F 271.13Ed.3 Document de uz intern [603498]

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE
UNIVERSITATEA PETROL – GAZE DIN PLOIEȘTI
FACULTATEA: INGINERIE MECANICA S I ELECTRICA
DEPARTAMENTUL DE INGINERIE MECANICA
PROGRAMUL DE STUDII: INGINERIE ECONOMICĂ
ÎN DOMENIUL MECANIC
FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT: IF

PROIECT DE DIPLOMĂ

Conducător științific:

Conf.univ .dr.ing. MARIUS STAN
Absolvent: [anonimizat]
2019

F 271.13/Ed.3 Document de uz intern
Schlumberger -Private

Anexa 8

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE
UNIVERSITATEA PETROL – GAZE DIN PLOIEȘTI
FACULTATEA: INGINERIE MECANICA S I ELECTRICA
DEPARTAMENTUL DE INGINERIE MECANICA
PROGRAMUL DE STUDII: INGINERIE ECONOMICĂ
ÎN DOMENIUL MECANIC
FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT: IF

Viza t
Facultatea I.M.E.
Aprobat,
Director de departament,
Ion Nae

PROIECT DE DIPLOMĂ

TEMA: PROIECTAREA UNEI POMPE CU CAVITTE
PROGRESIV Ă DESTINAT Ă EXTRAC ȚIEI PETROLULUI LA O
SOND Ă CU PRODUC ȚIA DE 50 m3/zi ȘI ADÂNCIMEA H=800 m
CU STIUDIUL POSIBILIT ĂȚILOR D E ÎMBUN ĂTĂȚIRE A
PERFORMAN ȚEI

Conducător științific:

Conf.univ .dr.ing. MARIUS STAN
Absolvent: [anonimizat]
2019

F 272.13/Ed.2 Document de uz intern
Schlumberger -Private

UNIVERSITATEA PETROL – GAZE DIN PLOIESTI Anexa 9
FACULTATEA: INGINERIE MECANICA SI ELECTRICA
DOMENIUL: INGINERIE SI MANAGEMENT
PROGRAMUL DE STUDII: INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC
FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT: IF

Aprobat,
Director de departament,
Ion Nae Declar pe propria răspundere că voi elabora personal proiectul
de diplomă / lucrarea de licență / disertație și nu voi folosi alte
materiale documentare în afara celor prezentate la capitolul
„Bibliografie”.

Semnătură student: [anonimizat]: Ligia Carmen TRANDAFIR

1) Tema proiectului / lucrării : PROIECTAREA UNEI POMPE CU CAVITTE PROGRESIV Ă DESTINAT Ă
EXTRACȚIEI PETROLULUI LA O SOND Ă CU PRODUC ȚIA DE 50 m3/zi ȘI AD ÂNCIMEA H=800 m CU
STIUDIUL POSIBILIT ĂȚILOR D E ÎMBUNĂTĂȚIRE A PERFORMAN ȚEI
2) Data eliberării temei : octombrie 2018
3) Tema a fost primită pentru îndeplinire la data: 22.10.201 8
4) Termenul pentru predarea proiectului : iulie 2019
5) Elementele inițiale pentru proiect:
PROIECTAREA UNEI POMPE CU CAVITTE PROGRESIV Ă DESTINAT Ă EXTRACȚIEI PETROLULU
LA O SOND Ă CU PRODUC ȚIA DE 50 m3/zi ȘI AD ÂNCIMEA H=800 m
6) Enumerarea problemelor care vor fi dezvoltate:
Alegerea echipamentului introdus în sondă
Dimensionarea funcționa lă a pompei cu cavitate progresivă
Alegerea motorului electric de acționare
Alegerea cuplajului
Simularea funcṭionӑrii pompei

7) Enumerarea materialului grafic (acolo unde este cazul):
Desen ansamblu pompa elicoidala .

8) Consultații pentru proi ect, cu indicarea părților din proiect care n ecesită consultarea:
Construcția rotorului pompei

Conducător științific: Student(ă)
Conf.univ .dr.ing. MARIUS STAN Ligia Carmen TRANDAFIR
Semnătura: Semnătura:

F 273.13/Ed.2 Document de uz intern
Schlumberger -Private

UNIVERSITATEA PETROL – GAZE DIN PLOIESTI Anexa 10
FACULTATEA: INGINERIE MECANICA SI ELECTRICA
DOMENIUL: INGINERIE SI MANAGEMENT
PROGRAMUL DE STUDII: INGINERIE ECONOMICĂ ÎN DOMENIUL MECANIC
FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT : IF

APRECIERE
privind activitatea a bsolventului: Ligia Carmen TRANDAFIR
în elaborarea proiectului de diplomă cu tem a:
PROIECTAREA UNEI POMPE CU CAVITTE PROGRESIV Ă DESTINAT Ă EXTRACȚIEI PETROLULUI
LA O SOND Ă CU PRODUC ȚIA DE 50 m3/zi ȘI AD ÂNCIMEA H=800 m CU STIUDIUL POSIBILIT ĂȚILOR
DE ÎMBUNĂTĂȚIRE A PERFORMAN ȚEI

Nr. crt. CRITERIUL DE APRECIERE CALIFICATIV
1. Documentare, prelucrarea informațiilor din bibliografie
2. Colaborarea ritmică și eficientă cu conducătorul temei proiectului de diploma
/lucrării de licență
3. Corectitudin ea calculelor, programelor, schemelor, desenelor, diagramelor și
graficelor
4. Cercetare teoretică, experimentală și realizare practică
5. Elemente de originalitate (dezvoltări teoretice sau aplicații noi ale unor teorii
existente, produse informatice noi sau adaptate, utile în aplicațiile inginerești)
6. Capacitate de sinteză și abilități de studiu individual
CALIFICATIV FINAL
Califica tivele pot fi: nesatisfăcător/satisfăcător/bine /foarte bine /excelent .

Comentarii privind calitatea proiectului/lucrării:
________________________________________________________________________________________________
___________________________________ _____________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
________________

Data:
Conducător științific
Conf.univ .dr.ing. MARIUS STAN

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
1
Ploie ști 2019 CUPRINS
Cuprins ……… ……………………. ……………………………………………………………….. ………………………… .1
Introducere ………………………………………………………………………………………………………… ………….3
Capitolul 1. Construcția, funcționarea și nivelul actual al utilizării pompelor cu cavitate
progresivă pe plan mondial ………………………………….. …………………………………………………….. …4
1.1. Generalități……………………………………………………………………………………….. ……………… …4
1.2. Principiul de funcționare și caracteristicile constructive ale pompelor cu cavitate
progresivă………………………………………………………………………………….. ……………………… ..6
1.2.1. Transmisii hid rodinamice utilizate în cadrul sistemului de acționare al pompei
cu cavitate progresivă…………………………………………………. ………………………….. ..12
1.2.2. Influența adâncim ii de fixare a pompei cu cavitate progresivă asupra perfor –
– manțelor acesteia………………………………………………………………………………….. .13
1.2.3. Studiul pier derilor de lichid care apar în cadrul unei pompe elicoidale ………… ..15
1.3. Influența procesului tehnologic asupra sistemelor de extracție……… ……………………… …16
1.4. Avantajele și dezavantajele utilizării pompelor elicoidale. D omenii de aplicabilitate.. …18
1.5. Factorii care influențează proiectarea și funcționarea pompelor elicoidale………………. ..21
1.6. Proceduri de lucru și de întreținere ale pompelor cu cavitate pr ogresivă…………….. ……..23
Capitolul 2. Dimensionarea și determinarea parametrilor funcționali ai pompei cu cavitate
progresivă pornind de la caracteristicile sondei ………………………………….. ………… ………………25
2.1. Caracteristici tehnice și de prod ucție ale sondei…………………. ……………………. ………….. ..25
2.2. Alegerea echipamentului introdus în sondă……………. …………………….. …………………….. ..26
2.2.1. Alegerea țevilor de extrac ție…….. …………………….. ………………………………….. …..26
2.2.2. Alegerea prăj inilor de pompare …………. …………. ………… ……….. ……………………..29
2.3. Determinarea presiunii necesare de pom pare………………… …………………………………….. ..32
2.4. Dimensionarea funcțională a pompei cu cavitate progresivă (cu ș urub)………… ………… ..33
2.5. Calculul puter ii necesare pentru rotirea garniturii de prăjini.. ……………………. …………… ..35
2.6. Alegerea motorului electric de acționare… ……………………. …………………………………….. ..37
2.7. Verificarea preliminară a rezistenței garniturii de prăjini de pompare ………………… …………..39
Capitolul 3. Soluții constructive și de proiectare pentru antrenarea de la suprafață cu
ambreiaj hidrodinamic a pompei cu cavitate progresivă ………….. …………………….. …………… ..42
3.1. Soluții constructive pentru echipamentul de suprafață…………….. …………………….. ……….42
3.1.1. Sistemul de conducere ……… …………………….. …………………………………………….. .43
3.1.2. Sistemul de acționare ………… …………………….. ……………………………………………. .46
3.2. Sistemul de acționare electrohidraulic. ……….. …………… ………………………………………….. .48
3.3. Stabilirea formei constructive a capului de antrenare ………. …………………….. ……… ………50

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
2
Ploie ști 2019 3.4. Proiectarea transmisiei prin curele……………. …………………….. …………………………………. .50
3.5. Alegerea cuplajului unisens………………………………………………………………………………… .59
3.6. Soluții de proiectare a sistemelor de an trenare cu viteză variabilă… ……………………. …….60
3.7. Dispozitivul de preluare a momentului reactiv. ……………………. ………………………………. ..61
3.8. Mecanica ambreiajului h idrodinamic…………… ……………………………………………………… .64
3.9. Alegerea ambreiajului hidrodinamic…………… ……………………………………………………….. 66
3.10. Analiza comparativă a performanțelor funcționale și constructive a pompelor de
extracție………………………………………………………………………………… …………………………. 68
3.11. Rec omandări de funcționare și expl oatare………………… ……………………………………….. ..73
3.12. Simularea func ṭionӑrii pompei………………………………………………………………. …………… 75
Capitolul 4. Elaborarea drumului critic pentru montarea unei instalații cu pompă cu
cavitate progresivă ………………………………………………………………………………………………… …….82
Capitolul 5. Norme de sănătate și securita te în muncă ………………………………………….. ……..95
Concluzii …………………………………………………………………………………………………………. ………….. 97
Bibliografie ……………………………………………………………………………………. ………………. …………..98

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
3
Ploie ști 2019 INTRODUCERE

Industria extractivă de petrol și gaze este o ramură industrială în care se desfăsoară procesul
de exploatare a zăcămintelor de petrol și gaze.
Procesul de exploatare a zăcămintelor de petrol și gaze este un proces complex ce cuprinde
principalele lucrări de descoperire a unor rezerve noi de hidrocarburi, precum și procesul
propriu -zis de exploatare.
Procesul de exploatare propriu -zis impune, mai intâi, construcția sondelor pentru extracție,
adică forajul pentru exploatare și, apoi, procesul de extracție a hidrocarburilor prin diferite
metode de extracție. Datorita tehnologiilor avansate care au permis apariția unor noi concepte în
exploatarea zăcămintelor fluide, prin introducerea de noi metode în pompajul de adâncime, aria
exploatărilor s -a extins și î n regiunile cu clim ă și condiții atmosferice deosebite . Aceste noi
metode au fost concepute pentru a crește eficiența exploatării prin proiectarea și realizarea unor
noi instalații și utilaje robuste, fiabile, cu un cost mai redus de instalare și mentenabilitate,
conducând astfel la scăderea costului exploatării.
O soluție de actualitate o reprezintă introducerea pompajului de adâncime în extracția
petrolului utilizând pompe cu cavitate progre sivă denumite și pompe cu șurub sau pompe
elicoidale. Principiul de funcțio nare al pompelor elicoidale a fost prezentat pentru prima dată în
anul 1935 de către Ren é Moineau care, pe scurt, constă în formarea unor cavități prin
introducerea unui rotor a cărui arie exterioară este o suprafață elicoidală simplă, în interiorul unui
stator a cărui arie interioară este o suprafață elicoidală dublă. Când rotorul se rotește, cavitățile se
deplasează de la un capăt (aspirație) la celălat (refulare) conducând astfel la o curgere continuă.
În anul 1979 s -a trecut la sistemul actual de acționare al rotorului, prin rotirea prăjinilor de
pompare, prima pompă de acest tip fiind experime ntată în sondă de către firma Highland/Corod
din Canada. Îmbunătățirile aduse acestui sistem de extracție au făcut ca acesta să devină, în scurt
timp, o alternativă viabilă față de sistemele tradiționale de extracție a țițeiului. Pentru creșterea
performanțelor, s -a luat în calcul posibilitatea utilizării pompei cu șurub antrenată de către
garnitura de prajini și capul de antrenare care are montat, pe arborele motorului electric, un
ambreiaj hidrodinamic.
Obiectivul principal al lucrarii il constituie gasirea un or soluții constructive și de proiectare
pentru antrenarea de la suprafață cu ambreiaj hidrodinamic a pompei cu cavitate progresiva
folosita la extractia petrolului.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
4
Ploie ști 2019 CAPITOLUL 1. CONSTRUCȚIA, FUNCȚIONAREA ȘI NIVELUL
ACTUAL AL UTILIZĂRII POMPELOR CU CAVITA TE
PROGRESIVĂ PE PLAN MONDIAL
1.1. Generalități

Dintre sistemele de extracție, pompajul de adâncime este cel mai ră spândit. În prezent, peste
85% din totalul sondelor în producție, din țara noastră, se exploatează prin pompaj de
adâncime. În funcție de condițiile de exploatare se apreciază că la circa 32% din totalul sondelor
în pompaj, mediile de lucru sunt semiabrazive și corozive, la 46% din sonde sunt abrazive și
corozive, iar la 22% sunt normale. În ceea ce privește procentul de impurităț i din fluidul extras,
acesta a crescut de la aproximativ 59% în anul 1963 la aproximativ 83% în anul 1980 și,
continuă să crească.
În ultimii ani, ca urmare a preocupărilor constante pentru crearea unor sisteme de extracție
care să corespundă înt r-o mai mare măsură parametrilor funcționali ai procesului de extracție a
petrolului , s-a impus utilizarea pompelor cu cavitate progresivă ( cu șurub /elicoidale ). Prima
pompă elicoidală din lume, a fost proiectată de către inginerul francez, René Moineau, în anul
1930, iar în anul 1936 firma americană Robbins & Myers a realizat și utilizat o astfel de pompă
pentru transportul țițeiului brut și al apei de zăcământ î n cadrul parcurilor petroliere. Deși forma
în care sunt realizate astăzi pompele cu șurub este o concepție relativ recentă, ele materializează
un principiu descoperit în Antichitate. Cu mai mult de 2200 de ani în urmă, matematicianul și
fizicianul grec Arh imede a gândit și a realizat o mașină capabilă să ridice apă, mașină ce a fost
numită șurubul lui Arhimede sau ridicătorul de apă. În timp ce rotorul se rotește, o cavitate este
formată între spirala acestuia și peretele tubului ce transportă lichidul de l a capătul de aspirație la
cel de refulare. [8]
Introducerea principiului cavității progresive (metoda Moyno – în literatura engleză), aplicat
la pompajul de adâncime, s -a realizat în anul 1984, evoluând astfel exploatarea zăcămintelor
complexe de petr ol și gaze.
Pe plan mondial există o ofertă majoră de echipament ce include pompe cu cavitate
progresivă, cu precădere din partea firmelor americane și canadiene, care au ca piață de desfacere
și în Europa, în țări ca Belgia, Anglia, Germania, etc. Principalele firme producătoare de pompe
elicoidale pe plan mondial sunt: ROBBINS MYERS, GEOLOGRAPH PIONEER și EASTMAN
TELECO din SUA, GRIFFIN și HIGHLAND/COROD din Canada, BORNEMANN și
NETZSCH din Germania, RODEMIP (EMIP) din Franța și GEREMIA din Brazili a. Piața de
desfacere americană este foarte bogată în oferte de programe specializate de calcul și optimizare

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
5
Ploie ști 2019 în proiectarea și exploatarea pompelor cu cavitate progresivă. În studiile americane s -a accentuat
necesitatea reducerii consumului energetic prin optimizarea perioadelor active de exploatare și
optimizarea echipamentului. [7]
Exploatarea sondelor de petrol cu pompe cu cavitate progresivă reprezintă o alternativă
viabilă pentru sistemele de extracție actuale din România, aceasta fiind o soluție eficientă de
recuperare a țițeiului în ultima fază de exploatare a sondelor, când conținutul de nisip crește
considerabil, aceste pompe având posibilitatea vehiculării fluidelor de mare vâscozitate. Pompele
elicoidale s -au dezvoltat într -o gama largă și sunt utilizate, pe lângă extracția petrolului și în
domenii precum petrochimia, indu stria celulozei și hârtiei, exploatarea minieră, agricultură,
industria alimentară, construcții, ca pompe de santină la vapoare, etc.
Pompele elicoidale necesită energie numai pentru ridicarea (liftarea) fluidului, nu și a
prăjinilor de pompare. Dato rită faptului că garnitura de prajini de pompare execută doar o
mișcare de rotație, prăjinile de pompare și tubingul nu sunt supuse la solicitări variabile ciclice,
ca în cazul pompajului clasic, cu prăjini. Pe măsură ce rotorul se învârte, datorită geomet riei sale,
precum și a statorului, se formează cavități ce permit deplasarea succesivă a fluidului prin ele, de
la aspirația pompei la re fularea în țevile de extracție.[7]
Sistemul de acționare facilitează schimbarea vitezei de rotație în funcție de variația debitului
produs de sondă. Astfel, viteza de rotație poate fi aleasă de așa natură, încât debitul pompei să fie
egal cu debitul maxim pe care poate să -l producă stratul, și care corespunde corelației de
funcționare strat -pompă.
Deoarece nu există pericolul blocării cu gaze (nu au supape care să se blocheze), pompele
elicoidale sunt ideale pentru eliminarea apei din sondele de extracție a gazelor naturale.
Analiza și controlul funcționării pompei elicoidale pot fi făcute numai pe baza datelor de
producție și a nivelului de lichid din spațiul inelar (măsurători acustice efectuate cu echipamentul
Echometer). Dinamometrele și diagramele de pompare nu pot fi utilizate.
Dacă viscozitatea fluidului este mare și acesta conține un procen t mare de nisip, trebuie
evitată oprirea instalației.
Principala cauză a scoaterii din funcțiune a pompelor de adâncime o constituie uzura
abrazivă însoțită de fenomene de coroziune a cuplurilor de piese cămașă – piston și bi elă-
scaun. Avariile pompelor de adâncime conduc la creșterea costului țițeiului extras datorită
costului operațiilor de înlocuire a pompelor, al pieselor de schimb, al reparațiilor și al
întreruperilor de producție. Datorită ace stor dezavantaje esențiale s -a ajuns la concluzia
înlocuirii instalațiilor de pompare cu plunjer, cu unități de pompare echipate cu pompe
cu cavitate progresivă. [8]

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
6
Ploie ști 2019 1.2. Principiul de funcționare și caracteristicile constructive ale pompelor cu
cavitate progresivă

Pompele elicoidale fac parte din categoria pompelor volumice cu mișcare de rotație.
Fenomenul de pompare la acest tip de pompe are loc prin variația de volum ce se desfășoară în
timpul unei rotații complet e a organelor de lucru ale pompei. Astfel, în prima jumătate a rotației
are loc creșterea volumului însoțită de scăderea presiunii sub valoarea presiunii atmosferice, ceea
ce are ca efect aspirația lichidului, iar în a doua jumătate a rotației are loc micș orarea volumului
și, deci, refularea lichidului în conducta de refulare. [15]
Datorită configurației geometrice a elementelor pompei, principiul de funcționare al pompei
este relativ simplu. Astfel, când rotorul este introdus în interiorul statorului, în pompă se
formează o serie de cavități identice, separate și etanșe. Atunci când rotorul se rotește în
interiorul s tatorului, aceste cavități se deplasează de la partea inferioară spre partea superioară a
pompei (de la aspirație la refulare), transportând fluidul produs de strat prin pompă și de aici mai
departe în sus prin țevi, realizând astfel acțiunea de pompare. [15]

Fig.1.1. Deplasarea lichidului de -a lungul rotorului [24]
Organele de lucru sunt rotoarele, având forme de “șuruburi” constând dintr -o spiră înfășurată
elicoidal pe un cilindru.
Din punct de vedere constructiv se disting următoarele tipuri de pompe elicoidale:
– pompe cu un singur șurub;
– pompe cu două șuruburi;
– pompe cu trei șuruburi;
– pompe cu șuruburi multiple.
Numărul de șuruburi determină caracteristica constructivă specifică a pompei și delimitează
domeniul performanțe lor hidraulice, astfel că zonele deservite de aceste pompe, în mod practic,
nu se suprapun.
La pompele cu mai mult de un șurub, acestea sunt dispuse paralel între ele, iar mișcarea de
rotație se transmite de la un șurub “conducător” la șuruburile “co nduse” , fie prin angrenare
directă, prin contactul spirelor șuruburilor, fie printr -un angrenaj de roți dințate situat la capetele
rotoarelor (în acest caz, spirele șuruburilor nu se află în contact).

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
7
Ploie ști 2019 O instalație de pompare, așa cum este cea prezen tată în fig. 1 .2, cuprinde echipamentul de
fund și echipamentul de suprafață.

