bombea fluido. Las otras válvulas de admisión y descarga serán abiertas.

 Bombas Triplex – 3 Cilindros, Acción Simple

Las bomas triplex poseen tres cilindros de simple acción. Los pistones se mueben hacia atrás y tiran lodo de perforación a travñes de las válvulas de admisión abiertas. Cuando los pistones se mueven hacia adelante, el fluido es empujado hacia afuera a través de las válvulas de descarga abiertas. En el siguiente diagrama se muestra la forma como la bomba triplex trabaja. Cada diagrama muestra la acción de un cilindro.

Posición del vástago del Pistón y Movimiento de Fluido de una Bomba Triplex (Descarga)

Cuando los vástagos del pistón se mueven hacia adelante, las válvulas de admisión están en posición cerrada y las de descarga en posición abierta, permitiendo la descarga del fluido.

Posición del vástago del Pistón y Movimiento de Fluido de una Bomba Triplex (Succióm)

Por el contrario, cuando los vástagos del pistón se mueven hacia atrás , la vávula de admisión esta abierta permitiendo que el fluido entre hacia la bomba. .

Cual es la Bomba de Lodo más práctica en los Taladros actualmente?

Las Bombas Triplex son más populares que las Dúplex, debido a que son más ligeras, más suave descarga y bajo costo de mantenimiento.

Calculos Realacionados con Bombas de Desplazamiento Positivo

Caballos de Fuerza Hidraulicos      (HPP)   

Se obtiene por la siguiente fórmula

HHP= (P x Q) ÷1714

Donde:HHP = Caballos de Fuerza HidraulicasP = Presión de Circulación, psiQ = Tasa de Circulación, gpm

Debido a que cada bomba tiene un rango límite de potencia de 1600 HP, lo cual limita la capacidad de la bomba. Esto significa queno se puede bombear a altas tasas y altas presiones sobre las que la bomba puede hacer. Usando una camisa más pequeña incrementará la presión de descarga, pero la tasa de flujo se reduce. Por el contrario si se usa una camisa mas grande s epuede incrementar el flujo, pero se reducirá la tasa máxima de bombeo.

La figura de abajo muestra el Rendimiento de una Bomba de Lodo National 12-P-160 TRIPLEX

Figure 7 Pump Performance Chart

Como se observa, puedes tener 7500 psi con una camisa de 4.5" pero la tasa máxima de flujo será solo 297 GPM. Si se usa el maýor tamaño de camisa (7-1/2"), la presión de la bomba es solo de 3200 psi.

Gasto de la Bomba al 100% de Eficiencia

Fórmula para Bombas Triplex

Gasto bbl/stk = 0.000243 x (Diametro de la Camisa, en Pulgadas) 2 X (Longitud de la Embolada, en Pulgadas)

Fórmula para Bombas Duplex

Gasto bbl/stk = 0.000162 x S x [2(D)2 - d2]

Donde:D = Diametro de la Camisa, en PulgadasS = Diametro de la Embolada, en Pulgadasd = Diametro de la Varilla, en Pulgadas.