Fig. 1.2 . Instalație de pompare cu pompă cu șurub: stator (stator); rotor (rotor); production tubing (tubing/țevi de
extracție); rod string (garnitură de prăjini de pompare); coupling/centralizer (centror); wellhead drive (cap de
antrenare); prime mover (motor electric); flowline (conductă de curgere)
Echipamentul de fund se compune din pompa elicoidală submersibilă, țevile de extracție și
prăjinile de pompare.
Principalele elemente component e ale pompei cu șurub sunt rotorul și statorul.

Fig. 1.3 . Elementele componente ale pompei elicoidale: 1 – rotor; 2 – stator; 3 – lanț de acționare;
4 – coloană de etanșare; 5 – pompă de aspirație și de refulare; 6 – lagăr monobloc cu alungirea liberă a axului
Rotorul este confecționat din oțel înalt aliat cromat s -au din oțel inoxidabil cu duritatea de
200-240 unități Brinel pentru a avea o bună comportare în cazul vehiculării unor fluide abrazive.
Din experimentele de șantier obținute până în momentul de față s -a constatat că la alegerea celor

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
8
Ploie ști 2019 mai bune ma teriale pentru construcția rotorului pompei trebuie să se țină cont de PH -ul fluidului
vehiculat s -au natura corozivă s -au abrazivă a fluidului din sondă. Dacă fluidul vehiculat are un
PH cuprins între 5 și 8 se poate utiliza un rotor din oțel aliat acoper it cu crom și durificat . În
schimb, da că PH -ul este sub valoarea de 5 se recomandă să se utilizeze un rotor fabricat din oțel
inoxidabil. [15]

Fig. 1.4. Rotorul unei pompe elicoidale

Trebuie avut în vedere că , în situa ția în care se utilizează un rotor din oțel inoxidabil ,
caracterizat și prin faptul că este mai moale în comparație cu oțelurile aliate, să se ia în
considerare natura particulelor abrazive și procentul de impurități în fluidul vehiculat. În condiții
grele , de abraziune și coroziun e, se utilizează un rotor căruia i s -a aplicat un tratament termic de
borurare , ce po ate avea o durată de funcționare , în șantier , de 3 până la 5 ori mai mare decât
rotorul cromat , pentru aceeași aplicație. Totuși rotorul din oțel aliat cromat, dur la exte rior, are
un cost mai mic și oferă o rezistență la uzură destul de bună. Rotorul poate fi ușor și ieftin
decromat și recromat dacă metalul de acoperire a fost deteriorat. [15]
Experiența a arătat că mărimea grosimii stratului de crom a permis mărirea duratei de
funcționare a rotorilor în medii de lucru abrazive și corozive. Uzura stratului de crom , de pe
suprafața rotorului pompei , conduce la scăderea accentuată a randamentului de funcționare al
pompei. La o pierdere din grosimea stratului de crom de numai 0,10 mm , de pe suprafața
rotorului, scăderea randamentului pompei este nesemnificativă și rotorul nu trebuie recromat. La
o uzură a stratului de crom cuprinsă între 0,16 mm și 0,20 mm , de pe suprafața rotorului,
conduc e, în majoritatea cazurilor , la recromarea rotorului ceea ce creează posibilitatea măririi
duratei de funcționare la majoritatea aplicațiilor. [18]
Lungimea rotorului este mai mare decât cea a statorului și p oate ajunge până la 6 m. Pe
întreaga lungime a rotorului sunt practicate canale elicoidale (“filet” exterior cu unul sau mai
multe începuturi). Când este practicat un singur canal elicoidal, rotorul este o elice simplă
(suprafața exterioară a rotorului est e o suprafață elicoidală simplă) cu secțiunea transversală
circulară și are un singur început. Atunci când sunt practicate două canale elicoidale rotorul este

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
9
Ploie ști 2019 o elice dublă (aria exterioară a rotorului este o suprafață elicoidală dublă) cu secțiunea
transv ersală formată din doi lobi și are două începuturi.
Rotorul se introduce și se fixează în stator cu ajutorul prăjinilor de pompare.
Datorită poziției excentrice a rotorului față de axa statorului, la rotire rotorul va executa o
mișcare de rostogolire pe suprafața statorului, iar spirele rotorului vor delimita volume închise
care se deplasează în lungul axului creând ceea ce se
numește “cavitate progresivă”.

Fig. 1.5 . Deplasarea cavităților în pompă

Observație. Mișcarea rotorului în intermediul statorului
este o combinație de două mișcări:
– o rotație în jurul propriei axe;
– o rotație în jurul axei statorului.
Poziția axei longitudinale a rotorului este excentrică față
de axa statorului cu distanța 2e. Așadar, aceste pompe se
încadrează la cele de tipul cu excentricitate.
Lungimea minimă necesară unei pompe pentru ca aceasta
să realizeze fenomenul de pompare este egală cu lungimea
unui pas. În acest caz, pompa este cu un singur etaj/treaptă,
fiecare pas suplimentar constituind un nou etaj. O rotație
completă a rotorului cre ează două cavități cu fluid. Când o
cavitate se deschide, simultan , cavitate a opusă se închide. [15]
Statorul este confecționat din oțel, sub formă de țeavă cu perete gros, în interiorul căreia este
vulcanizat un elastomer ce are practicat pe toată lungimea sa șanțuri elicoidale cu două sau mai
multe începuturi. Țeava din oțe l poate fi tratată prin nitrurare atunci când condițiile din sondă
impun acest lucru. Elastomerul cu care este căptușit statorul este format de regulă dintr -o singură
bucată. În interior, pe întreaga lungime a statorului sunt practicate canale elicoidale ( “filet”
interior cu două sau mai multe începuturi). Deci, condiția obligatorie este ca statorul să aibă un
canal în plus față de rotor. La partea inferioară statorul este prevăzut cu un opritor care are rolul
de a poziționa rotorul în stator (fereastra pom pei) și de a nu permite căderea rotorului în sondă în
cazul deșurubării sau ruperii garniturii de prăjini de pompare.
În practica de șantier , marii fabricanți de pompe cu cavități progresive , au testat o mare
varietate de elastomeri . Majoritatea elastomerilor utilizați au componenți de bază alcătuiți dintr -o

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
10
Ploie ști 2019 serie de acrilonitrili (ACN) , sub diferite concentrații , la care se adaugă o varietate de aditivi și
tratamente , în scopul măririi performanțelor caracteristice ale acestora.
Componenții de bază ai elastomerilor , fabricați astăzi în lume , conțin acrilonitrili în
concentrații scăzute, medii și ridicate , cum ar fi: Buna (N), High Nitriles (HN), Highly Saturated
Hydrogenated Nitriles (HSN) și câțiva componenți pe bază de flor -Vitons. Acești elastomeri
sunt limitați de greutatea specifică a țițeiului ( < 0,825 kgf/dm3 = 8,093 N/dm3), temperatură
(<1750 𝐶), concentrația în CO 2 (<15% în soluție), precum și de compatibilitatea acestora cu
tratamentele chimice utilizate în unele operații de stimulare. [15]
În tabelul 1.1 sunt prezentate tipurile de elastome ri și caracteristicile acestora utilizați de
Wheatherford, una dintre cele mai mari companii din lume , specializate în domeniul serviciilor
petroliere, ce oferă un portofoliu larg de servicii și produse, precum foraj, evaluare, echiparea
sondelor, producție și intervenții .
Cea mai bună metodă de testare a elastomerului și, care este practicată în întreaga lume, este
imersarea unor eșantioane din acesta în dif erite fluide și studierea comportării lui. Fiecare
constructor oferă diferiți elastomeri ce pot avea reacții diferite în aceleași c ondiții de șantier.
Majoritatea constructorilor utilizează componenți pe bază de nitrili menținând principalele
diferențe în conținutul de acrilonitril.

Tabelul 1.1 . Tipuri de elastomeri și caracteristicile acestora

Marea majoritate a firmelor construiesc pompe elicoidale la care rotorul este prevăzut cu un
singur canal elicoidal, deci cu un singur început, iar statorul este prevăzut cu două canale

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
11
Ploie ști 2019 elicoidale, deci cu două începuturi. La aceste pompe lungimea pasului statorului este dublă față
de lungimea pasului rotorului.

Fig. 1. 6. Componentele funcționale ale unei pompe cu ca vitate progresivă :1 – mantaua cilindrică a statorului;
2 – rotorul cu un început; 3 – căptușeala elastică cu două începuturi a statorului

În figura 1.7 . este prezentată geometria unui angrenaj elicoidal, o secțiune prin angrenajul
elicoidal, precum și elementele caracteristice.

Ansamblu Rotor Stator
Fig. 1.7. Secțiune prin pompa elicoidală: d – diametrul rotorului; p – pasul rotorului;
e – excentricitatea sau distanța dintre axa rotorului și axa statorului, respectiv distanța dintre axa rotorului și centrul
secțiunii circulare prin pompă
O caracteristică deosebit de importantă a pompelor cu cavitate progresivă ( cu șurub) o
reprezintă continuitatea debitului, care au un grad de neuniformitate foarte redus comparabil cu

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
12
Ploie ști 2019 celelalte pompe volumice. Aceasta se explică prin faptul că mișcarea de rotație a rotorului este
o mișcare continuă, cu viteză uniformă, de aceea lichidul cuprins în spațiul delimitat de spirele
șuruburilor și carcasa pompei înaintează cu aceeași viteză și spre deosebire de pompele cu
mișcare alternativă, debitarea are loc continuu, practic fără variații sesizabile.
O altă caracteristică importantă a acestor pompe o constituie lipsa organelor de distribuție –
supape, sertare – aici rolul separării și etanșării spațiului de refulare de cel de aspirație fiind
preluat de spirele șuruburilor și de jocul redus dintre acestea și carcasa pompei. Lipsa organelor
de distribuție contribuie de asemenea la uniformizarea debitului. [15]
Datorită construcției sale, pompa poate vehicula țiței ce conține particule solide în suspensie,
deoarece o particulă antrenată de spira rotorului, mult rotunjită, este apăsată de acesta pe
suprafața statorului, care, fiind din cauciuc sintetic, se deforme ază și o astupă, realizând
etanșarea și evitând uzura prin abraziune a rotorului. După depărtarea rotorului de stator, în zona
unde s -a interpus particula de nisip, aceasta cade sub propria greutate în cavitatea inferioară.
Etanșeitatea dintre spațiul de r efulare și cel de aspirație se realizează pe linia de contact dintre
rotor și stator, așa cum se arată în figura următoare :

Fig. 1.8 . Etanșare rotor – stator și reținerea particulei de nisip

1.2.1. Transmisii hidrodinamice utilizate în cadrul siste mului de acționare al
pompei cu cavitate progresivă

Exploatarea sondelor echipate cu pompe elicoidale implică o serie de cerințe ale sistemului
de acționare de la suprafață.
În cadrul acestui proiect se are în vedere montarea pe arborele motorului electric a unui
ambreiaj hidrodinamic în cadrul sistemului de acționare al pompei cu cavitate progresivă
destinată extracției petrolului. Ambreiajul hidrodinamic are rolul de a reali za o pornire mai

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
13
Ploie ști 2019 ușoară a sistemului, de a proteja motorul electric împotriva șocurilor și de a modifica simplu și
rapid caracteristica de lucru. [14]
În cazul sistemului de acționare electrohidraulic, m omentul de pornire se mărește realizând o
pornire lină și liniștită cu vârf de curent redus. Datorită prezenței ambreiajului hidrodinamic în
cadrul sistemului de acționare, are loc o mărire a duratei de funcționare a motorului electric.
Ambreiajul hidrodina mic are o construcție specială care asigură pornirea la grad mic de
umplere (sarcină mic ă la motor), gradul de umplere crescând treptat în timpul pornirii, când
datorită forței centrifuge, uleiul din rezervorul ambreiajului, trece prin orificiile acestuia, în
spațiul de lucru. În aceste condiții motorul electric pornește , practic, în gol, iar sistemul este pus
ulterior în mișcare cu accelerații mici. În aceste condiții, problema redeclanșării automate a
motoarelor după întreruper în funcționar (caz curent) este sensibil ușurat ă. [14]
Gradul de umplere al ambreiajului hidrodinamic trebuie ales astfel încât în timpul
funcționării acesta să nu depășească temperatura admisibilă de regim (80 …90 C). Protecția la
supraîncălzire este asigurată prin dopul fuzibil al ambreiajului hidrodinamic. Tot pe această cale
se asigură și protecția la gripări (ambreiajul hidrodinamic alunecă, dopul se topește datorită
încălzirii și lichidul de umplere este expulzat).
Transmiterea mișcării de la ambreiajul hidrodinamic la reduct orul de viteză se face prin
intermediul unei transmisii prin curele.

1.2.2. Influența adâncimii de fixare a pompei cu cavita te progresivă
asupra performan țelor acesteia

Pompa cu cavitate progresivă reprezintă ele mentul principal al instalației de pompare
deoarece de modul de funcționare al acesteia depinde, în cea mai mare parte , cantitatea de țiței
adusă la suprafață.
Printre componentele echipamentului introdus în sondă , pentru acționarea pompei cu cavitate
progresivă , sunt: garnitura de prăjini de antrenare și cuplajele , având rolul de transmitere a
mișcării. [16]
În corpul pompei , rotorul este legat de axul conducător prin două cuplaje cardanice și unul
universal. Cuplajele cardanice sunt necesare deoarece mișcarea axului conducăto r trebuie
transmisă la rotorul plasat excentric în stator. Legăturile cardanice sunt etanșe față de fluidul de
lucru și transmit momentul de torsiune și efortul axial funcție de presiunea de pompare.
Carcasa (statorul) pompei este protejată , la rotire , prin dispozitive speciale montate pe
manșoanele de legătură dintre conducte, aceasta în cazul în care se folosește un sistem de
conducere cu țeavă unică. Datorită excentricității rotorului față de stator , în timpul funcționării

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
14
Ploie ști 2019 pompei , apar vib rații. Pentru a diminua vibrațiile și pentru a centra pompa în interiorul instalației
sunt folosite mecanismele de centrare ale tubingului. De obicei , sunt instalate pe stator și pe
manșonul de legătură a tubingului, imediat după stator.

Fig. 1.9. Pompă cu cavitate progresivă
Presiunea maximă pe care o realizează pompa cu cavitate progresivă este determinată de
lungimea ansamblului rotor -stator . Cu cât lungimea acestui ansamblu este mai mare, cu atât
pierderile prin neetanșeități sunt mai reduse și presiunea este mai mare. [16]
Alegerea rațională a adâncimii de fixare a pompei (scufundarea sa în lichid) este deosebit de
importantă pentru exploatarea sondei din punct de vede re tehnico -economic. O adâncime de
fixare prea mică duce la creșterea conținutului de gaze în lichid, fenomen ce provoacă scăderea
performanțelor pompei, iar o adânci me prea mare presupune utilizarea unui număr suplimentar,
nejustificat de prăjini de antr enare. Din considerente legate de înlănțuirea prăjinilor de antrenare
se limitează rotația acestora la 550  660 rot/min pentru toate tipurile de pompe cu cavitate
progresivă. [8]
Adâncimea de lucru a pompei cu cavitate progresivă (elicoidală) depinde de: adâncimea
hidrostatică, de la suprafață până la nivelul fluidului; pierderea de presiune în tubing și de
presiunea de la suprafața sondei .
Performanțele pompelor elicoidale sunt următoarele:
− debitul acestora poate varia de la 0,3 la 9 00 m3/zi;
− înălțimea maximă de pompare este 3000 m;
− temperatura de lucru se află î n domeniul 60 – 120 °C, în cazul fluidelor curate (fără impurități
solide), respectiv de 40 – 90 °C, în cazul fluidelor cu impurități solide;
− rația apă – țiței poate ajunge până la 90 – 98 %;
− procentul de hidrogen sulfurat (H 2S) este cuprins î ntre 8 și 20 %;
− densitatea fluidelor vehiculate poate fi cuprinsă între 815 și 1030 kg/m3;

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
15
Ploie ști 2019 − consumul de energie electrică este mai mic cu 50 – 70 % decât în cazul pompelor clasice cu
piston, pentru aceleași condiț ii de pompare,
iar factorii care limitează aceste performanț e sunt:
− efortul maxim admisibil din pră jini (care limitează puterea transmisă la rotor );
− lungimea maximă a pompei din moti ve de execuție, atât pentru rotor, cât și pentru stator (până
la 6 m);
− turația maximă este limitată datorită solicitărilor care apar în prăjinile de pompare (maxim 500
rot/min);
− calitatea elastomerului din care este confecționat statorul pompei.

1.2.3. Studiul pierderilor de lichid care apar în cadrul
unei pompe elicoidale

Indiferent de strângerea obținută între stator și rotor există o pierdere de fluid la rotirea
șurubului, ca rezultat al diferențelor de presiune între două cavități succ esive. Această pierdere
de fluid este obținută prin executarea diametrului rotorului puțin mai mare decât diametrul
minim al statorului și, totodata, pierderile apar atât la pompele noi, cât și la cele uzate. Aceste
pierderi cresc odată cu diferențele de p resiune, între locul de admisie și cel de evacuare, deci
depind de adâncimea totală de lucru. Presiunea diferențială se însumează de la o cavitate la alta,
astfel încât înălțimea de pompare este proporțională cu numărul de cavități, respectiv cu numărul
de etaje. Pentru evitarea unei uzuri excesive a elastomerului se recomandă ca presiunea
diferențială să nu depășească 7 bar/etaj. [15]
O pompă cu mai multe etaje realizează presiuni mai mari, respectiv adâncimi mari de
pompare și debite mici, în timp ce o pompă de același diametru ș i de acee ași lungime cu cea
inițială, dar cu un număr mai mic de etaje (lungimea pasului mai mare), realizează presiuni mici,
respectiv adâncimi mici de pompare și debite mari.
În cadrul pompei elicoidale, care este o pompă volumică, presiunea este independentă de
viteză, aceasta putând genera presiuni mari chiar la viteze mici. Odată cu creșterea presiunii apar
pierderi volumice proporționale cu presiunea, iar debitul se reduce, acest lucru fiind arătat de
către firm ele constructoare în cadrul diagramelor de funcționare prezentate.
Pierderile volumice depind de:
− presiunea pe care o creează pompă (presiunea diferențială dintre cavități);
− numărul de etaje;
− gradul de comprimare al statorului datorită i ntroducerii rotorului și lucrului acestuia;
− vậscozitatea fluidelor vehiculate;

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
16
Ploie ști 2019 − temperatura la nivelul pompei.
La sondele la care fluidul pompat este o emulsie apă/țiței cu vâscozitate mare, se pot folosi
pompe cu cavitate progresivă cu o elast icitate mai mică a statorului, iar la sondele cu un procent
mare de apă unde avem emulsie țiței/apă cu o vâscozitate mică (aproape de vâscozitatea apei) se
vor folosi pompe cu elasticitate mare a statorului, care să asigure o bună etanșare a rotorului cu
statorul.
La pompele cu cavitate progresivă, temperatura de lucru este limitată de calitățile
elastomerului statorului. În general, pentru fluide neabrazive se lucrează până la temperauri de
până la 120 C, iar pentru fluide abrazive să nu se depășească temperatura de 90 C.
În cadrul pompei elicoidale, care este o pompă volumică, presiunea este independentă de
viteză, aceasta putând genera presiuni mari chiar la viteze mici. Odată cu creșterea presiunii apar
pierderi volumice proporțion ale cu presiunea, iar debitul se reduce, acest lucru fiind arătat de
către firmele constructoare în cadrul diagramelor de funcționare prezentate.
Pierderile de fluid duc la o scădere a eficacității randamentului pompei cu cavitate
progresivă, dar to todată o pierdere foarte mică de lichid, de maximum 2% din debitul pompat,
asigură o bună ungere a pompei. [15]
Pierderile de lichid pot fi reduse prin:
− creșterea vâscozității fluidului;
− ridicarea temperaturii la nivelul de pompare;
− mărirea elasticității rotorului.

1.3. Influența procesului tehnologic asupra sistemelor de extracție
Creșterea ponderii zăcămintelor situate la mare adâncime a condus la executarea
echipamentelor rezistente la presiuni și temperaturi mari, la medii de lucru agresive și la
diametre mici solicitate de coloanele de exploatare mici. Creșterea accentuată a procentului de
impu rități solide, având un puternic caracter coroziv și/sau abraziv, apariția masivă a coroziunii
cu hidrogen sulfurat (H 2S) și dioxid de carbon (CO 2), impune diversificarea constructivă și
calitativă a echipamentelor. [6]
Flexibilitatea instalațiilor la modificarea debitului sondelor, limitată la pompajul clasic se
poate realize, la noile sisteme de pompaj , prin modificarea turației cu ajutorul convertizoarelor
statice de frecvență sau prin utilizarea de motoare electrice cu mai multe perechi de poli.
Procesul tehnologic de extracție limitează utilizarea pe scară largă a pompajului de adâncime
prin cât eva dezavantaje:
− dificultăți generate de către prăjina de antrenare de la sondele deviate;
− dificultăți ce apar în pomp area fluidelor cu conținut mare de solide;

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
17
Ploie ști 2019 − limitarea adâncimii de extracție datorită rezistenței oțelului din care sunt confecționat e
prăjini le de pompare standardizate;
− dificultăți de amp lasare în mediul urban a unor sisteme cu volum mare și nivel ridicat de
zgomot;
− greutate și volum mare la exploaterea marină a petrolului;
− susceptibilitate la depunerile de parafină;
− hidro genu l sulfurat (H 2S) limitează adâncimea de fixare a pompei prin extracția volumelor
mari de fluid; [6]
Soluția care ar elimina o mare parte din aceste dezavantaje este utilizarea pompelo r cu
cavitate progresivă , recomandate la pomparea țițeiurilor vâscoase de la adân cimi mari, cu turații
reduse, care prezintă următoarele proprietăți:
− montaj rigid rotor -stator;
− gamă mică de diametre necesare sondelor în exploatare la adâncimi mari;
− lungimea pompei (presiunea maximă) nu reprezintă un factor de l imitare;
− rezistență la coroziune, abrauiune și exfoliere;
− nu apar depuneri, deoarece toată suprafața de contact a pompei este suprafața activă.
La pomparea fluidelor cu particu le solide în suspensie materialelor utilizate li se impun
rezistențe ridicate la coroziune, rezis teță la uzură abrazivă, deci au duritate mare pe suprafața de
lucru.
Rotorul pompei se recomandă a fi executat din oțel aliat cu durități de minimum 45HRC,
preferab il oțel inoxidabil rezistent la coroziune s au oțe luri aliate cu Cr -Ni sau Cr-Ni-Mo tratate
superficial prin cromare dură sau nitrurare ionică. În cazul cromării dure, ca ultimă operrație, se
recomandă a fi lustruirea. [6]
Statorul pompelor elicoidale se execută dintr -un material elastomer astf el încât la montaj să
se obțină o etanșare înt re cavitățile formate. În present, statorul pompei se execută din cauciucul
PT53. Statorii uzați nu mai pot fi recuperați, de aceea, elastomerul trebuie să fie rezistent la
coroziune și la acțiunea agenților chimici din fluidele pompate, iar pentru sondele puternic
corozive, rezistent la d ioxid de carbon (CO 2) și hidrogen sulfurat (H 2S). Ca material pentru
elastomer se mai utilizează: cauciucuri naturale, nitilice, cauiuc poliacrilic, polietilene de înaltă
densitate, poliuretan sau alt material cu propietăți specifice. Datorită vulcanizării la interiorul
unui tub de oțel sau din fontă cenușie, elastomerul trebuie să aibă o bună aderență la materialul
metalic al tubului. Statorul pompei cu cavitate progresivă se va turna dintr -o singură bucată.
Pentru asigurarea etanșeității inițiale se prevede execuția rotorului la o cotă diametrală cu
0,2…0,5 mm mai mare decât diametrul interior al statorului.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
18
Ploie ști 2019 Factorii care duc la creșterea puterii necesare antrenării sunt: vâscozitatea fluidului și
frecarea elementelor în mișcarea de rotație. [6]

1.4. Avantajele și dezavantajele utilizării pompelor elicoidale. Domenii de
aplicabilitate

Utilizarea pompelor elicoidale în extracția țițeiului prezintă următoarele avantaje:
− costuri de investiție mici;
− datorită compactității instalației costurile de instalare sunt reduse (se elimină fundația necesară
unităților de pompare cu balansier, asamblarea instalației făcându -se direct pe flanșa capului de
pompare);
− instalarea este mai rapidă și mult mai convenabilă decât la unitățile de pompare cu balansier;
− siguranță în funcționare (prin construcția sa, instalația are toate părțile în mișcare protejate,
neexistând pericolul accidentărilor);
− prezintă randament mare (construcția simplă a pompei cu cavitate progresivă produce o frecare
mică în cuplul rotor -stator, ducând la un randament mecanic ridicat );
− acest tip de pompe necesită energie numai pentru ridicarea (liftarea) fluidului, nu și a prăjinilor
de pompare;
− au o durată mare de funcț ionare (doi – trei ani de funcționare continuă );
− nu există pericolul blocării cu gaze (nu au supape care să se blocheze cu gaze);
− pompele cu cavitate progresivă sunt ideale pentru eliminarea apei din sondele de extracție a
gazelor naturale (deoarece nu se blocheză cu gaze) ;
− întreținerea lor este simplă (nefiind necesare procedee complicate sau scule și dispozitive
speciale);
− funcți onare silențioasă (datorită faptului că pompa debitează continuu, sarcina în instalația de
suprafață este constantă și prin construcția sa, cu reductor conic, nivelul de zgomot este redus);
− diminuează ruperile prăjinilor de pompare cauzate de greutatea lichidului;
− în funcție de fluidele produse de sondă se poate alege, la cerere, tipul de elastomer din care
este confecționat s tatorul astfel încât acesta să fie compat ibil cu fluidele ;
− debitul pompei poate fi ușor de ajustat;
− viteza de rotație poate fi alasă astfel încât debitul pompei să fie egal cu debitul maxim pe care
poate să -l producă stratul și care corespunde corelației de funcționare strat -pompă. Acest lucru
este posibil datorită sistemul ui de acționare care faciliteaz ă schimbarea vitezei de rotație în
funcție de variația debitului produs de sondă;
− sunt capabile să pompeze țiței care conține un procent însemnat de apă și gaze ;

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
19
Ploie ști 2019 − nu sunt sensibile la solidele existente în fluidele vehiculate;
− prezintă sensibilitat e mică la coroziune;
− au un debit continuu și constant datorită căruia nu apar pulsații în curgere și, astfel se reduce
posibilitatea depunerii parafinei și a solidelor;
− vehiculează fluide care au vậscozități ridicate;
− nu necesită cheltuieli mari pentru întreținere;
− consum ă puțină energie electrică;
− prăjinile de pompare sunt supuse la o solicitare constantă, fapt ce duce la o uzura mai mică a
prăjinilor de pompare și a țevilor de extracț ie, în comparație cu pompajul clasic, unde sunt
supuse l a solicită ri variabile ;
− pot fi utilizate cu succes în locul pompajului intermitent la son dele care produc cu debite mici,
asigur ându -se astfel o funcționare continuă a sondei ș i un debit mai mare ;
− pot fi utilizate pentru exploatările din zonele urban e, echipamentul de suprafață având
dimensiuni mult mai reduse decât cel utilizat în cazul pompajul ui clasic. [15]
Pe lângă aceste avantaje pompele elicoidale prezintă și câteva dezavantaje (nesemnificative) ,
cum ar fi:
− pentru analiza și controlul funcționării pompei dinamometrele și diagramele de pompare nu pot
fi utilizate. Acestea pot fi făcute numai pe baza datelor de producție și a nivelului de lichid din
spațiul inelar ;
− când viscozitatea fluidului este mare și acesta con ține un procent mare de nisip trebuie evitată
oprirea pompei ;
− prăjinile de pompare sunt solicitate atât la tracțiune cât și la torsiune.
Domeniul de utilizare al pompelor de extracție cu șurub este dat de următoarele caracteristici:
− înălțimea de pompare: 175…2000 m;
− debit: 0,5…240 m3/zi;
− conținutul de nisip în fluid: max.80 %;
− puterea necesară acționării: 0,5…40 kW;
– turația de lucru: 70…520 rot/min;
– sistemul de acționare: – motor electric;
– motor Diesel;
– motor cu gaze naturale.
În fig. 1.9 și fig. 1.10 se prezintă domeniul performanțelor, din documentațiile firmelor
producătoare de astfel de pompe cu cavitate progresivă.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
20
Ploie ști 2019
Turație (rot/min)
500

400

300

200

100

0 40 80 120 160 200
Debit (m3/zi)

Fig. 1.9 . Performanțele pompelor cu șurub de debit mare

Turație
(rot/min)

500

400

300

200

100

0 10 20 30 40 50 60
Debit (m3/zi)

Fig. 1.10 . Performanțele pompelor cu șurub de înaltă presiune

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
21
Ploie ști 2019
1.5. Factorii care influențează proiectarea și funcționarea
pompelor elicoidale

1. Viteza de rotație
Funcționarea instalației de pompare cu pompe cu cavitate progresivă este optimă doar atunci
cand nu se depășește debitul optim programat sau presiunea de liftare a pompei. Debitul pompei
elicoidale rezultă în funcție de viteza de rotație a garniturii de prăjini. Pentru a schimba debitul,
în sensul măririi sau micșorării lui, se modifică viteza de rotație a garniturii.
Viteza de rotație însă, influențează direct durata de funcționare a pompei. Astfel, dacă pentru
extragerea unui debit este aleas ă o pompă care trebuie să funcționeze cu o viteză de rotație mare
în locul alteia care pentru extragerea aceluiași debit ar putea funcționa cu o viteză de rotație
mică, atunci durata de funcționare a primei pompe va fi redusă. De aceea, se recomandă ca
pompa să producă debitul estimat a fi extras cu viteze de rotație cuprinse între 100 și 300
rot/min. [12]

2. Presiunea diferențială pe fiecare etaj
Se recomandă ca presiunea diferențială pe fiecare etaj să nu depășească 7 bar. Această
condiție este necesară din următoarele motive:
− se accentuează fenomenul de oboseală al elastomerului statorului, fapt ce conduce la avarierea
prematură a acestuia;
− se măresc pierderile de lichid în pompă (printre rotor și stator), ceea ce conduce la reducerea
debitulu i și a randamentului volumetric. Dacă pierderile de lichid în pompă ar fi nule sau
aproape nule randamentul volumetric va fi maxim și vom avea de -a face cu o funcționare uscată
a pompei, fapt care va conduce la creșterea puterii consumate și la scăderea duratei de
funcționare a pompei. De aceea, pentru a asigura o ungere corespunzătoare a rotorului în
interiorul statorului, pierderile de lichid în pompă t rebuie să fie de minim 5%. [12]

3. Vâscozitatea
În cazul țițeiurilor vâscoase există o pierdere însemnată de fluid la intrarea în prima cavitate,
fiind necesar un timp mare pentru umplerea întregii cavități. Dacă viteza de rotație a rotorului
este mare, cavitatea este parțial umplută cu fluid, rezultand un randament volumetric scăzut. Din
această cauză există o viteză de rotație critică asociată vâscozității fluidului vehiculat, la care este
obținut un randament volumetric maxim.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
22
Ploie ști 2019 În cazul ext racției unui fluid vâscos este de preferat să se aleagă o pompă care este capabilă să
pompeze fluide vâscoase la viteze mai mari decat viteza critică asociată vâscozității fluidului.

4. Particulele solide
În comparație cu pompele cu piston, p ompele elicoidale pot vehicula fluide cu impurități
solide mult mai eficient . Mișcarea de rotație a rotorului dur și neted , în interiorul statorului moale
si elastic , conduce la o toleranță foarte bună a pompei la nisip și particule abrazive. Orice
particulă de nisip prinsă între rotor și stator este presată în interiorul elastomerului elastic fără a
deteriora pompa, eliminand astfel orice problemă legată de griparea ș i uzura excesivă , așa cum
se întâmplă în cazul pompei cu piston.
Totuși, particulele solide prezente în fluidele extrase pot reduce durata de funcționare a
pompei prin uzura rotorului și a statorului atunci cand funcționarea este necorespunzătoare.
Abrazivitatea particulelor solide din fluidele extrase depinde de dimensiunea, forma, procentul
sau concentrația acestora, precum și de natura fluidului care le transportă. Pentru a micșora
efectele abraziunii pompa trebuie să lucreze la viteze cat mai mic i posibile. De asemenea,
presiunea trebuie să fie suficient de mare, astfel încat pompa să producă cu o eficiență
volumetrică mare și să antreneze o cantitate cat mai mică de solide. Antrenarea particulelor
solide în fluidele extrase poate fi redusă prin s căderea presiunii pe fiecare etaj (creșterea
numărului de etaje) sau printr -o comprimare adecvată între stator și rotor. [12]

5. Gazele
Prezența gazelor în fluidul aspirat conduce la pătrunderea unei cantități mai mici de fluid în
interiorul unei cavități, ceea ce are ca efect scăderea randamentului volumetric. Pentru a asigura
ungerea corespunzătoare a rotorului în interiorul statorului trebuie să avem o cantitate de fluid
sufucientă și astfel, pompa poate pompa gaze fără a cauza deteriorări majore. Lipsa unei
cantități adecvate de lichid poate conduce la funcționarea uscată a pompei care are ca efect
arderea elastomerului statorului. Pentru a preveni acest fenomen pompa trebuie să fie amplasată
sub zona de separare a gazelor. Spre deosebire de pompele cu piston, pompele elicoidale nu se
blochează cu gaze datorită lipsei supapelor. [12]

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
23
Ploie ști 2019
1.6. Proceduri de lucru și de întreținere ale pompelor cu cavitate progresivă

Pompa cu cavitate progresivă este una dintre pompele volumetrice care are abilitatea de a
vehicula o gamă largă de fluide, de la fluide simple ca apa până la amestecuri de lichide și fluide
vâscoase care sunt specifice acestui domeniu. Acest tip de pompă reprezinta o variantă mai nouă
a pom pelor care pot produce presiuni ce cauzează încălziri ale vaselor ori conductelor. Puterea
de transmitere (ax, bielă cuplară, joncțiuni sau rotor) a pompei poate fi supraîncărcată și, din
acest motiv, apare avarierea ori ruperea echipamentului. De asemeni , unele părți ale corpului
pompei, cu conexiunile lor, pot fi supraîncărcate și se distrug. Niciodată o pompă nu
funcționează cu supapa de aspirație sau de evacuare închise. [15]

Fig. 1.11. Construcția pompei cu cavitate progresivă : drain plug (dop de scurgere), stator (stator),
rotor (rotor), pump housing (carcasa pompei), O -ring (inel O -ring), bearing housing (rulment pentru carcasă ),
coupling rod (tijă de cuplare)

Proceduri de utilizare a pompelor cu cavita te progresivă folosite pentru prima dată
1. Pompa se alimentează cu lubrifiant; în cazul în care lubrifiantul prezintă vâscozitate
ridicată se umple doar pe jumătate, iar cealaltă jumătate se umple cu lichid. Amorsarea pompei
este vitală deoarece trebuie să asigure lubrifierea statorului.
2. Se alimentează c onducta de pe partea pompei de aspirație doar în sens antiorar .
3. Se alimentează corpul pompei.

Pornirea pompei cu cavitate progresive
Concepția pompelor elicoidale îndeplinește cu strictețe următoarele cerințe :
– niciodată o pompă nu funcționează fără lubrifiant ( deshidratat ă); d oar câteva rotaț ii și
statorul se distruge;
– supapele și orificiile de ventilare trebuie deschise înainte de punerea în funcțiune a pompei;

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
24
Ploie ști 2019 – verificarea direcției de rotație a pompei prin porniri scurte ale motorului acesteia .

Întreț inerea unei pompe elicoidale
Pentru a utiliza pompa în diferite aplicații este foarte important să se realizeze curățarea
acesteia. Acest lucru se poate realiza înainte de alimentarea pompei, în două moduri:
a. prin demontarea componentelor pompei și curățarea manuală a acestora folosind
detergenți corespunzători. În timpul reasamblării, piesele nu trebuie să intre în contact cu niciun
fel de impurități;
b. prin aplicarea metodei C.I.P. (curățarea locală – cleaning in place) . Această metodă poate
fi aplicată în următoarele condiții :
– când pompa este pusă în utilizare pentru prima dată;
– când compon entele de schimb sunt instalate în zona umedă a pompei;
– după utilizare, adică înainte ca pompa să intre în stare inactiv ă pentru un timp mai îndelungat;
– după un timp îndelungat de stare inactivă, înainte ca ea să fie repusă în funcțiune.
Multe companii au propria lor procedură de curățare a pompelor elicoidale, ce se potriveș te
pompelor respective. [15]

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
25
Ploie ști 2019
CAPITOLUL 2. DIMENSIONAREA ȘI DETERMINAREA
PARAMETRILOR FUNCȚIONALI AI POMPEI CU CAVITATE
PROGRESIVĂ PORNIND DE LA CARACTERISTICILE SONDEI

2.1. Caracteristici tehnice și de producție ale sondei

Alegerea optimă a pompei cu cavitate progresivă (elicoidală) pentru condițiile specifice
exploatării unei sonde se realizează în funcție de productivitatea sondei.
Ca date inițiale se consideră datele unei sonde din Schela de Producție Petr olieră Drăgășani,
în vederea exploatării cu pompe cu cavitate progresivă. Datele complete ale sondei sunt
următoarele:
– coloana de exploatare: interior = 6 in (137,9 mm);
– adâncimea de perforare: HPF = 800 m;
– producția cerută: Q = 50 m3/zi;
– product ivitatea sondei: k = 10 m3/zi;
– nivelul static al sondei: HS = 590 m;
– distanța rotor – cap de conducere: HRC = 800 m;
– densitatea țițeiului: F = 930 kg/m3;
– conținutul în apă: 70%;
– vâscozitatea țițeiului:  = 0,3 Pas;
– densitatea gazului: g = 700 kg/m3;
– presiunea în perforaturi: pPF = 22 bar;
– presiune a în coloana de exploatare: pCE = 2 bar;
– temperat ura la nivelul perforaturilor: tPF = 40 C.
Sonda este nedeviată.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
26
Ploie ști 2019
2.2. Alegerea echipamentului introdus în sondă
2.2.1. Alegerea țevilor de extracție

Țevile de extracție (TE) alcătuiesc coloana de țevi de extracție (C.TE). Ele sunt tipizate/
standardizate, astfel că formele constructive, dimensiunile, condițiile tehnice și clasele de
rezistență sunt reglementate în România de SR EN ISO 11960 care corespunde cu normele API,
Spec. 5CT.
Țevile de extracție se execută prin laminare. Cele realizate în România au capetele filetate cu
filete conice „rotunde” (cu baza și vârful rotunjit) sau cu filete de tipul Buttress sau Hydril și se
livrează cu câ te o mufă înfiletată la un capăt, în cazul țevilor de extracție cu mufă separată, cu
momentul de strângere prescris, la cerere. [4]

Fig. 2.1. Țevi de extracție cu mufă din corp, Fig. 2.2. Țevi de extracție cu mufă separată ,
depozitate pe rampă depozitate pe rampă

Din punct de vedere constructive, țevile de extracție sunt executate în două variante:
1) țevi de extracție cu mufă și capete neî ngroșate/ nerefulate (TEMCNÎ) ( cu simbolul CN, în
lb.rom., și NUE = „non -upset ends”, în lb.en.), care pot fi :
1.1) cu mufă, cu față de reazem normală (MFRN);
1.2) cu mufă, cu față de reazem specială (MFRS)/ mufă specială cu teșitură („special
bevel coupling”, în lb.en.) ;

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
27
Ploie ști 2019 2) țevi de extracție cu mufă și capete refulate/ îngroșate la exterior (TEMCÎ) ( cu simbolul CÎ, în
lb.rom., și EUE = „external -upset ends”, în lb.en.), care poat e fi:
2.1) cu mufă, cu față de reazem normală (MFRN) ;
2.2) cu mufă, cu față de reazem specială (MFRS)/ mufă specială cu teșitură („special
bevel coupling”, în lb.en.) ;
2.3) cu mufă, cu față de reazem specială, cu diametru redus [„reduced outside diameter
(OD)”, în lb.en.] (MFRSDR)/ mufă specială cu joc („special clearance coupling”, în lb.en.)
(mufă între CE și mufă TE).
Țevile de extracție ar putea fi reprezentate de un tronson, două sau chiar trei tronsoane.
Se aleg țevi de extracție cu capete îngroșate și mufă separată deoarece oferă o rezistență mai
mare față de cele cu capete neîngroșate. În figura 2.1 sunt reprezentate tipuri de țevi de extracție
cu capete îngroșate.

Fig. 2. 3. Țevi de extracție cu mufe și capete îngroșate (CÎ) (a):
cu mufe cu față de reazem normală (b), cu mufe cu față de reazem specială (c) și cu față de reazem specială, cu
diametru redus (d)

Țevile de extracție sunt confecționate într -o gamă dimensională prevazută de SR EN ISO
1196, diametrul nominal ( D ≡ DTE) fiind diametrul exterior:
DTE ≡ D e.TE ≡ D (2.1)
Țevile de extra cție standardizate în România se confecționează din oțeluri ce aparțin
acelorași clase de rezistență, ca și cele realizate conform API, Spec. 5CT: H -40, J -55, C -75, L –
80, N -80, C -90, C -95, T -95 și P -110. Mufele se execută din același material ca și țeava c u care se
asamblează.
În tabelul 2.1 se fac precizări cu privire la condițiile de lucru recomandate pentru clasele de
rezistență din care se confecționează țevile de extracție.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
28
Ploie ști 2019
Tabelul 2.1. Condițiile de lucru recomandate pentru clasele de
rezistență din care se confecționează țevile de extracție
Condiții de lucru Clasa de rezistență
normale; adâncime medie J-55
cu mediu coroziv salin, combinat cu H 2S și CO 2;
adâncime medie și mare C-75; C -90; C-95
cu mediu coroziv salin;
adâncime medie și mare N-80
normale; adâncime foarte mare P-110

Lungimea țevilor (lTE) de extracție este distanța de la capătul cepului la capătul mufei.
Țevile de extracție se execută cu lungimea în două intervale de măsuri:
 intervalul I, cu lTE ∈ [6,10 ; 7,32 ] ∙ m;
 intervalul II, cu lTE ∈ [8,53 ; 9,75 ] ∙ m.
În mod frecvent, se utilizează țevi de extracție din intervalul II, pentru care se poate
considera o lungime cu măsura medie de 9 m.
În timpul exploatării, țevile de extracție sunt supuse, în cadrul coloanei de țevi de extracție, la
următoarele solicitări:
1. tracțiune, datorită greutății proprii, a lichidului din coloana de țevi de extracție și a
greutății garniturii de prăjini de pompare rupte, corespunzătoare porțiunii de sub secțiunea ruptă;
2. întindere circumferențială și comprimare radială din cauza presiunii hidrostatice interioară
a coloanei de lichid din țevile de extracție;
3. comprimare circumferențială și radial din cauza presiunii exterioare a fluidului din spațiul
inelar dintre coloana de exploatare și coloana de țevi de extra cție;
4. torsiune, la înșurubarea îmbinărilor filetate;
5. încovoiere, în zonele de deviere a sondei;
6. compresiune axială, în partea inferioară a coloanei, datorită procesului de pompare, din
cauza căruia se poate produce flambajul;
7. întindere axială, din cauza dilatării produse de temperature de adâncime.
În cazul echipării unei sonde cu pompe cu cavitate progresivă, alegerea diametrului și a
tipului țevilor de extracție se ține seama și de recomandările producătorului de pompe cu cavitate
progresivă privind:
– debitul probabil al sondei;
– adâncimea de fixare a pompei;
– tipodimensiunea pompei cu cavitate progresivă (șurub).

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
29
Ploie ști 2019 Pentru sistemele de pompare cu pompă cu șurub se pot utiliza tipodimensiunile standardizate
ale țevilor de extracție utilizate în pompajul clasic. [4]
Astfel, în conformitate cu acestea, se aleg țev ile de extracție. În STAS 824 -88 sunt date
tipodimensiunile principale ale țevilor de extracție cu capete îngroșate la exterior. Se aleg țevile
de extracție, care au următoarele caracteristici (tabelul 2.2):
Tabelul 2.2. Caracteristicile dimensionale ale țevilor de extracție standardizate în România,
conform STAS 824 -88
Diametrul exterior (DTE),
in (mm) Grosimea de
perete ( t), mm Diametrul interior
(dTE), mm Masa calculată
(q), kg/m Diametrul mufei
(dm), mm
2⅞ (73) 5,51 62 9,68 93,2

2.2.2. Alegerea prăjinilor de pompare

Prăjinile de pompare (PP) (Sucker rods, în lb. en.) alcătuiesc garnitura de prăjini (G.PP), care
are rolul de a transmite mișcarea de la unitatea de antrenare, de la suprafață, la pompa de
adâncime și reprezintă elementul cu solicitările cele mai complexe.
Prăjinile de pompare sunt executate sub forma unor tije cilindrice, prevăzute la ambele
capete cu o îngroșare, un locaș pentru cheie, un umăr și un cep cu filet cilindric. Prăjinile de
pompare se livrează cu o mufă înșurubată la un capăt, conform f igurii 2.4.

Fig. 2.4. Prăjină de pompare asamblată la un capăt cu o mufă

Prăjinile de pompare se execută conform STAS 329 -88, care este în acord cu normele API,
Spec. 11B, din semifabicat rotund, obținut prin laminare. Pentru asigurarea unui fibraj bun ,
cepurile se refulează pe o mașină de forjat orizontală. După forjare, prăjinile de pompare se
supun unui tratament termic de normalizare și revenire. Îndreptarea prăjinilor de pompare se face
la cald sau la rece, după care se prelucrează capetele pe o mașină specializată. Prelucrarea
filetului se face prin rulare. Prăjinile de pompare fabricate la TENARIS se confecționează dintr –
un oțel din clasa de rezistență grad D, marca oțelului fiind 42MoCr11, conform STAS 791 -88,

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
30
Ploie ști 2019 care corespunde cu 42CrMo4 -2, conform SR EN 10027 -1. Compoziția chimică și caracteristicile
metalografice s unt pescrise de STAS 12565 -88. Caracteristicile mecanice ale acestuia, după
tratementul termic de normalizare și revenire, sunt prezentate în tabelul 2.3.
Tabelul 2.3. Caracteristicile mecanice ale oțelului grad D, după tratamentul termic

Clasa de
rezistență

Marca
oțelului Limita
minimă
de
curgere,
Rp0,2,
MPa Rezistența
de rupere
la
tracțiune,
Rm, MPa Alungirea
la rupere,
A, % Reziliența,
KCU2,
J/cm2 Duritatea
Brinell,
HB
min max
grad D 42CrMo4 -2 625 793÷965 10 59 235 285

Diametrul nominal al prăjinii de pompare este diametrul corpului/ tijei:
d ≡ dp (2.2)
Prăjinile de pompare se execută cu următoarele măsuri ale diametrului nominal :
dp ∈ {⅝; 3/4; ⅞; 1; 1 ⅛}∙ in.
Lungimea unei praji ni de pompare poate fi :
 normală, lP.n ∈ {25; 30} ∙ ft;
 scurtă, , lP.s ∈ {13/4; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 12 } ∙ ft.
Mufele care echipează prăjinile de pomparese realizează, de asemenea, în conformitate cu
STAS 327 -88 și, implicit, normele API, Spec. 11B. Din punct de vedere al diametrului filetului
de la ambele capete , mufele se execută în două tipuri:
 mufe simple , care au filet de același diametru la ambele capete;
 mufe de reducție, care au filete de diameter diferite la cele două capete.
Fiecare dintre cele două tipuri se realizează în două forme, din punct de vedere al diametrului
exterior:
 mufe cu diametr ul exterior normal;
 mufe cu diametrul exterior redus.
Mufele se execută din oțeluri din următoarele clase de rezistență: clasa T, clasa 3, clasa 4 și
clasa 5. Ele sunt supuse unui tratament de imbunătățire (pentru clasa T) sau de călire superficial
(pentru clasele 3, 4, 5).
Pentru evitarea degradării prin deformare sau lovire, prăjinile de pompare se transportă și
depozit ează amba late în stelaje sau legături, prevăzute cu distanțiere . Filetele și suprafețele
prelucrate de la capetele prăjinii se acoperă cu vaselina tehnică. Atât cepul prăjinii, cât și filetul
mufei atașate, se protejează cu protectoare, care pot fi îndepărtate prin tragere sau rotire.
În șantier, prăjinile de pom pare trebuie manevrate cu atenție, pentru a se evita deformarea
lor. [1]

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
31
Ploie ști 2019

Fig. 2.5. Depozitarea corectă a prăjinilor de pompare în stelaje și protejarea filetului cepului
și mufei cu protectoare din material plastic

În timpul exploatării, în sondă, prăjinile de pompare sunt supuse unor solicitări variabile de
tracțiune, încovoiere (în zonele deviate), compresiune în cazul gripării pompei de adâncime și în
zonele une iau naștere forțe de frecare mari cu coloana d e țevi de extracție (în porțiunile deviate
ale sondei) și, torsiune în cazul in care garnitura de prăjini de pompare este rotită de la suprafață
cu ajutorul dispozitivului de rotire (rotatorului). De asemenea, prăjinile de pompare sunt supuse
acțiunii coro zive și erosive a mediului hidraulic pompat și, uzurii abrasive, prin frecare cu
coloana de țevi de extracție. [1]
Ruperea corpului prăjinii de pompare, la distanțe diferite de capete, se produce datorită, în
primul rând, fenomenului de oboseală a ma terialului, din cauza solicitărilor variabile și, în al
doilea rând, datorită coroziunii fisurante, determinate de acțiunea mediului agresiv din sondă. De
asemenea, apar deșurubări și ruperi din cep și mufe, unde iau naștere tensiuni de tracțiune și de
torsiune, ruperi de mufe din cauza uzurii prin frecare cu țevile de extracție etc. [6]
Diametrul nominal al prăjinilor de pompare este impus de diametrul nominal al coloanei de
țevi de extracție și de adâncimea de fixare a pomp ei. Conform tabelului 2.9 din [5 ], pentru
antrenarea pompei cu cavitate progresivă, se aleg prăjinile de pompare din clasa de r ezistență D,
cu următoarele caracteristici:

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
32
Ploie ști 2019
Tabelul 2.4. Caracteristicile dimensionale ale prăjinilor de pompare și masa unitară ( m1.P) pentru prăjini cu
lungimea normală de 30 ft
Diametrul nominal, d ≡ dp, in (mm) 1 (25,4)
Tipul filetului P 1
Diametrul nominal al (filetului) cepului, BS, mm (in) 34,9 (1⅜)
Diametrul exterior al umărului, Df, mm 50,8
Dimensiunile locașului pentru cheie WS, mm 33,34
Wt, mm 38,10
Lungimea totală (prăjină și o mufă), lP, ft (mm) 1⅓; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 12; 25; 30
(410; 610; 910; 1220; 1830; 2440;
3050; 3660; 7620;9144)
Masa unitară (pentru lP = 30 ft), m1.P, kg/m 4,29

2.3. Determinarea presiunii necesare de pompare

Presiunea necesară de pompare se determină cu relația următoare:
pp =   g  Hp, (2.3)
în care:  este densitatea țițeiului , în [kg/m3]; g – accelerația gravitațială , în [m/s2]; Hp –
înălțimea de pompare , în [m].
Înălțimea de pompare se calculează cu relația:
Hp = Hs + Hd + hfr , (2.4)
unde : Hs reprezintă nivelul static, măsurat de la suprafață și corespunde debitului Q = 0, măsurat
în [m]; Hd –nivelul d inamic, măsurat de la suprafață și corespunde debitului , Q, al sondei și este
măsurat în [m]; hfr – nivelul pierderilor de presiune datorate frecării și rezistențelor locale la
mișcarea lichidului prin țevi , de la pompa cu șurub la suprafață , măsurate în [m].
Pentru diametrul interior al țevilor de extracție, d = 62 mm, se determină nivelul pierderilor
de presiune care a par pe o lungime de 100 m țeavă și are valoarea:
hfr = 1 m .
Astfel, înălțimea de pompare are valoarea:
Hp = 590 m + 50 m +1 m = 641 m,
iar presiunea necesară de pompare este:
pp = 930 kg/m3  9,81 m/s2  641 m = 58,480  105 Pa = 58,437 bar

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
33
Ploie ști 2019 2.4. Dimensionarea funcțională a pompei cu cavitate progresivă (cu șurub)

Pentru ca pompa cu cavitate progresivă să reziste la solicitări mecanice și pentru realizarea
tehnologică a elementelor componente ale acesteia, se vor utiliza materiale de execuție în
conformitate cu nivelul actual al firmelor producătoare de pompe cu cavitate progresivă (șurub).
Astfel, rotorul pompei se va executa din oțel aliat 42MoCr4 care, conform SR EN 10269, are
următoarele caracteristici mecanice:
– rezistența la rupere: Rm = 1080 N/mm2;
– limita de curgere: Rp0,2 = 880N/mm2;
– duritat ea: 217 HB;
– alungirea: Amin = 10%.
Suprafața de lucru a rotorului se va durifica prin cromare, obținându -se o duritate de
minimum 45HRC, după care suprafața se va și lustrui. [4]
Statorul se execută, în general, din cauci uc de diverse calități, fie cauciuc natural, fie cauciuc
sintetic de diverse durități. Statorul pompei cu cavitate progresivă se va executa din cauciucul
PT53. Turnarea cauciucului se va face pe o cămașă exterioară din oțel, dintr -o singură bucată.
Diametrul rotor ului p ompei cu cavitate progresivă , se determină utilizând următoarea relație:
DR = (1,03…1,35) ∙ (𝑄𝑝
ω𝑝)1
3 , (2.5)
în care: Qp este debitul realizat de pompa cu șurub , în [m3/zi]; p – viteza unghiu lară a rotorului
pompei , măsurată în [rad/s ].
Viteza unghiul ară a rotorului pompei se determină cu relația următoare:
ω𝑝=π ∙ 𝑛
30 , (2.6)
unde : n reprezintă turația rotorului pompei cu c avitate progresivă în [rot/min] .
Proiectarea pompei cu cavitate progresivă se va face pentru o turație maximă a rotorului :
n = 500 rot/min.
Se obține:
ω𝑝=π ∙ 500
30=52,359 rad/s .
Astfel, diametrul rotorului pompei cu cavitate progresivă are valoarea:
DR = 1,03 ∙ (50
86400 ∙ 52,359)1
3=0,023 m .
Pasul rotorului pompei cu cavitate pregresivă se calculează cu relația:
tR = a  DR, (2.7)
în care: a este o consta ntă geometrică a pompei elicoidale; se recomandă: a = 3,1…5. Se adoptă :
a = 3,1.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
34
Ploie ști 2019 Se obține:
tR = 3,1  0,023 m = 0,071 m .
Debitul teoretic realizat de pompa cu șurub se calculează cu o relație de forma următoare:
𝑄𝑡𝑛=𝑎∙𝑏∙𝐷𝑅3∙ω𝑝
2∙𝜋 , (2.8)
în care: b este o constantă geometrică a pompei elicoidale ; se recomandă: b = 0,38…0,72. Se
adoptă : b = 0,38.
Se obține d ebitul teoretic realizat de pompa cu șurub care are valoarea:
𝑄𝑡𝑛=3,1∙0,38∙ 0,0233∙52,359
2∙𝜋=0,119 ∙10−3 m3/s.
Rotorul va avea un profil elicoidal (șurub) cu un singur început, având unghiul de înclinare al
spirei 57…60.
Pentru excentricitatea rotirii rotorului în stator, se adoptă: e = 6 mm (max. 10 mm).
Lungimea rotorului cu cuplajul montat, se adoptă și are următoarea valoare:
LR = 5700 mm.
Statorul va avea de asemenea un profil elicoidal, dar cu două începuturi diametral opuse.
Pasul elicei statorului se calculează cu relația următoare:
ts = 2  tR  (2.9)
și se obține:
ts = 2  0,071 m = 0,142 m.
Diametrul exterior al pompe i cu cavitate progresivă este același cu cel al țevilor de extracție
și are valoarea:
DS = 2⅞ in = 73 mm.
Pentru acționarea pompei cu cavitate progresivă se folosesc prăjinile de pompare cu diametrul
dp = 25,4 mm (1 in) , care sunt introduse prin interiorul țevilor de extracție.
Debitul real realizat de pompa cu cavitate progresivă se calculează cu o relație de forma :
𝑄𝑝=𝑎∙𝑏∙𝐷𝑅3∙ω𝑝
2∙π∙𝑣 , (2.10)
unde : v este randamentul volumic al pompei cu cavitate progresivă.
Valorile recoman date ale randamentului volumic sunt: v = 0,75…0,85 . Se adoptă: v = 0,75.
Se obține debitul real al pompei elicoidale care are valoarea:
𝑄𝑝=3,1∙0,38∙0,0233∙52,359
2∙π∙0,75=0,089 ∙10−3m3/s .
Pentru DR = 0,023 m; v = 0,75 și n = (50÷500) rot/min, se obțin următoarele valori ale
debitului realizat în funcție de viteza unghiulară a pompei cu cavitate progresivă (tabelul 2.5).

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
35
Ploie ști 2019 Tab. 2.5 . Debitul real al pompei cu cavitate progresivă realizat în funcție de viteza unghiuară a rotorului
n [rot/min] 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
 [rad/s] 5,23 10,471 15,707 20,943 26,179 31,415 36,651 41,887 47,123 52,359
Q [m3/zi] 5,44 10,886 16,329 21,772 27,216 32,659 38,102 43,545 48,988 54,432

Se recomandă utilizarea unei pompe cu cavitate pregresivă (șurub) cu următoarele
caracteristici:
Stator: – lungime: LS = 5223 mm;
– filet 2⅞ in (73 mm) , conform API.
Rotor: – lungime cu cuplajul montat: LR = 5700 mm;
– filet 1⅜ in (34,925 mm) , conform API.
La funcționarea pompe i cu cavitate progresivă se observă că debitul realizat de aceasta este
funcție de viteza de antrenare a rotorului acesteia . Conform tabelului 2.5 . se observă că dacă
viteza crește, va cre ște și debitul real al pompei .

2.5. Calculu l puterii necesare pentru rotirea garniturii de prăjini

Puterea necesară antrenării pompei cu cavitate progresivă care au prevazut în sistemul de
acționare o transmisie hidrodinamică, va fi mai mică decât în cazul celor care nu au prevăzut în
sistemul de acționare o astfel de transmisie. Ambreiajul hidrodinamic asigură pornirea pompei cu
cavitate progresivă la accelerații mici inițial, după care acestea cresc pe măsură ce se modifică
gradul de umplere al ambreiajului, ajungând la funcționar ea de regim. [4]
Puterea necesară se calculează cu relația:
𝑃=𝑃𝐻
ℎ∙𝑣∙𝑡 , (2.11)
în care: PH reprezintă puterea hidraulică necesară pompei cu cavitate progresivă , în [W] ; h –
randamentul hidraulic al pompei cu cavitate progresivă; v – randamentul volumic al pompei; t
– randamentul transmisiilor pompei elicoidale .
Pentru a obține puterea necesară tr ebuie ținut cont de randamantul total al instalației,
 = ℎ∙𝑣∙𝑡 (2.12)
care se consideră  = 0,40…0,56. Se adoptă:  = 0,40.
Puterea hidraulică necesa ră pompei se calculează cu relația:
PH = p  Qp , (2.13)
în care: p este presiunea de evacuare a fluidului din pompă , în [Pa] ; Qp – debitul real al pompei
cu cavitate progresivă în [m3/s].

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
36
Ploie ști 2019 Presiunea de evacuare a fluidului din pompă se calculează ca o presiune hidrostatică , cu
relația deforma :
p = f  g  H, (2.14)
în care: f este densitatea fluidului extras , în [kg/m3]; H – înălțimea de pompare necesară
evacuării fluidului , în [m] .
Se obține :
p = 930 kg/m3 9,81 m/s2  800 m = 7298640 Pa.
Rezultă puterea hidraulică:
PH = 7298640 Pa  0,089 ∙10−3m3/s = 649,579 W.
Astfel, puterea necesară pentru rotirea garniturii de prăjini are valoarea:
P = 649 ,579 W
0,40 = 1623,947 W = 1,624 kW
Pentru calculul puterii necesare la suprafață a pompei , (PS), se va lua în considerare , pe lângă
puterea necesară pentru rotirea garniturii de prăjini calculată și , puterea consumată prin rotirea
garniturii în fluid. [12]
Puterea consumată pentru învingerea forțelor de frecare dintre garnitura de prăjini și fluidul
extras se exprimă astfel:
𝑃𝑓=𝜋
4∙𝑑𝑝2∙𝑑𝑇𝐸2∙μ∙𝐻
(𝑑𝑇𝐸
2)2
−(𝑑𝑝
2)2∙ω2 , (2.15)
în care: dp este diametrul no minal al prăjinilor de pompare , în [mm] ; dTE – diametrul interior al
țevilor de extracție, considerat constant , îm [mm] ;  – vâscozitatea dinamică a fluidului , în
[Pa∙s]; H – înălțimea ga rniturii de prăjini de pompare , în [m] ;  – viteza unghiulară a rotorului
pompei , în [m] .
Se obține:
𝑃𝑓=𝜋
4∙(0,0254 m)2∙(0,062 m)2∙0,3 Pa∙s∙800 m
(0,062 m
2)2
−(0,0254 m
2)2∙52,3592=159 ,963 W
Pf = 159,963 W = 0,159963 kW.
Pentru a lua în calcul și frecările dintre rotorul și statorul pompei și dintre g arnitura de prăjini
de pompare și țevile de extracție, puterea Pf se va majora cu 10%.
În concluzie, puterea necesară funcționării pompei , la suprafață, se calculează astfel:
PS = 1,1  Pf + P (2.16)
Astfel, rezultă :
PS = 1,1 0,159 kW + 1,624 kW = 1,799 kW.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
37
Ploie ști 2019 2.6. Alegerea motorului electric de acționare

Pentru acționarea unităților de pompare se folosesc:
 motoare electrice de curent alternativ, cu rotorul în scurtcircuit;
 motoare diesel, cu gaze de sondă.
În România, se utilizează acționarea cu motoare electrice de curent alternativ, cu rotoru l în
scurtcirciut. În Canada și SUA, se folosesc și motoare diesel cu gaze de sondă.
Alegerea tipului de motor cu caracteristica sa funcțională trebuie să țină cont de
particularitățile funcționale specifice ale instalației de pompare și prăjini de p ompare, și anume:
 sarcină variabilă, ciclică, determinată de forțe de natură mecanică, hidrostatică, hidro –
– dinamică, de fenomene dinamice, produse de neuniformitatea mișcării pe întregul ciclu de
pompare, de fenomene de deformație elastică, statică și dinamică, fenomene vibratorii și
suprasolicitări, în cazuri accidentale: șocuri (la ruperea prăjinilor de pompare) etc.
 durată mare de funcționare, cu opriri și porniri relativ rare;
 moment de inerție mare;
 condiții grele de pornire din cauza momentului d e inerție mare, ceea ce necesită un
moment de pornire mult mai mare decât în momentul de rotație cerut în timpul ciclului de
pompare;
 existența unui număr mare de instalații de pompare în fiecare unitate petroliferă pro –
– ductivă, cu consum energetic mare și perturbații ale rețelei de alimentare;
 funcționare în câmp deschis, cu variații mari de temperatură și intemperii;
 impunerea de condiții de protecție contra incendiilor și exploziilor.
Aceste particularități funcționale impun motorului de acț ionare următoarele cerințe:
 moment de pornire mare în raport cu momentul de f uncționare în condiții de regim
normal din timpul ciclului de pompare;
 caracteristică stabilă de funcționare;
 caracteristică funcțională suplă/flexibilă, cu preluarea variațiilor de sarcină prin
variații de turație în sens invers;
 capacitate de preluare a supraîncălzirilor de scurtă durată, fără deteriorări;
 demaraj lin;
 utilizarea rațională a puterii instalate;
 factor de putere mare;
 randament ridicat;
 capacitate de atenuare a oscilațiilor torsionale;

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
38
Ploie ști 2019  robustețe și simplitate constructivă, pentru a face față condițiilor de funcționare din
șantierele petrolifere;
 preț de cost redus;
 mentenanță simplă și necostisitoare;
 ușor de înlocuit și reparat.
Ultimele patru cerințe cons tituie avantaje importante ale motorului electric asincron, de
construcție normală, care l -au impus în practica de șantier a acționării unitaților de pompare, deși
acest tip de motor nu satisface majoritatea cerințelor enumerate mai sus. [12]
O soluț ie tehnică, principial diferită, care răspunde tuturor cerințelor prezentate, constă în
intercalarea unui ambreiaj hidrodinamic, în fluxul energetic dintre motorul electric și capul de
conducere. Motorul electric de antrenare pornește fără sarcină fi ind accelerat continuu,
concomitent cu creșterea sarcinii rezistente corespunzătoare caracteristicii ambreiajului pentru o
alunecare s = 100%.
Pentru antrenarea capului de conducere se utilizează un motor electric trifazat cu rotorul în
scurtcircuit din seria AE cu 4 poli și ns (turația de sincronism) = 1500 rot/min.
Se alege tipul motorului AE2 -180M -4, cu diametrul arborelui de ieșire, d = 35 mm și
momentul de inerție: Mi = 4,414 N m2 care, conform [1 3], are următoarele caracteristici (tabelul
2.6):
Tabelul 2.6. Parametrii motorului electric asincron de tipul AE2-180M -4
Tipul
motorului PN,
kW nN,
rot/min η,
% cos φ IN
(380 V),
A λMP =
MP/MN λIP =
IP/IN λMK =
MM/MN m,
kg
AE2-180M -4 17 1450 87 0,87 33 1,5 6 2,2 205

Notă: PN − puterea nolminală ; nN − turația nominală; η − randamentul motorului; cos φ −
factorul de putere ; IN − curentul nominal; λMP − coeficientul de suprasarcină la pornire (MP −
momentul la pornire; MN − momentul nominal) ; λIP − coeficientul de supracurent la pornire (IP −
curentul la pornire; IN − curent nominal) ; λMK − coeficientul de suprasarcină critică (MM −
momentul maxim;) ; m − masa motorului.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
39
Ploie ști 2019 2.7. Verificarea preliminară a rezistenței garniturii de prăjini de
pompare

Torsiunea reprezintă solicitarea cea mai restrictivă în utilizarea prăjinilor de pompare la
antrenarea pompelo r cu cavitate progresivă . Solicitarea maximă la torsiune apare la partea
superioară a g arniturii de prăjini, tensiunea tangențială, τ, având expresia:
τ=𝑀𝑡
𝑊𝑝 , (2.17)
în care: Mt este momentul de torsiune total , în [ N∙m]; Wp – modulul de rezistență polar , în [m3].
Momentul de torsiune total se calculează cu relația următoare:
𝑀𝑡=𝑃𝑆
ω , (2.18)
în care: PS reprezintă puterea necesară la suprafață a pompei , în [W] ; ω – viteza unghiulară a
rotorului pompei cu cavitate progresivă , în [rad/s] .
După înlocuire, rezultă:
𝑀𝑡=17000 W
52,359 rad/s=324 ,681 N∙m .
Modulul de rezistență polar, pentru secțiuni pline circulare, se calculează cu o relație de
forma următoare:
𝑊𝑝=𝜋∙𝑑𝑝3
16 , (2.19)
în care: dp este diametrul prăjinilor de pompare , în [mm] .
Se obține :
𝑊𝑝=𝜋∙(0,0254 m)3
16=3,217 ∙10−6m3.
Rezultă :
τ=324 ,681 ∙103
3,217 ∙10−6∙109=100 ,927 N/mm2
Condiția de rezistență care trebuie indeplinită este:
τ≤τ𝑎, (2.20)
în care: τ𝑎 este efortul tangențial admisibil , în [ N/mm2].
Efortul tangențial admisibil care, conform teoriei de rezistență a tensiunilor tange nțiele
maxime , se consideră:
τ𝑎=0,5∙σ𝑎, (2.21)
unde : σ𝑎 este rezistența admisibilă a ma terialului din care este confecționată prăjina de pompare ,
în [N/mm2].
Rezistența admisibilă a m aterialului prăjinii de pompare se calculează cu relația următoare:

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
40
Ploie ști 2019 𝜎𝑎=𝑅𝑚
1,6 , (2.22)
în care: Rm reprezintă rezistența la rupere a m aterialului din care sunt confecționate prăjinile de
pompare , în [ N/mm2].
Astfel, pentru prăjinile de grad D, cu Rm = 840 N/mm2, se obține:
𝜎𝑎=840 N/mm2
1,6=525 N/mm2.
Efortul tangențial admisibil se calculează cu relația (2.21) și se obține :
τ𝑎=0,5∙525N
mm2=262 ,5 N/mm2 .
Rezultă că:
τ=100 ,927 N/mm2≤τ𝑎=262 ,5 N/mm2 .
Valoarea coeficientului de siguranță trebuie să îndeplinească condiția:
𝑐𝑡=𝜏𝑎
𝜏≥𝑐𝑎=1,5 (2.23)
Se obține :
𝑐𝑡=262 ,5
100 ,927=2,6≥𝑐𝑎=1,5 .
Conform calculelor efectuat e rezultă că: garnitura de prăjini de pompare cu diametrul
dp = 1 in (25,4 mm) poate fi utilizată pentru antrenarea pompe i cu cavitate progresivă, amplasată
la adâncimea HPF = 800 m.
Antrenarea pompelo r cu cavitate progresivă , prin intermediul ga rniturii de prăjini de
pompare, necesi tă verificarea acestora la torsiune, solicitarea cea mai restrictivă. Dacă condiția
de verificare la torsiune nu este îndeplinită se va mări i diametrul prăjinilor de pompare. În cazul
de față condiția de verificare la torsi une este îndeplinită, deci diametrul prăjinilor de pompare a
fost ales corect.
Soluția constructivă pentru pomp a cu cavitate progresivă a fost aleasă în conformitate cu cele
existente actualmente în țara noastră. Astfel, s tatorul pompei se va executa dintr -un singu r
tronson, ceea ce va implica condiții speciale de turnare a cauciucului la presiuni înalte în
interiorul unui tub de oțel, iar rotorul acesteia s -a executat dintr -un oțel aliat care să reziste la
condițiile corozive existente în timpul extracției țițeiului. Înainte de cromarea dură a rotorului
pompei acesta se va lustrui foarte fin. După tratamentul termic duritatea r otorului va fi de
minimum 45HRC; în caz contrar rotorul nu va fi acceptat.
Alegerea pompei s -a făcut pentru o viteză maximă, iar în cazul în care debitul sondei se va
micșora, se va micșora și viteza pompei cu cavitate progresivă.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
41
Ploie ști 2019 Utilizarea acționării electrohidraulice la antrenare a pompei este o soluție avantajoasă,
satisfăcând cu bune rezultate condițiile de pornire ale sistemului. În ca zul unei blocări a pompei
cu șurub, sau a altor elemente din sistemul de antrenare, va apărea o alunecare între rotorul
pompă și rotorul turbină ale ambreiajului hidrodinamic, protejând astfel la șocuri motorul electric
de acționare.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
42
Ploie ști 2019
CAPITOLUL 3. SOLUȚII CONSTUCTIVE ȘI DE PROIECTARE
PENTRU ANTRENAREA DE LA SUPRAFAȚĂ CU AMBREIAJ
HIDRODINAMIC A POMPEI CU CAVITATE PROGRESIVĂ

3.1. Soluții constructive pentru echipamentul de suprafață

Fluxul de putere necesar antrenării în mișcare de rotație a pompelor cu cavitate progresivă
poate fi transmis în două moduri:
1. de la suprafață, cu ajutorul unui sistem de acționare, un cap de conducere și garnitura de
prăjini de pompare cupl ată cu rotorul pompei;
2. din sondă, cu motoare electrice submersibile prin intermediul a două cuplaje cardanice.
Acționarea cu motoare electrice submersibile, prin introducerea ansamblului motor electric –
filtru – pompă cu cavitate progresiv ă cu țevile de extracție , nu este o soluție fiabilă datorită
problemelor care apar în funcționarea motorului electric submersibil, alimentării acestuia cu
energie electrică de la suprafață, preluarea dificilă a momentului reactiv al statorului pompei și ,
în principal , datorită imposibilității realizării motoarelor electrice de putere mare la dimensiuni
atât de mici , impuse de coloana de exploatare a sondelor cu adâncimi de până la 2000 m.
Soluția optimă de antrenare a pompel or cu cavitate progresivă este antrenarea de la suprafață,
instalația de pompare echipată cu pomp ă cu cavitate progresivă în acest caz fiind compusă din:
 echipamentul de suprafață, alcătuit din:
– sistem de acționare;
– sistem de conducere.
 echipamentul din sondă, format din:
– pomp a cu cavitate progresivă ;
– garnitura de prăjini de pompare ;
– țevi de extracție;
– dispozitiv de blocare a rotirii statorului;
– filtru de gaze și nămol;
– stabilizatori.
Pomp a cu cavitate progresivă este compusă din două elemente principale : statorul pompei ,
care este o dublă elice interioară , realizată dintr -un ela stomer vulcanizat înăuntrul unui tub de
oțel, conectat la garnitura de țevi de extracție și , rotorul pompei , care este o singură spirală
elicoidală, cu secțiune rotundă din oțel placat cu crom, menținut și rotit în stator de garnitura de

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
43
Ploie ști 2019 prăjini de pompare la care este cuplat. Între elicele statorului și rotorului se formează cavitățile,
care înaintează obligând fluidul să se ridice datorit ă presiunii acumulate, proporțional cu viteza
de rotație a rotorului. [15]
Exploatarea sondelor de țiței cu pompe de extracți e cu cavitate progresivă necesită
proiectarea și realizarea echipamentului de suprafață compus din sistemul de acționare – motor
electric cu ambreiaj hidrodinamic și a sistemului (capului de conducere) de antrenare.
Soluția constructivă optimă a capului de antrenare se obți ne din necesitatea realizării
funcțiilor pe care trebuie să le îndeplinească. Aceste funcții constau în : rotirea garniturii de
prăjini în fluid și a rotorului pompei cu o anumită turație (maximum 500 rot/min) și preluarea
sarcinii axiale dată de greutatea ansamblului prăjini de antrenare – rotor – centrori, introdus în
sondă.
Echipamentul de suprafață cuprinde sistemul de acționare al prăjinilor de pompare, respectiv
al rotorului pompei, cuplajul dintre sistemul de acționare și capul de antrenare, cap ul de
antrenare și sistemul de susținere al întregului echipament de fund (capul de pompare). Soluțiile
constructive prezentate în continuare sunt cele existente atât în țara noastră , cât și pe plan
mondial. [6]
3.1.1. Sistemul de conducere

Sistemul de conducere, numit și cap de conducere sau cap de antrenare (fig. 3.1) , este instalat
direct pe platforma sondei și este o construcție mecanică ce trebuie să suporte greutatea
sistemului de acționare și să îndeplinească următoarele cerințe:
– să preia forța axială de la prăjinile de pompare (forță dată de greutatea prăjinilor, greutatea
lichidului și greutatea rotorului);
-să transmită mișcarea de rotație de la sistemul de acționare la prăjinile de pompare, respectiv
la rotorul p opei prin intermediul prăjinii lustruite;
-să etanșeze sistemul de acționare al fluidului extras.
Pentru prevenirea funcționării ca motor hidrostatic a pompei cu cavitate progresivă la rotirea
în sens invers datorită presiunii hidrostatice dată de coloana de fluid din sondă , când sistemul de
acționare este oprit din funcționare, capul de conducere ar e montat un sistem de frânare cu cuplaj
unisens de blocare a rotirii în sens invers . Astfel , se evită golirea sondei prin s căderea nivelului
de lich id, re ducând consumul energetic necesar umplerii coloanei de țevi de extracție cu fluid , la
repunerea în funcționare a pompei cu cavitate progresivă .
Etanșarea este realizată prin montarea arborelui de conducere într -o cutie de etanșare, izolată,
folosind opt inele de etanșare impregnate cu teflon, presiunea maximă din această cutie putând
atinge 6,5 bar (0,65 MPa). [8]

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
44
Ploie ști 2019
Fig. 3.1. Componentele capului de antrenare

În figura 3.2. sunt prezentate capetele de antrenare fabricate de firma Robbins –Myers. Prăjina
lustruită face legătura între arborele de ieșire al reductorului de turație și garnitura de prăjini de
pompare, trec ậnd prin cutia de etanșare. De asemenea, aceasta permite manevrarea pe verticală a
echipamentului de fund.
Dimensiunile de gabarit ale echipamentului de suprafață, în cazul folosirii sistemului de
pompare cu pompe cu cavitate progresivă, sunt mult mai mici față de dimensiunile de gabarit ale
echipamentului de suprafață în cazul pompajului clasic. De asemenea, unitatea d e suprafață nu
necesită echilibrare ca în cazul unităților cu bala nsier, unde nu se poate realiza o echilibrare
perfectă . [6]
Costurile de exploatare vor fi mai mici în cazul folosirii sistemului de pompare cu pompe cu
cavitate progresivă, deoarece funcționarea la viteze mari permite utilizarea unor angrenaje mai
mici pentru aceeași sarcină utilă, ceea ce conduce la forțe d e inerție mai mici și, deci, la pierderi
de energie reduse.
Aspectele prezentate mai sus precum si avantajele utilizării pompelor elicoidale fac ca acest
sistem de extracție să cunoască o dezvoltare din ce în ce mai mare.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
45
Ploie ști 2019

Fig. 3.2. Cap de conducere: A – filet ridicare arbore; B – locașuri fixare cap rotativ; C – drenaj baie de ulei;
D – cutie de etanșare; E – reductor de turație; F – frână; G – carcasă capăt arbore; H – rulment radial cu bile ;
I – rulment radial – axial cu role ; J – garnitură

Observație! Grupul DH 10, DH20 etc. reprezintă simbolul capului de conducere și înseamnă :
DH – drive head , (cap de conducere), iar grupul de cifre 10, 20 etc. reprezintă puterea maximă
transmisă de capul de antrenare, în [kW].

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
46
Ploie ști 2019 3.1.2. Sistemul de acționare

Sistemul de acționare este construcția mecanică ce transmite fluxul de putere de la motorul
electric, asigurând mișcarea de rotație a prăjinilor de pompare, respectiv a rotorului pompei.
Sistemele de acționare sunt compuse dintr -un motor electric, uneori termic sau hidraulic,
reductor de turație și cuplaj cu variator mecanic sau electronic de turație sau sisteme ce includ
transmisie prin curele sau lanț, deci valoare fixă a turației. De asemenea, în cadrul sistemului de
acționare poate exista, montat pe arborele motorului, un ambreiaj hidrodinamic.
Transmiterea mișcării de rotație la prăjinile de pompare se poate face cu viteză variabilă sau
cu viteză fixă, astfel că sistemele d e acționare pot fi cu viteză variabilă (fig. 3.1.a și 3.1.b) sau cu
viteză fixă (fig. 3.1.c și 3.1.d).

Fig. 3.3 . Sisteme de acționare a prăjinilor de pompare: cu turație variabilă (a – cu variator electronic de turație,
b – cu variator mecanic de turați e); cu turație fixă (c – cu transmisie prin curele , d – cu reductor de turațe)

Sistemul de acționare cu variator electronic de turație, introdus recent în exploatare datorită
electronicii aplicate, dă posibilitatea modificării frecvenței de lucru a motoarelor electrice
asincrone și, implicit, a turației cu convertizoare statice de frecvență.
În acest moment este cel mai performant variator, oferind o gamă largă de turații, de la zeci
de rotații pe minut până la turația nominală a motorului, asigurând și o pornire ușoară, fără șocuri
de curent în sistemul electric.
Dezavantajul acestui sistem constă în faptul că are un cost relativ ridicat, dar ca avantaje se
remarcă:

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
47
Ploie ști 2019 – posibilitatea acționării prin telecomandă ;
– stabilitate perfectă datorită modificării parametrilor electrici.
Sistemul cu variator mecanic de turație este cel mai răspandit și se caracterizează prin variații
de turație de la 1 la 6, de la 1 la 4 sau de la 1 la 3, realiz ậnd între 50 si 300 rot/min, la puteri de
până la 15 kW. Acest domeniu larg de valori perm ite posibilitatea optimizării productivității
sondei și adaptarea la schimbările ce apar în volumul producției.
Sistemele de acționare cu viteză fixă sunt rigide dar permit, totuși, schimbarea vitezei de
rotație în trepte de la 1 la 6 în funcție de d iametrul roților de antrenare. Acestea se utilizează la
sondele care lucrează în regim stabil de funcționare și se disting următoarele variante
constructive:
a) cu motor electric, roți pentru curele și curele de transmisie.
Schimbarea vitezei de rotație se realizează prin schimbarea diametrului roții de antrenare sau
prin înlocuirea motorului electric cu un alt motor cu turație diferită față de a celui existent.
Domeniul vitezelor de lucru este redus datorită posibilităților reduse de viteze ce se pot obține la
frecvența de 50 Hz a motoarelor electrice:
– 300 rot/min, la un motor cu 4 poli;
– 200 rot/min, la un motor cu 6 poli;
– 150 rot/min, la un motor cu 8 poli.
Avantajul acestei transmisii constă în faptul ca are u n cost scăzut, excepție făcând motorul
electric asincron cu 8 poli, care este relativ scump.
b) cu motor electric, reductor de turație, roți pentru curele și curele de transmisie.
În acest caz, schimbarea vitezei de rotație se realizează prin schimbarea diametrului roții de
antrenare, prin înlocuirea motorului electric cu un alt motor cu turație diferită față de a celui
existent sau prin schimbarea raportului de reducere al reductorului. Alt avantaj este echilibrul
perfect obținut la montarea a xială a reductorului pe capul de conducere.
c) cu motor electric și reductor de turație.
Prin transmisia fluxului de putere combinată cu transmisia prin curele și reductorul de turație,
se poate obține, practice, orice viteză unghiulară fixă de lucru, iar modificarea ei se poate face
modificând raportul de transmitere prin curele (șaiba motorului).
Practic, se pot utiliza sisteme de acționare combinate, cu transmisie fixă de lucru, prin curele
sau reductor mecanic de viteză și introducere a variatorului electronic – convertizorul static de
frecvență – pe circuitul electric al motorului electric de acționare. Aceasta dă posibilitatea
reducerii momentului de pornire.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
48
Ploie ști 2019 3.2. Sistemul de acționare electrohidraulic

În cazul sistemului de acționare cu motoare hidraulice mișcarea este transmisă la reductorul
de turație de către un motor hidraulic. Acesta este dispus într -o schemă de acționare care conține
o pompă hidraulică, un rezervor, un filtru, un dispozitiv de control al turației, ventile, manometre
etc. (fig. 3.4 .).

Fig. 3.4. Sistem de acționare hidraulic

Sistemul de acționare este prevăzut cu o valvă acționată termostatic ce permite pornirea pe
vreme rece fără să fie nevoie de încălzirea întregului sistem. Sistemul de acționare hidraulic este
preferat a se folosi în cazul extracției unor fluide cu vâscozitate mare, a unor fluide cu un
conținut mare de nisip și în special în c azul extracției țițeiurilor grele.
Utilizarea sistemului de acționare hidraulic prezintă următoarele avantaje:
– randamente mari;
– viteze variabile;
– protecție la rupere a prăjinilor de pompare și la momentul de întoarcere.
Acționarea pompelor cu cavitate progresivă cu motoare electrice , care au montat lateral un
ambreiaj hidrodinamic , prezintă avantajele introduse de transmisia hidrodinamică, alături de cele
pe care le prezintă sistemul folosit, dacă este cu turație fixă sau variabilă. Introducerea
ambreiajului hidrodinamic s -a făcut în concordanță cu cerințele impu se de tehnologia de
extracție a petrolului deoarece motorul electric nu are o caracteristică flexibilă. În cazul de față se
va folosi un ambreiaj hidrodinamic de tracțiune de constucție specială.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
49
Ploie ști 2019 Transmisia hidrodinamică realizează transmiterea energiei de l a motorul electric de antrenare
la utilizare prin intermediul energiei cinetice a lichidului.
În cazul acționării electrohidraulice se obține o caracteristică flexibilă, autoadaptabilă, care
duce la reducerea accelerațiilor și a vârfurilor solicitărilor dinamice. Pe de altă parte se
îmbunătățesc condițiile de pornire și se realizează o protecție la șocuri a elementelor sistemului
de acționare.
Dacă gradul de umplere al ambreiaju lui hidrodinamic este subunitar lichidul din transmisie
va fi centrifugat spre pereții exteriori, iar în interior se va forma un gol cu atât mai mare cu cât
gradul de umplere este mai mic. În caz contrar , lichidul are o mișcare haotică, producându -se
pierderi suplimentare de energie și deci o încălzire excesivă care scoate transmisia din funcțiune.
La umplere totală ambreiajul hidrodinamic poate să dezvolte un moment foarte mare (de
circa 6 ori mai mare decât mome ntul de regim). În funcție de gradul de umplere transmisia
hidrodinamică poate avea o caracteristică exterioară rigidă sau flexibilă după cum transmisia
hidrodinamică respectivă este rigidă sau flexibilă adică funcționează cu grade de umplere mai
mici sau mai mari. [1]
Pentru gradul de umpere maxim s -a constatat că , la variații mari ale momentului de torsiune
dezvoltat la arborele secundar, variația vitezei unghiulare a aceluiași arbore este mică. O astfel
de transmisie hidrodinamică este considerată r igidă. Particularitatea un ei astfel de transmisii
constă în capacitatea mare de supraîncărcare și reducerea posibilității de protejare a motorului de
acționare. Odată cu scăderea rigidității dinamice, aceasta conduce la creșterea flexibilității
grupulu i de acționare și în același timp mărirea posibilității de protejare a motorului de antrenare.
Pentru acționarea pompei cu cavitate progresivă s -a ales un motor electric trifazat cu rotorul în
scurtcircuit. Transmisia fluxului de putere de la motorul e lectric de a cționare la reductorul de
turație se va face printr -o transmisie prin curele. [7]
La ambreiajele hidrodinamice de tracțiune spațiul cuprins între rotoru l turbină și carcasa
exterioară, ce se rotește cu rotorul pompă , se mărește în așa măs ură încât se creează o cameră
suplimentară. Odată cu reducerea vitezei de rotire a rotorului turbină, viteza periferică medie a
lichidului din camera suplimentară se reduce, datorită forței centrifuge a lichidului , scăzând în
același timp și presiunea în această cameră. Sub influența diferenței de presiune o parte din
lichidul aflat în spațiul de lucru intră în camera suplimentară, reducând gradul de umplere a
spațiului de lucru. La o creștere a vitezei de rotație a rotorului turbină, deci la o valoare mai
mare a coeficientului de transmitere, l ichidul din camera suplimentară revine în spațiul de lucru
și astfel participă la transmiterea momentului de tors iune determinând o creștere a a cesteia.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
50
Ploie ști 2019 Spre deosebire de acționarea direct, în cazul de față , se constată că grupul de acționare are o
flexibilitate m ai mare ceea ce îi permite o ada ptare mai bună în cazul unor regimuri variabile de
sarcină.

3.3. Stabilirea formei constructive a capului de antrenare

Formele constructive ale capului de antrenare produse de diferite firme constructoare din
domeniu se diferențiază , în principal , după modul de dispunere al elementelor componente –
lagăr radial -axial principal, cutie de etanșare, reductor de viteză, lagăr radial s ecundar, arbore de
intrare vertical sau orizontal și , după modul de dispunere al elementelor corpului, variante de
execuție în construcție turnată sau construcție sudată.
Astfel, s e alege un cap de antrenare sudat, cu corp din profile sudate, reducto r conic de
turație , cutie de etanșare și cuplaj unisens p entru blocarea rotirii în sens i nvers a ansamblului
rotor -garnitură de prăjini de pompare .

3.4. Proiectarea transmisiei prin curele

Datorită avantajelor capacității portante superioare cu în cărcare redusă a arborilor se
utilizează transmisia prin curele trapezoidale în cazul sistemelor de acționare cu turație fixă de
lucru.
Transmisia prin curele trapezoidale face parte din lanțul cinematic al unității de pompare . Ea
realizează legătura dintre arborele roții conducătoare și arborele roții conduse (fig. 3.5) .
Alegerea transmisiei prin curele trapezoidale înseamnă determinarea tipo -dimensiunii de
curele, adică:
– raportului de transmitere ( it.c.t);
– tipului de curea trap ezoidală (clasică sau îngustă), cu profilul respectiv;
– măsurilor diametrelor primitive ale roților de curea ( Dp.1 și Dp.2);
– măsurii distanței dintre axe ( A);
– valorii unghiului dintre ramurile curelei ( γ);
– valorilor unghiurilor de înfășurare a curelei pe roata mică/ conducătoare ( β1) și pe roata
mare ( β2);
– măsurii lungimii primitive a curelei ( Lp);
– numărului de curele (z). [4]

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
51
Ploie ști 2019

Fig. 3.5 . Schema de calcul a mărimilor geometrice și cinematice ale transmisiei prin curele trapezoidale:
1 − viteza
unghiulară a roții conducătoare;
2 − viteza unghiulară a roții conduse;
21,pD − diametrele primitive ale roților de
curea;
 − unghiul dintre ramurile curelei;
N − unghiul de înfășurare a curelei pe roata 1, respectiv 2 ;
21,.rL −
lungimea primitivă a ramurii 1, respectiv 2;
21,.L − lungimea primitivă de înfășurare pe roata 1, respectiv 2; A –
distanța dintre axa roții 1, respectiv axa roții 2

Pentru raportul de transmitere al reductorului: ir = 2,82 se obține turația: n = 564 rot/min.
Se determină raportul de transmitere prin curele cu relația de definiție:
𝑖𝑐=𝑛𝑁
𝑛 , (3.1)
în care 𝑛𝑁 reprezintă turația nominală a motorului, iar n – turația determinată de raportul de
transmitere al reductorului.
Se obține:
𝑖𝑐=1450
564=2,571
Tipul curelei trapezoidale se alge în funcție de puterea de calcul de la arborele conducător
(P1.c) și de turația acestuia ( n1).
n1 ≡ nN = 1450 rot/min.
Puterea de calcul de la arborele conducător ( P1.c) se determină cu e xpresia :
P1.c = K ∙ PN , (3.2)
unde PN este puterea nominală a motorului, iar K – factorul de corecție a puterii. Acest factor se
obține cu expre sia :
K = K 1∙ K2∙ K3∙ K4∙ K5 , (3.3)

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
52
Ploie ști 2019 în care K1 este factorul de influență a mașinii antrenate; K2 − factorul de influență a mediului;
K3 − factorul de influență a duratei de utilizare a transmisiei; K4− factorul de influență a
unghiului de înfășurare; K5 – factorul de influență a tensionării curelei.
Se consideră o funcționare a unității de pompare fără șocuri, pentru care:
K1 = 1,40.
Se admite mediul cu um ezeală, pentru care :
K2 = 1,30.
Durata de funcționare a curelelor fiind 24 h/zi și alegând f/fmax = 0,4, , rezultă:
K3 = 1,32.
Considerând β1≅170°, se obține:
K4 = 1,02.
Datorită modului de montaj al motorului, se poate admite o tensionare (permanentă) cu
șuruburi, pentru care , rezultă:
K5 = 1,00.
Pentru condițiile precizate mai sus, se obține:
K = 1,40 ∙ 1,30 ∙ 1,32 ∙ 1,02 ∙ 1,00 = 2,45.
Atunci puterea de calcul este:
P1.c = 2,45 ∙ 17 kW = 41,62 kW.
Se preferă alegerea unei curele trapezoidale înguste deoareca transmi sia are un gabarit mai
mic decât al celei clasice și puterea tran smisă este mai mare.
Curelele trapezoidale înguste se execută conform STAS 7192 -83, au înălțimea relativă lp/h =
1,05 ÷ 1,10 și există tipurile: SPZ, SPA, SPB, (16 ×15) și SPC.
Tipul curelei trapez oidale înguste se alege , pe baza nomogramei din figura 3.6 .
Astfel, pentru n ≡ n1 = 1450 rot/min și Pc ≡ P1.c = 41,62 kW, din nomograma din fig. 3.6,
rezultă o curea trapezoidală îngustă de tipul SPB, cu Dp.1 = 140 ÷ 400 mm.
Se alege o măsură standardizată pentru Dp.1:
Dp.1 = 142 mm.
Diametrul primitiv al roții conduse se obține cu relația:
𝐷𝑝.2=𝑖𝑐∙𝐷𝑝.1, (3.4)
în care 𝑖𝑐 reprezintă raportul de transmitere prin curele și 𝐷𝑝.1- diametrul primitiv al roții
conduse.
Rezultă:
𝐷𝑝.2=2,571 ∙142 mm =365 ,082 mm.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
53
Ploie ști 2019 Se rotunjește la o măsură apropiată, respectiv sta ndardizată , adică:
Dp.2 = 365 mm.

Fig. 3.6 . Nomogramă pentru alegerea curelei trapezoidale înguste

Folosind măsurile obținute pentru Dp.1 și Dp.2, se recalculează raportul de transmitere al
transmisiei prin curele trapezoidale cu expresia:

2.1.
pp
cDDi (3.5)
Rezultă:
389,0365142ci
.
Se calculează turația roții conduse, cu ajutorul formulei:
n2 = 𝑖𝑐∙𝑛𝑁, (3.6)
și se obține:
n2 = 0,389 ∙ 1450 rot/min = 564,05 rot/min.
Distanța între axe ( A) se calculează relația :
A = [1,75; 2,00] ∙ (Dp.1 + Dp.2), (3.7 )
și rezultă:

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
54
Ploie ști 2019 A = 1,75 ∙ (142 + 365 ) ∙ mm = 887,25 mm.
Se alege măsura distanței dintre axele celor două roți ale transmisiei prin curele trapezoidale
ținând cont de poziția reductorului (pe rama de bază sau pe postament) și de poziția motorului:
A = 900 mm.
Unghiul dintre ramurile curelei se determină cu relația :

AD D.p .p
2arcsin21 2, (3.8)
Rezultă:
 246,149002142 365arcsin2
.

Se calculează unghiurile de înfășurare a curelei pe roata conducătoare și pe roata condusă cu
expresiile:
β1=180°−γ; (3.9)
β2=180°+γ, (3.10 )
și rezultă:
β1 = 180 °−14,246° = 165,754°;
β2 = 180 ° + 14,246° = 194,246°.
Lungimea p rimitivă a curelei se determină cu formula:
𝐿𝑝=2∙𝐴+𝜋∙𝐷𝑚+[(𝐷𝑝.2−𝐷𝑝.1)2
4∙𝐴] (3.11 )
și se obține :
𝐿𝑝=2∙900 +𝜋∙253 ,5+[(365 −142 )2
4∙900]=2610 ,207 mm.
Se definitivează măsura lui Lp, adoptând o măsură standardizată, co nform STAS 1164 -71:
Lp = Lp.STAS = 2650 mm.
Se recalculează distanța dintre axe cu formula a proximativă :
𝐴≅0,25∙{𝐿𝑝.𝑆𝑇𝐴𝑆 −𝜋
2∙(𝐷𝑝.1+𝐷𝑝.2)+√[𝐿𝑝.𝑆𝑇𝐴𝑆 −𝜋
2∙(𝐷𝑝.1+𝐷𝑝.2)]2
−2∙(𝐷𝑝.2−𝐷𝑝.1)2}
(3.12 )
și rezultă:
𝐴=0,25∙{2650 −𝜋
2∙(142 +365 )+√[42650 −𝜋
2∙(142 +365 )]2
−2∙(365 −142)2}
=919 ,797 mm .
A ≅ 920 mm.
Apoi, se recalculează 𝛾, β1, β2 cu formulele de mai sus, folosind măsura recalculată a lui A:

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
55
Ploie ști 2019
 922,139202142 365arcsin2;
β1 = 180 °−13,922 ° = 166,078°;
β2 = 180 ° + 13,922 ° = 193,922°.
Se calculează viteza periferică a curelei cu expresia:
𝑣=𝜋 ∙ 𝑛1
60∙𝐷𝑝.1, (3.13 )
și se obține :
𝑣=𝜋 ∙1450
60∙1
s∙142 ∙10−3 m=10,781 m/s.
Se verifică viteza perifică a curelei conform condiției:
v≤vM.ad , (3.14 )
unde vM.ad reprezintă viteza maximă admisibilă.
Se constată că:
v ≤ vM.ad = 40 m/s,
ceea ce înseamnă că se verifică inegalitatea ( 3.14).
Se calculează frecvența flexiunilor (încovoierilor) curelei la înfășurarea ei pe roțile
transmisiei, cu formula:

p.STASLvf3102, (3.15 )
unde [ v] = m/s, [ Lp.STAS ] = m, [ f] = Hz.
Rezultă:
Hz 137,8
m 10 2650sm10,781
1023-3
f
.

Se verifică îndeplinirea condiției:
f ≤ fad , (3.16 )
în care fad este frecvența admisibilă a flexiunilor curelei trapezoidale. Pentru fad se admit
măsurile : fad = 40 Hz, pentru curelele cu inserție în rețea și fad = 80 Hz, pentru curelele cu inserție
de șnur. Se alege curea cu inserție în rețea.

Se obține:
f = 8,137 Hz < fad = 40 Hz,
ceea ce înseamnă că este satisfăcută condiția ( 3.16), astfel .

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
56
Ploie ști 2019 Se calculează numărul preliminar de curele trapezoidale cu formula :

ccPcPz
Lf c.
01
0, (3.17 )
unde 𝑐𝑓 este coeficientul de funcționare, 𝑐𝐿− coficientul de lungime, 𝑐β− coeficientul de
înfășurare, iar 𝑃0− puterea nominală transmisă de o curea.
Conform STAS 1163 -71, se alege 𝑐𝑓= 1,7; din tabelul 5.68 (conform STAS 1163 -71), se
alege 𝑐𝐿 = 0,98; din tabelul 5.69 (conform STAS 1163 -71), se alege 𝑐β = 0,94 .
Măsura lui 𝑃0 se alege din tabelele 5.77 ÷ 5.81, în funcție de 𝐷𝑝.1, 𝑖𝑐 și n1:
𝑃0=8,5 kW.
Se obține:
691,30,94 0,98 8,5kW1,7 kW 17
0 z
.
Numărul definitv de curele se de termină cu relația :

zczz0, (3.18 )
în care 𝑐𝑧 este coeficientul numărului de curele.
În funcție de 𝑧0, se alege din , tabelul 5.82, valoarea 𝑐𝑧 = 0,9 5 și rezultă:
4 885,30,95691,3z
.

Forța utilă se calculează cu relația:
𝐹𝑢=𝑃1.𝑐
𝑣 (3.19)
Rezultă :
𝐹𝑢=17 kW
10,781 m/s=1,577 kN=1577 N.
Forța de întindere a curelei se calculează cu relația:
Fau = (0,5…2) ∙ Fu (3.20)
Rezultă:
Fau = 0,5 ∙ 1577 N = 788,5 N.
Reacțiunea pe arbori se calculează cu expresia următoare:
Ra = (1,5…2)  Fu (3.21)

Se obține:
Ra = 1,5  788,5 N = 1182, 75 N.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
57
Ploie ști 2019 Roțile pentru curele trapezoidale trebuie să fie bine centrate și echilibrate pe arbori, să se
asigure o aderență bună și să nu uzeze cureaua. Acestea se execută fie prin turnare, din fontă sau
aliaje din aluminiu, fie sub formă de construcție sudată .
Roțile de curea la care diametrul roții conducătoare ( 𝐷𝑝.1), respectiv diametrul roții conduse
(𝐷𝑝.2), depășește măsura de 200 mm ( 𝐷𝑝.1 ,𝐷𝑝.2>200 mm), se recomandă să fie executate cu
butuc și spițe. Forma constru ctivă este prezentată în fig. 3.7 .

Fig. 3.7 . Elementele geometrice ale roții de antrenare : d – diametrul arborelui; db – diametrul butucului;
D – diametrul roții; B – lățimea obezii; s – grosimea obezii; e – înălțimea nervurii de răcire;
Lb – lungimea butucului

Pentru roți de curea executate din fonță turnată, dimensiunile elementelor geometrice sunt
următoarele:
– diametrul butucului:
db = (1,8…2)  d, (3.22)
în care: d reprezintă diametrul arborelui.
Pentru roata de pe arborele reductorului (roata condusă) : d = 35 mm și rezultă :
db = 1,8  35 mm = 63 mm.
– lungimea butucului:
Lb = (1,5…2)  d . (3.23)

Se obține :
Lb = 1,5  35 mm = 52,5 mm.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
58
Ploie ști 2019 – grosimea obezii, se calculează cu relația:
s = 0,005  D + 3 mm, (3.24)
în care: D este diametrul roții de curea (diametrul roții conduse) .
Rezultă:
s = 0,005  365 mm + 3 mm = 4,825 mm.
Lățimea obezii calculată pentru o curea este:
B = 1,1  b + (10…15) mm, (3.25)
în care: b reprezintă lățimea curelei, b = 9 mm;
Se obține:
B = 1,1  9 mm + 10 mm = 19,9 mm.
Înălțimea nervurii de răcire se calculează cu relația următoare:
e = s + 0,02 ∙ B, (3.26)
unde: B reprezintă lățimea obezii.
Pentru z = 4 curele trapezoidale, lățimea obezii va fi:
B = 4 ∙ B (3.27)
Rezultă:
B = 4 ∙ 19,9 mm = 79,6 mm.
Se obține:
e = 4,825 mm + 0,02 ∙ 79,6 mm =6,417 mm
Numărul de spițe pentru roata condusă se calculează, cu relația:
𝑛𝑠=1
5∙√𝐷 (3.28)
și se obține:
𝑛𝑠=1
5∙√365 =3,821.
Se adoptă:
ns = 4.
Spițele se fac drepte, cu secțiune eliptică cu axa mare dispusă în planul diametral al roții de
curea.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
59
Ploie ști 2019 3.5. Alegerea cuplajului unisens

Pentru blocarea rotirii în sens invers a rotorului pompei cu cavitate progresivă ( cu șurub),
datorită posibilității funcționării ca motor hidrostatic sub acțiunea presiunii hidrostatice a
coloanei de fluid din tubing, se utilizează un cuplaj unisens de blocare la mers înapoi [3].
Cuplajul unisens permite mișcarea într -un singur sens, blocarea rotirii în sens invers
realizându -se prin fixarea cilindrului exterior de carcasa capului de antrenare. Legătura dintre
inelul rotitor interior și inelul exterior fix se realizează prin intermediul rolelor ca urmare a
formei de pană a s pațiului d intre cele două inele .
Pentru alegerea cuplajului unisens din gama de dimensiuni AL, este necesar calculul
momentului de torsiune preluat de inelul exterior.
Momentul dezvo ltat de motorul elicoidal, se calculează cu relația , care este:
𝑀𝑡=𝑧2
𝜋∙𝑉𝑡∙𝑝∙𝑚, (3.29)

în care: z2 este numărul de începuturi al rotorului, z2 = 1; p – presiunea din motor, în [bar]; Vt –
volumul total de lichid ce trece prin motor la o rotație completă, în [dm3]; m – randamentul
mecanic al sistemului motor elicoidal – transmisie, m = 0,85.
Volumul total de lichid ce trece prin motor la o rotație completă se calculează cu relația:
Vt = s  ts  z2  nt , (3.30)
în care: s reprezintă suprafața ecluzelor (supafața dintre stator și rotor); ts – pasul statorului,
ts = 142 mm; nt – numărul de pași de pe stator.
Suprafața ecluzelor se calculează cu relația următoare:
s =  ∙ e2 ∙ (2 ∙ z1 + 1) + 3 ∙  ∙ e ∙ (r1 – r2), (3.31)
în care: e reprezintă excentricitatea rotor – stator; r1 – raza cercului care generează epicicloida
capului dintelui; r2 – raza cercului ce generează hipocicloida piciorului dintelui.
Din condiția ca raza cercul ui care generează epicicloida capului dintelui r1, să fie egală cu
raza cercului ce generează hipocicloida piciorului dintelui r2, se obține:
s = 3 ∙  ∙ e2 (3.32)
Rezultă:
s = 3 ∙  ∙ (6 mm )2=339 ,292 mm2.
Numărul de pași de pe stator se calculează cu relația:
𝑛𝑡=𝐿𝑠
𝑡𝑠 , (3.33)
în care: Ls este lungimea statorului.
Se obține:

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
60
Ploie ști 2019 𝑛𝑡=5223
142=36,782 ≅37.
Rezultă :
Vt = 339,292 mm2  142 mm  1  37 = 1782640, 168 mm3 = 1,783  103 m3 = 1,783 dm3.
𝑀𝑡=1
𝜋∙1,783 ∙110 ∙0,85=53,066 daN ∙m.
Motoarele cu număr redus de începuturi la motor dezvoltă turații mari și momente mici de
torsiune.
Se alege cuplajul unisens AL40S2 -U2/3 cu următoarele caracteristici:
– Mt = 53 daN ∙ m (la suprasarcini de scurtă durată, momentul poate fi majorat de 2,5 ori);
– nmax = 1500 rot/min, pentru ungere cu ulei;
– n = 50%  nmax – pentru cazul ungerii cu unsoare consistentă.

3.6. Soluții de proiectare a sistemelor de antrenare cu viteză variabilă

Datorită productivit ății variabile în timp a sondei debitul optim de țiței extras , care menține
un nivel dinamic acceptabil în sondă , se determină practic, pe fiecare sondă aflată în funcționare.
Nivelul dinamic acceptabil se obține din condiția ca scăder ea colo anei de fluid din sondă să nu
producă o creștere a vitezei de curgere a fluidului din strat în sondă, cu aducerea masei de nisip
care poate duce la blocarea rotirii garniturii prin blocarea rotorului pompei cu cavitate
progresivă, cu consecințe asup ra garniturii de prăjini de pompare și a reductorului de turație . În
același timp sonda are o productivitate variabilă în timp și în funcție de densitatea și vâscozitatea
țițeiului , cât și în funcție de stadiul exploatării zăcământului respectiv. [4]
Modificarea debitului pompel or cu cavitate progresivă (elicoidale ) se poate face ușor , prin
modificarea turației motorului. La acționarea de la suprafață a pompelor cu cavitate progresivă
modific area vitezei în limitele 75…500 rot/min se face eficient util izând variatoare de turație cu
curele trapezoidale late. Ele pot trasmite puteri de până la 100 kW, având o gamă maximă de
reglaj egală cu 10.
De asemenea , pentru modificarea turației rotorului pompei cu cavitate progresivă ( cu șurub)
se pot utiliza roți de curea cu diametrul roții mari variabil. Astfel , în cazul de față s -a utilizat o
roată de curea monobloc cu două diametre, care se află montată pe arborele de intrare în
reductorul conic. Turațiile obținute la rotorul pompei cu cavitate progresivă sunt: 200 rot/min și
500 rot/min.
Pentru capul de antrenare al pompelor cu cavitate progresivă , în cazul utilizării variatoarelor
cu curele trapezoidale late , este necesară o transmisie cu puteri de maxi mum 17 kW și o gamă de

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
61
Ploie ști 2019 regaj de maximum 7. Soluția constructivă adoptată este un variator cu curele tra pezoidale late
simetrice. Avantajul acestei transmisii este că roțile de curea fiind construite din discuri
tronconice independente, permit obținerea unor diametre de înfășurare variabile, realizând
modificarea continuă a turației unei roți (roata condusă) , păstrând turația celeilalte roți constantă
(roata conducătoare fixată pe arborele motorului electric).
Elementul flexibil al acestei transmisii este o curea trapezoidală lată simetrică, conform
STAS 7503 -80 care asigură o gamă de reglaj mai mare, iar în scopul măririi flexibilității se
utilizează curele dințate din cauciuc pânzat.
Tensionarea curelei variatorului de viteză este o tensionare constantă prin intermediul unor
arcuri. Având ambele roți de diametru variabil, roata conducătoare real izează schimbarea
raportului de transmitere prin modificarea poziției axiale a discurilor componente, iar roata
condusă realizează tensionarea constantă a curelei. Pentru reducerea greutății transmisiilor se
recomandă execuția roților de curea (a discuri lor tronconice) din materiale ușoare, dar cu
rezistență mare la uzură și presiune de contact, pe plan mondial utilizându -se teflonul.
În soluția constructivă a sistemelor cu turație variabilă este necesar un aparat de măsurare a
turației arborelui co nducător al capului de antrenare introducând un tahogenerator pentru citirea
turației optime, respectiv indirect a debitului optim obținut de variatorul cu curele. Soluția
constructivă a sistemului de antrenare cu viteză variabilă poate conține și un ambre iaj
hidrodinamic montat pe arborele motorului electric.

3.7. Dispozitivul de preluare a momentului reactiv

Datorită principiului de funcționare a l pompeler cu cavitate progresivă, statorul transmite
coloanei țevilor de extracție un moment reactiv de rotație generat în tipul forajului ce poate fi
preluat la suprafață prin blocarea rotirii țevilor de extracție, în acest caz solicitând suplimentar ,
la torsiune , coloana.
Varianta optimă pentru a prelua acest moment este introducerea a unui a sau a două
dispozitive de blocare a rotirii, dispozitive de fund constituite special în acest sens, montate
imediat sub și deasupra pomp ei cu cavitate progresivă (fig. 3.8) . Acestea ajută la determeninarea
momentului de torsiune de reacție, prin măsurarea forț ei cu ajutorul unui traductor de forță și
pot fi livrate odată cu pompa cu cavitate progresivă de către producător .

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
62
Ploie ști 2019
Fig. 3.8. Schema de principiu a dispozitivului de preluare a momentului reactiv : 1 – ghidaj; 2 – corpul capului
hidraulic; 3 – cap hidraulic motor; 4 – șuruburi; 5 – stripper ; 6 – cap de coloană; 7 – sondă; 8 – ghidaj fix;
14 – reducție;15 – piuliță; 17 – prăjină de foraj; 18 – sapă de foraj; 19 – corpul superior al ghidajului 1

Dispozitivul de preluare a momentului reactiv la capul hidraulic motor, conform figurii de
mai sus, este alcătuit dintr -un ghidaj (1), de tip prăjină hexagonală sau pătrată, la exterior, fixat,
la partea lui superioară, de un corp (2), al unui cap hi draulic motor (3), prin intermediul unor
șuruburi (4). Acest ghidaj permite trecerea printr -un stripper (5), fixat de un cap (6) de coloană
al unei sonde (7). La partea sa superioară, stripper -ul (5) este prevăzut cu un ghidaj (8), fix,
profilat, la interi or, cu același profil ca și ghidajul (1), asigurând astfel prelua rea momentului
reactiv , ce apare în corpul capului hidraulic motor , din timpul lucrului și transmiterea acestuia la
capul de coloană al sondei. În interiorul ghidajului hexagonal este fixată o țeavă prevăzută, la
partea inferioară, cu o reducție (14), asigurată cu o piuliță (15). Această reducție (14) se
înfiletează într -o prăjină de foraj (17), ce intră în componența unei coloane de foraj, de care este

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
63
Ploie ști 2019 fixată o sapă (18).
În locul dispozitivului de preluare a momentului reactiv se pot utiliza ancorele mecanice
(ancorele cu pană) , actual construite pentru blocarea deplasărilor liniare ale tubingului la
deplasarea pompelor cu piston. Ancorele m ecanice se pot fixa prin rotire în sensul înșurubării
țevilor de extracție și pot fi utilizate până la adâncimi de 1500 – 2000 m, introduse la partea
inferioară , imediat sub pompă. [15]
Ancorele cu pană sunt produse într -o gamă largă, iar elementele componente tipice ale unei
ancore cu pană sunt: o bucșă conică cu filet intern și două pane ținute de colier. Conul este
înșurubat pe capătul filetat al tijei ancorei și întregul ansamblu este introdus în foraj. Odată ce
ansamblul este montat, prin tragere bruscă se va produce instalarea ancorei. Prin strângerea tijei
se va forța și mai mult conu l, astfel mărindu -se capacitatea ancorei. Aceste ancore, tip pană sunt
eficiente în roca tare, dar nu și în roca foarte fisurată sau în roca moale, din cauza deformării și
cedării rocii la contactul cu panele.

Fig. 3.9. Ancoră mecanică tip pană

Celălalt capăt este fix sau filetat, prevăzut cu piuliță. Se prevede, de asemenea, o plăcuță
pentru distribuirea încărcării pe suprafața rocii. Mai este necesară și o șaibă care să permită
strângerea având în vedere faptul că de cele mai multe ori ti ja nu este perpendiculară pe fața
rocii. În general, filetul trebuie să fie cât mai brut (mai degrabă rulat decât prelucrat prin
aschiere). Un filet fin poate fi foarte ușor deteriorat și poate cauza probleme de instalare în
mediul subteran. Filetul prelucrat prin așchiere slăbeșt e tija și, de obicei aceasta cedeaza în

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
64
Ploie ști 2019 dreptul piuliței. În schimb tijele prelucrate prin roluire sunt mult mai scumpe, iar prețul lor
ridicat le limitează aplicarea în cazurile în care sunt necesare tije de mare duritate.
Sculele pentru blocare a rotirii graniturii prezintă următoarele avantaje :
– împiedică rotirea tubingului;
– elimină blocarea la torsionare a tubingului de la suprafață;
– sporește durabilitatea în ex ploatare a tubingului de 6 până la 10 ori;
– instalare și desprindere foarte sim plă;
– sunt impermeabile la nisip;
– au durabilitate ridicată;
– crește eficiența pompei cu cavitate progresivă.

3.8. Mecanica ambreiajului hidrodinamic

Pentru realizarea unei porniri ușoare a sistemului s -a introdus în transmisia fluxului de
putere, motor -transmisie prin curele, un ambreiaj hidrodinamic.
Principalele proprietăți ale ambreiajelor hidrodinamice în timpul funcționării sunt:
1. independența în mișcare a arborelui primar și a celui secundar. Arborele secundar poate fi
în repaus în timp ce arborele primar se rotește, sau există o diferență de viteză unghiulară. Totuși,
viteza unghiulară a arborelui secundar trebuie să fie mai mică decât viteza unghiulară a arborelui
primar cu 2 – 4%;
2. asigură o pornire și un demaraj al pompelor cu cavitate progresivă foarte lin;
3. lipsesc suprafețele de frecare și , ca urmare , organele principale nu se uzează ;
4. transmit mișcarea fără zgomot (au o funcționare silențioasă) ;
5. reduc oscilațiile torsionale;
6. au un randament foarte ridicat (  = 0,96…0,98) ;
7. sunt sigur e și stabil e în funcționare;
8. prezintă simpli tate în comandă ș i automatizare la distanță.
Ținând seama de cele enumerate mai sus ambreiajele hidrodinamice îndeplinesc următoarele
funcțiuni în cadrul sistemului: reglarea vitezei unghiulare a arborelui secundar în condițiile în
care viteza unghiulară a motorului electric este constantă; pornire lină a sistemului.
Ambreiajul hidrodinamic (fig. 3.10) es te format dintr -o pompă și o turbină legate între ele și
așezate într -o carcasă comună. Pompa este alcătuită dintr -un rotor cu palete, legat de arborele
motor, care este arborele de intrare, iar turbina dintr -un alt rotor cu palete, fixat de arborele de
ieșire . Cele două rotoare așezate față în față, în zona paletelor formează un spațiu toroidal numit

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
65
Ploie ști 2019 zonă de lucru. Ambele rotoare au, de regulă, palete plane așe zate radial. Spațiul toroidal din zona
paletelor este umplut, în proportie de 85%, cu lichid (in general, se folosește un ulei mineral
pentru turbine).

Fig. 3.10. Schema constructivă a ambreiajului hidrodinamic

În momentul în care motorul începe să funcționeze va antrena ș i rotorul – pompa, iar uleiul
care se găseste între paletele sale, sub acțiunea forței centrifuge, este împins către periferie și
obligat să circule, adică uleiul va trece din rotorul – pompă î n rotorul – turbină. La ieș irea din
rotorul – pompă și intrarea î n rotorul – turbină, o particula de ulei are o viteză rezultată compusă
din viteza relativă (cu care uleiul circulă din rotorul – pompă înspre rotorul turbinei) și din viteza
tangenț iala datora tă rotației pompei î n jurul axei prop rii.[14]
La demarare, când sistemul încă nu funcționează, turaț ia rotorului – turbină este zero. În acest
timp, particulele de ulei, care ies din rotorul – pompă, lovind paletele nemiș cate ale rotorului –
turbină , vor exercita as upra acestora (particulelor) o presiune care dă naș tere unui moment la
arborele rotorului – turbină . Când valoarea momentului la arborele rotorului – turbină a deve nit
suficient de mare pentru a învinge rezistenț a la demaraj, roto rul – turbină începe să se roteasc ă,
iar particulele aflate î n compartimen tele lui vor fi supuse unor forțe centrifuge, care tind să
împiedice circulația lor.
La o viteză unghiulară a rotorului – turbină egală cu a roto rului – pompă particulele nu vor
mai circula deoarece cele două forț e centrifuge dezvoltate vor fi egale. Particulele vor trece din
rotorul – pompă î n rotorul – turbină numai în cazul î n care rotorul – turbina se va roti mai încet
decat rotorul -pompă . Prin urma re, trans miterea momentului este posibilă numai dacă se produce
o întâ rziere a rotorului – turbină fata de rotorul – pompă .

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
66
Ploie ști 2019 În zona paletelor pompei lichidul înmaganizează energia cinetică, iar în zona turbinei
cedează această energie turbinei. Lic hidul recirculat constituie astfel, agentul de transmitere a
mișcării de rotație.

3.9. Alegerea ambreiajului hidrodinamic

Rotorul pompei ambreiajului hidrodinamic trebuie să preia întreaga putere pe care o
transmite motorul și să asigure independența condițiilor de funcționare a motorului electric la
rotorul turbinei. Puterea preluată de la motorul electric este cedată de pompă lichidului de lucru,
iar acesta o transmite turbinei.
Puterea pompei ambreiajului hidrodinamic este dată de relația următoare:
PP = P ME, (3.34)
în care: PME reprezintă puterea motorului electric.
Alegerea tipodimensiunii, se face pe baza di agramei P = f (n ). Astfel, s -a ales un ambreiaj de
tipul CH 370 ML (ce are montat lateral o fuli e pentru transmiterea prin curele). Caracteristicile
ambreiajului sunt prezentate în tab elul 3 .1:
Tab. 3 .1. Caracteristicile constructive ale ambreuajului CH 370ML
Tipul Dimensiuni [mm] Masa
[kg] d A D1 D2
CH 370ML 56 279 470 180 50,7

Ambreiajul CH 370ML est e reprezentat în fig. 3.11. și este alcătuit din pompa (1), care este
corp comun cu carcasa (2). Aceasta împreună cu flan șa (8) destinată cuplării de sursă de mișcare,
alcătuiește o cameră de temporizare (7), care constituie un tampon pentru lichidul de lucru ,
realizând la pornire , grade diferite de umplere a volumului de lucru. Carcasa este prevăzută cu
nervuri de răcire. Turbina (3) face corp comun cu arborele tubular de ieșire (6). Între acest arbore
și pompă, respectiv carcasă, există rulmenții (10) și inelele de etanșare tip Simmerring (9).
Umplerea se fac e prin dopul (4) practicat în car casă, iar dopul fuzibil (5) se topește la depășirea
temperaturii de supraî ncălzire permi țând ieșirea lichidului de lucru și întrerupând astfel
transmiterea mișcării în regim de suprasolicitare. [14]

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
67
Ploie ști 2019
Fig. 3.11. Forma constructivă a ambreiajului hidrodinamic CH 370ML : 1 – pompă; 2 – carcasă; 3 – turbină;
4 – dop; 5 – dop fuzibil; 6 – arborele de ieșire; 7 – cameră de temporizare; 8 – flanșă;
9 – inelele de etanșare tip Simmerring; 10 – rulmenți

Pentru umplerea ambreiajului hidrodinamic se folosește uleiul pentru transmisii automat e
TA5W, care are următoarele caracteristici:
– densitate la 15 C: 15C = 887 kg/m3;
– punct de congelare: tc = – 30C;
– punct de imflamabilitate: ti = 175C;
– vâscozitatea la 50 C:  50C = 20,2 cSt;
– vâscozitatea la 98 C:  98C = 23,8 cSt;
– indice de vâscozitate: IVE = 120.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
68
Ploie ști 2019 3.10. Analiza comparativă a performanțelor funcționale și constructive
ale pompelor de extracție

Pentru sondele ce exploatează zăcăminte inundate s -a demonstrat că pompa cu cavitate
progresivă asigura o eficiență ridicată și utilizează mai puțină energie electrică decât pompa
acționată cu unități de pompare cu balansier și decât pompa centrifuga lă sumersibilă. Lucrul
acesta este susținut și de numărul mare de sonde la care a fost schimbat sistemul de pompare
existent pentru a fi introdus cel cu pompă cu cavitate progresivă.
Principalele avantaje care au condus la înlocuirea instalațiilor de pompare cu plunjer și a
instalațiilor cu pompe centrifuge submersibile cu unități de pompare echipate cu pompe cu
cavitate progresivă ( cu șurub /elicoidale ) pot fi considerate următoarele:
– gamă variată de fluide pompate;
– conținut de nisip al fluidelor pompate de până la 80%;
– producție continuă prin eliminarea pulsațiilor fluidului;
– eliminarea supapelor (considerate elemente de uzură);
– simplitatea instalării și a transportului datorită proiectării co mpacte a instalației;
– intreținere ușoară;
– reglare rapidă fără oprirea producției (a d ebitului) printr -un parametru electric (prin
modificarea turației motorului de acționare);
– costuri mici ale instalației;
– rezistență mare la coroziune și siguranță în exploatare;
– consum energetic redus cu până la 50% față de alte variante de pompaj.
Pompele cu cavitate progresivă sunt utilizate pentru volume relativ mari de pompare și
pentru pomparea țițeiului vâscos. Aceste pompe , din punct de vedere al volumului pompat , se
încadrează între pompele cu plu njer și pompele centrifuge submersibile, având o productivitate
de până la 240 m3/zi. Spre deosebire de pompele cu plunjer care au o încărcare ciclică,
încărcarea pompelor cu ca vitate progresivă este uniformă, acest fapt conducând la un consum de
energie m ai mic cu 5 0…70%, pentru pomparea aceluiași volum de fluid.
Performanțele funcționale ale pompelor cu cavitate progresivă produse de către firma
Hingland Corod Inc sunt următoarele [10]:
– factorul de producție : 0,04 ÷ 0,83 m3/zi/rpm;
– capacitatea de presiune : 4,82 ÷ 18,6 MP a (48 ÷ 186 bar);
– turația de lucru : 75 ÷ 500 rot/min.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
69
Ploie ști 2019 Presiunea diferențială maximă realizată este 17,9 MPa, iar maximul producției, disponibil în
fincționare , nu depășește 475 m3/zi. Î n funcție de tipul echipamentului de suprafață se dau
aplicațiile tipice ale fluidului extras , astfel (t abelul 3.2 ):
Tab. 3.2. Performanțe funcționale – pompe cu cavitate p rogresivă
Tip echipament Treapta de viteză (rpm) Aplicații tipice
Hidraulic 30  500 Fluide cu vâscozitate ridicată , cu
bucăți mari de nisip
Conducere directă cu
reductor (rația 4:1) 60  400 Fluide cu vâscozitate medie sau
scăzută; Petrol ușor; Apă; Nisip în
bucăți mici.
Conducere directă cu
reductor (rația 2:1) 120  800* Fluide cu vâscozitate mică; Petrol
ușor; Apă; Debite mari pompate.
VED
Vertical, electric 350  1200* Producție mare. Fluide cu vâscozitate
mică; Petrol ușor; Apă.
*Limite imposibile în condiții grele la unele sonde

În cazul existenței în zăcământ a nisipului și/sau gazului, la pompele cu plunjer apar
probleme importante , în timp ce pompele cu cavitație progresivă pot opera eficient.
Puterea necesară antrenării pompelor cu cavitate progresivă este scăzută, randamentul crește
considerabil în condițiile în care costurile de instalare sunt mult mai reduse datorită numărului
mic de componente.
Mentenabilitatea sistemelor de acționare a pompelor cu cavitate progresivă este mai ușoară
decât la pompele cu piston datorită alcătuirii simple , dintr -un racord lubrefiat introdus într -o
cutie izolată, un lagăr etanș care este în contact direct cu petrolul și care au prevăzute orificii de
gresare, iar reductorul de turație este ușor de intreținut. [12]
Acționarea pompelor cu cavitate progresivă ( cu șurub) cu ajutorul gr upului motor electric
asincron – ambreiaj hidrodinamic prezintă avantaje importante față de varianta clasică , fără
ambreiaj hi drodinamic. Aceste avantaje constau în :
– reducerea duratei menținerii intensității curentului la valoarea de pornire;
– reducerea maximului intensității curentului în timpul regimului de lucru;
– caracteristica grupului de acționare devine mai flexibilă, autoadaptabilă, aceasta ducând la
reducerea solicitărilor dinamice.
Exploatarea sondelor cu cavitate progresivă impune cunoa șterea condițiilor în care va lucra
pompa în timpul exploatării. Factor ii specifici (debitul necesar, î nălțimea de pompare, greutatea

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
70
Ploie ști 2019 specifică, vâscozitatea) decid mărimea parametrilor dimensionali și funcționali ai pompei și ai
motorului electric de antr enare.
Dintre criteriile tehnice cele mai importante care trebuie avute în vedere ca alegerea pompei
să fie corespunzătoare face parte și acela al sursei de energie necesară pentru metoda de extracție
folosită . Faptul că zăcământul se află în apropie rea unei rețele electrice sau a unei con ducte
magistrale de gaz natural reprezintă un avantaj esențial pentru folosirea pompelor centrifuge
sumersibile sau exploatarea prin gaz -lift. În caz contrar, este preferabil a se utiliza pompajul
mecanic sau hidraul ic, ce folosec pentru acționare motoare electrice sau termice.
Un alt criteriu tehnic care trebuie avut în vedere îl reprezintă cuplul de parametrii: înălțime
de refulare (H) și debit (Q). Diagrama prezentată în figura 3 .12 ne permite stabilirea unei opțiuni
privind procedeul folosit pentru exploatarea sondei carac terizată prin parametrii H și Q.

Fig. 3.12. Limitele de apli cabilitate a diferitelor proced ee de exploatare a sondelor

Astfel, pompele cu tijă pot realiza presiuni ridicate, dar debite limitate. Pompele Moyno –
Rotary (pom pe cu cavitate progresivă) pot realiza debite intre 10 si 200 m3/zi, până la adâncimi
de 1200 m. Acest tip de pompă se poate folosi totuși , până la adâncimi de 2000 m, cu scădere
considerab ilă a debitului și anume complicații tehnologice privind realizarea pompei de
adâncime. Pompele hidraulice cu piston realizează cele mai mari înălțimi de pompare, la debite
destul de ridicate (grație numărului mare de curse duble pe minut) ce pot lua valor i între
65…105 m3/zi. Pentru pompele cu jet nu există, practic, o limitare a valorii debitului, însă
randamentul scade cu creșterea înălțimii de refulare. Procedeul prin gaz -lift nu este limitat din

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
71
Ploie ști 2019 punct de vedere al debitului, dar la debite mari de gaz i njectat cresc pierderile prin frecare.
Pompele ce ntrifuge sumersibile sunt realiz ate pentru debite foarte mari, dar nu se folosesc la
adâncimi de peste 2000 m. Un impediment al acesteia îl reprezintă temperatura ridicată, care este
nefavorabilă funcț ionării motorului electric, cât și izolației cablului de alimentare cu energie
electrică. [15]
Din punct de vedere al fluidelor de zăcământ, rațiile mari de gaze – țiței favorizează aplicarea
metodei prin gaz -lift, iar vâscozitățile mari favorizează pompele volumi ce, mecanice sau hidraulice.
La sondele cu deviații mari sunt co ntraindicate pompele cu prăjini deoarece se produce o uzură
rapidă atât a prăjinilor, cât și a țevilor de extracție. Gaz -liftul și pompajul hidraulic se aplică cu
succes în astfe l de situații, putându -se exploata și diferite strate fără a amesteca producțiile
extrase.
Cel mai im portant criteriu este cel al randamentului energetic al procesului de producție
(figurile 3 .13 și 3 .14). Randamentele prezentate țin cont de întreg l anțul de pierderi energetice.

Fig. 3.13. Variația randamentului energetic pentru diferite procedee de exploatare
în funcție de debitul extras

Pompajul cu pompe cu piston acționate pr in prăjini este limitat , din punct de vedere mecanic,
la un debit de 100 m3/zi, randamentul maxim fiind de 37% la 100 m3/zi.
Pompele cu cavitate progresivă antrenate prin tije au valoarea maximă a randamentului 67%
(pentru o producție cu un amestec de petrol 20% și apă 80%) . În situația când procentul de petrol
este sensibil mai mare, randamentul se apropie de 74%.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
72
Ploie ști 2019 Pompele centrifuge se comportă corespunzător la un domeni u al debitelor cuprins între 50 și
300 m3/zi (randament maxim 47%).
Gaz-liftul are un randame nt mare la debite mici, el scazând catre debite mari (randament
maxim 32%).
La pompele hidraulice cu piston și jet se observă o variație mică a randamentului cu debit ul,
având valorile maxime de 32% cele cu piston, respectiv 23% cele cu jet. În gener al, randamentul
crește odată cu adâncimea, după care rămâne aproximativ constant.

Fig. 3.14. Variația randamentului pentru diferite procedee de exploatare
în funcție de adâncime

La alegerea materialelor pentru executarea pompei cu cavitate progresivă se vor avea în
vedere următoarele: temperatur a de lucru, conținutul de nisip din țiței, vâscozitatea țițeiului și
mărimea solicitărilor mecanice.
Pentru creșterea randamentului volumic al pompei se va utiliza cauciucul PT53 care are o
deformare reversibilă mare, pentru a micșora jocurile dintre rotor și stator.
În cadrul extracției țițeiului din sondele corozive, se remarcă tendința de extindere a utilizării
pompelor cu cavitate progresivă, având rotorul executat din oțel inoxida bil și durificat pentru a -i
conferi o rezistență mecanică cât mai ridicată.
La proiectarea pompei cu cavitate progresivă se vor avea în vedere principiile funcționale și
constructive, dar și faptul că trebuie realizate pompe cu o fiabilitate cât mai ridicată și la un cost
cât mai redus.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
73
Ploie ști 2019 Exploatarea sondelor cu pom pe cu cavitate progresivă implică o serie de cerințe pe care
trebuie sa le îndeplinească sistemul de acționare de la suprafață. Tehnologia actuală existentă în
industri a petrolieră româ nească permite proiectarea și introducere a în fabricația d e serie , cu
costuri mici , a echipamentului de suprafață.
S-a avut în vedere protejarea elementelor sistemului prin introducerea transmisiilor prin
curele și a ambreiajului hidrodinamic, care d atorită avantajelor acestora protejează elementele
sistemului la șocuri și suprasarcini. De asemenea , s-a introdus un cuplaj unisens pentru blocarea
rotirii în sens invers a ga rniturii de prăjini de pompare .
Pentru realizarea unei porniri ușoare a sistemului s -a introdus în transmisia fluxului de
putere , motor -transmisie prin curele , un ambreiaj hidrodinamic. Datorită avantajelor acestuia,
momentul de pornire al sistemului se mărește, realizând o pornire lină și liniștită cu vârf de
sarcină mic.
Transmisia prin curele se protejează cu o apărătoare pentru a evita eventualele accidente ce
pot apare la întreținerea capului de antrenare. Pentru asigurarea unei competivități pe plan
mondial se impune reducerea costului echipamentului de suprafață și adâncime prin următoarele:
introducerea de noi materiale, automatizarea proceselor tehnologice, tipizarea proceselor
tehnologice, etc. [18]
Datorită dimensiunilor reduse de gabarit, sistemele cu pompe cu cavitate progresivă pot
înlocui cu succes într -o primă fază unitățile de pompare din aglomerările urbane, prin nivelul
redus de zgomot și vibrații și o întreținere ușoară. Instalațiile sunt mult mai simple, impun
reparații ieftine, înlocuire rapidă, un cost scăzut al țițeiului extras, au o construcție compact ă, cu
consum de materiale, lubri fianți și energie.
Performanțele sistemelor de pompare cu pompe cu cavitate progresivă (șurub), asociate cu
gabarit redus și randament mărit , recomandă utilizarea lor și pe platformele marine de extracție a
petrolului și a altor hidrocarburi din platforma continentală marină.

3.11. Recomandări de funcționare și exploatare

Caracteristici tehnice principale
Sistemul de acționare proiectat prezintă următoarele caracterictici principale:
– putere a maximă la intra rea în ambreiajul hidrodinamic: P = 17 kW;
– turația la intrare în ambreiajul hidrodinamic : np = 1450 rot/min;
– randamentul max im al ambreiajul hidrodinamic: A = 0,95;
– tipul uleiului: TA5W;
– raportu l de transmitere prin curele: ic = 0,389 ;

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
74
Ploie ști 2019 – raportul de transmitere al reduct orului: iR = 2 ,82;
– debitul maxim al pompei cu cavitate progresivă: Q = 0,089 ∙10−3m3/s.

Descrierea funcționării
Principalele elemente componente ale instalației de extracție cu pompă cu c avitate progresivă
sunt: pompa, alcătuită din stator și rotor; filtru de gaze și nisip; dispozitivul de blocare a rotirii
țevilor de extracție; țevi de extracție; prăjini de antrenare (pompare); cap de conducere; cuplaj
mecanic sau hidraulic; sistemul de a cționare electrodinamic este compus din: motor electric
asincron și ambreiaj hidrodinamic ; cuplaj unisons.
Funcționarea, la exploatarea sondelor de țiței, a instalației se realizează astfel: după fixarea
pompei, a capului de antrenare și a ambreiajul ui hidrodinamic, prin rotirea garniturii de prăjini și
a rotorului cupl at în statorul fixat de țevile de e xtracție, pompa debitează fluid în interiorul
coloanei țevilor de extracție. Puterea necesară antrenării este redusă inițial datorită frecărilor mici
dintre garnitura de prăjini și fluidul extras. La creșterea nivelului de lichid respectiv a presiunii
din interiorul coloanei de țevi de extracție puterea necesară antrenării crește până la atingerea
valorii nominale, la care țițeiul evacuat prin conducta de amestec a capului de coloan ă ajunge la
punctul de separa re. Prin modificarea turației motorului de acționare se modifică debitul până la
valoarea optimă impusă de nivelul dinamic din sondă. Datorită cuplajului de sens unic de blocare
a rotirii în sens invers, poate fi aplicat un program de exploatare temporar, tubingul rămânând
plin cu lichid, exceptând pierderile hidraulice din pompă ș i de pe traseu. În acaet caz pornirea se
face lent datorită utilizării ambreiajului hidrodinamic în sistemul de acționare, care are rolul de a
transmite momentul sau puterea în mod continuu și fără șocuri. [17]

Regimul de lucru
Regimul normal de funcționare este determinat de respectarea parametrilor indicați în
caracteristicile tehnice ale sistemului și ale pompei cu cavitate progresivă utilizate. Funcționarea
trebuie să fie liniștită, silențioasă, fără zgomote și șocuri, fără pierderi de ulei sau încălzire
exagerată a ambreiajului hirodinamic, a cutiei de etanșare și a reductorului de viteză.

Materiale și condiții de execuție
Materialele utilizate pentru executarea pieselor componente ale sistemului vor fi cele
specificate în des enele de execuție și trebuie să corespundă stand ardelor sau normativelor în
vigoare, indicate în documentație. Se admite înlocuirea materialelor specificate în documentație
cu alte materiale ale căror caracteristici mecanice sunt echivalente cu cele prescr ise și nu
prejudiciază calitatea și fiabilitatea pieselor compo nente.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
75
Ploie ști 2019 Toate piesele componenete în ceea ce privește calitat ea, materialele, dimensiu nile,
prelucrările mecanice, tratamentele termice se vor executa conform desenelor de execuție. Nu se
acceptă modificări fără acordul proiectantului. La montaj se admit numai piese și subansamble
care au poansonul de receptie aplicat de secția de control tehnic.

Reguli privind verificarea calității
Utilajele se verifică de către organele de co ntrol ale serviciului de control tehnic ale firmei
constructoare , în concordanță cu prevederile din desen ele de execuție și documentația tehnică .
Verificarea calității se face după cum urmează:
– verificarea calității materialului în conformitate cu normele în vigo are;
– verificarea aspectlui;
– verificarea dimensiunilor cu aparate de măsură obișnuite;
– verificarea filetelor cu calibre.

3.12. Simularea functionarii pompei

In vederea optimizarii functionarii pompei corespunzatoralegerii solutiei optime se realizeaza
simularea functionarii pompei cu analiza unor cazuri posibile. Modelul simularii este generat in
SolidWorks si vizeaza influenta pe care o are principalul parametru functional al pompei
elicoidale si anume strangerea intre rot orul pompei si stator aspupra starii complexe de tensiuni
si deformatii care se dezvolta in stator. Se mentioneaza ca mentinerea acestei strangeri pe durata
functionarii pompei asigura realizarea presiunii de refulare dorite la functionarea pompei.

Modelul supus analizei
Cauciuc
Oṭel

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
76
Ploie ști 2019

Aplicarea conditiilor de incastrare pentru modelul analizat

Realizare Mesh

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
77
Ploie ști 2019

Scenariul I
Rotorul este introdus cu strangere pe stator, echivalenta cu o presiune de 0,5 MPa
Caracteristicile folosite pentru cauciucul statorului

Elastic Moduls 2 N/mm2
Poissons Ratio 0.5
Shear Modulus 318,9 N/mm2
Density 0,00102 g/mm3
Thermal Conductivity 0,2256 W/m K
Specifi Heat 1386 J/kg K
Tensile Strength 12 N/mm2

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
78
Ploie ști 2019

Scenariul I I
Rotorul este introdus cu strangere pe stator, echivalenta cu o presiune de 1,0 MPa
Caracteristicile folosite pentru cauciucul statorului

Elastic Moduls 2 N/mm2
Poissons Ratio 0.5
Shear Modulus 318,9 N/mm2
Density 0,00102 g/mm3
Thermal Conductivity 0,2256 W/m K
Specifi Heat 1386 J/kg K
Tensile Strength 12 N/mm2

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
79
Ploie ști 2019

Scenariul III
Rotorul este introdus cu strangere pe stator, echivalenta cu o presiune de 0,5 MPa
Caracteristicile folosite pentru cauciucul statorului

Elastic Moduls 8 N/mm2
Poissons Ratio 0.5
Shear Modulus 318,9 N/mm2
Density 0,00102 g/mm3
Thermal Conductivity 0,2256 W/m K
Specifi Heat 1386 J/kg K
Tensile Strength 12 N/mm2

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
80
Ploie ști 2019

Scenariul IV
Rotorul este introdus cu strangere pe stator, echivalenta cu o presiune de 1,0 MPa
Caracteristicile folosite pentru cauciucul statorului

Elastic Moduls 8 N/mm2
Poissons Ratio 0.5
Shear Modulus 318,9 N/mm2
Density 0,00102 g/mm3
Thermal Conductivity 0,2256 W/m K
Specifi Heat 1386 J/kg K
Tensile Strength 12 N/mm2

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
81
Ploie ști 2019
O noua abordare privind comportamentul PCP -ului si a fiabilitatii sale in fluxul dublu -fazic
este descris:
– Procesul termo -hidraulic: unde comprimarea gazului, datorita gradientului de prtesiune,
cauzeaza cresterea temperaturii.
– Procesul termo -mecanic: unde gradientul de presiune dintre cavitati induce un stator
solicitat, efect ce creste forta frictionale (vascos) a rotorului/statorului si temperatura
asociata.
– Distributia de presiune in debitul dublu -fazic care depinde de continutul de gaz (rata
fluxului, GVF) si compensarea volumului comprimat datorat modificarii debitului.

Testele experimentale realizate pe PCP confirma descrierea fizica, calcule le sunt corelate cu
valorile masurate ale distributiei de presiune si ale cresterii asemanatoare de temperatura.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
82
Ploie ști 2019
CAPITOLUL 4. ELABORAREA DRUMULUI CRITIC PENTRU
MONTAREA INSTALAȚIEI DE POMPARE CU POMPĂ CU CAVITATE
PROGRESIVĂ

Întreaga activitate de pregătire a extracției se desfășoară pe baza unui plan
caracteristic, în care se trec etapele de pregătire a extracției, duratele și timpii lor de
început și sfârșit. Una dintre problemele care trebuie avute în vedere constă în
realizarea et apei de pregătire a fabricației noilor produse într -o perioadă scurtă de timp.
O posibilitate pentru reducerea duratei de pregătire a fabricației este folosirea unor
modele moderne de proiectare în paralel a unor activități specifice etapei de pregătire a
fabricației noilor produse, cum ar fi metoda drumului critic. [5]
Drumul critic reprezintă succesiunea de activități între care nu există pauze
datorate dependenței unei activități de realizarea concomitentă a altora. În acest caz,
orice întârziere în realizarea unei activități va duce la întârzierea terminării proiectului.
El reprezintă drumul cel mai lung (în ceea ce privește durata de realizare) din întregul
proiect. În metoda drumului critic, dimensiunea principală a unei activități o reprezintă
durata sa (timpul necesar pentru efectuarea ei).
Orice proiect are de parcurs un drum critic jalonat pe mai multe elemente cheie
între care, rezerva de timp este un factor determinant al priorității. Datele despre
rezerva de timp sunt esențiale în programa rea activității. Prin definiție, rezerva de timp
a unei activități reprezintă intervalul de timp cu care se poate mări durata activității fără
ca durata totală a proiectului să fie depășită.
Având în vedere importanța analizei drumului critic în ceea ce pr ivește
activitățile care influențează în mod hotărâtor durata totală a unui plan, s -a realizat
studiul acestuia în ceea ce privește montarea unui sistem de pompare.
Montarea unei instalații de pompare cu pompă cu cavitate progresivă este
compusă din operaț iile cuprinse în tabelul următor (tabelul 4.1.), unde se indică și
activitățile care condiționează începerea acestora, precum și durat ele operațiilor în ore.
Fiecărei activități îi va corespunde un arc orientat, de lungime egală cu durata de
execuție a ope rației. [5]

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
83
Ploie ști 2019 Tabelul 4.1. Activitățile pentru montajul unei instalații de pompare cu pompă cu cavitate progresivă
Notarea
operației Denumirea activității
(operației) Activitatea care
condiționează
începerea Durata
(ore)
A Verificarea corespondenței între tipul pompei și
lichidul care urmează a fi vehiculat – 2
B Verificarea existenței filtrului pe aspirația pompei A 2
C Verificarea fixării grupului de pompare pe suprafața
de așezare B 1,5
D Verificarea conexiunilor grupului de pompare B 1,5
E Tragerea și ridicarea pe substructură, centrarea și
montarea legăturilor de transmisie la pompă, cu
apărătorile de protecție aferente A 4
F Montarea legăturilor de aspirație și refulare la groapa
de scursori, PSI și instalație A 2
G Montarea legăturilor de alimentare a motorului și a
eșapamentului, precum și a apărătorilor de protecție A 4,5
H Tragerea pe substructură sau pe fundație a pompei
elicoidale C,D 1
I Tragerea și fixarea pe postament a barăcii tip pentru
pompă și fochist A 1
J Montarea instalației de apă în sondă, cu legăturile la
pompă A 6
K Montarea habei de aspirație a pompei și montarea
legăturilor dintre habe A 19
L Centrare și montarea pompei, inclusiv a transmisiilor
și a apărătorilor de protecție E;F;G;H;I;J 3
M Montarea manifoldului pompelor L 1
N Verificarea sensului de rotire a motorului (sens
stânga privind dinspre apărătoare) M 1
O Verificarea întinderii curelelor N 2
P Verificarea robinetelor de pe conductele de aspirație
și de refulare: să fie deschise O 1
Q Verificarea ventilului din fața manometrului: să fie
deschis O 0,5
R Verificarea existenței robinetului de reținere cu clapa
de pe refulare P;Q 1,5
S Verificarea realizării împământării motorului R 2
T Realizarea conectării motorului grupului S 1,5
U Pornirea directă a motorului S 2

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
84
Ploie ști 2019
Graful de activități corespunzător este prezentat în figura 4.1, care conține și activitățile
fictive, de durată egală cu zero, A”, B”, C”, D”, E”, F”, G”, H”, I”, J”, K”, L”, M”, N”, O”,
P”, Q”. Acestea au fost reprezentate în figură prin arce tra sate cu linie întreruptă. De
asemenea, numerotarea nodurilor s -a realizat în fig.4.1.

V Verificarea existenței filtrului pe aspirația pompei T;U 2
W Pornirea grupului de pompare V 2
X Verificarea funcționării continue W 1
Y Verificarea funcționării fără vibrații W 0,5
Z Verificarea funcționării fără încălzirea excesivă a
statorului pompei W 1,5
A’ Verificarea presiunii de aspirație: 0 -2 bar X;Y;Z 1
B’ Se prevede sesizor de prezență lichid pe conducta de
aspirație sau pe capacul camerei de aspirație A’ 1
C’ Montarea unui presostat pe camera de refulare A’ 1,5
D’ Verificarea funcționării senzorului de prezență lichid,
montat pe aspirația pompei, inclusiv oprirea
motorului în cazul lipsei de lichid B’;C’ 2
E’ Verificarea presiunii pe refulare: maxim 24 bar,
pompa trebuie oprită D’ 2
F’ Verificarea opririi motorului la atingerea presiunii
maxime setată pe presostat E’ 2
G’ Verificarea funcționării robinetului de reținere cu
clapa de refulare, la oprirea pompei K;F’ 2

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Tranda fir
85
Ploie ști 2019

Fig. 4.1. Graful de activități

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
86
Ploie ști 2019
Evenimentului inițial (verificarea corespondenței între tipul pompei și lichidul care
urmează a fi vehiculat) i s -a atribuit cifra 0, iar evenimentului final (verificarea funcționării
robinetului de reținere cu clapa de refulare, la oprirea pompei), îi revine numărul 38.
S-au determinat timpii liberi, ti, de producere a evenimentelor. Aceștia se definesc ca
termenul cel mai curând posibil la care toate activitățile precedente nodului i pot fi terminate.
Timpul ti este dat de drumul ,,cel mai lung” de la nodul 0 și se calculează cu relația:
ti = max ( tk + tk,i), (k,i)∈Ui- (4.1)
Se presupune că t0 = 0, deoarece execuția montajului începe la momentul inițial zero).
În continuare, rezultă succesiv:
t1=t1+t0,1=0+2=2 h
t2=t1+t1,2=2+2=4 h
t3=t2+t2,3=4+1,5=5,5 h
t4=t2+t2,4=4+1,5=5,5 h
t5=t1+t1,5=2+4=6 h
t6=t1+t1,6=2+2=4 h
t7=t1+t1,7=2+4,5=6,5 h
t8 =max (t2+t2,3; t2+t2,4) = 5,5 h
t9=t1+t1,9=2+1=3 h t10=t1+t1,10=2+6=8
h t11=t1+t1,11=2+19=21 h
t12=max (t1+t1,5;t1+t1,6; t1+t1,7; t1+t1,9; t1+t1,10;t8+t8,12)= 8
t13=t12+t12,13=8+3=11 h
t14=t13+t13,14=11+1=12 h
t15=t14+t14,15=12+1=13 h
t16=t15+t15,16=13+2=15 h
t17 = t16+t16,17=15+1=16 h
t18 = t16+t16,18=15+0,5=15,5 h
t19 =max ( t16+t16,17; t16+t16,18) =16 h
t20 = t 19+t19,20=16+1,5=17,5 h
t21 = t 20+t20,21=17,5+2=19,5 h
t22 = t 21+t21,22=19,5+1,5=21 h
t23 = t21+t21,23=19,5+2=21,5 h

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
87
Ploie ști 2019 t24 =max ( t21+t21,22; t21+t21,23) =21,5 h
t25 = t24+t24,25=21,5+2=23,5 h
t26 = t 25+t25,26=23,5+2=25,5 h
t27 = t 26+t26,27=25,5+1=26,5 h
t28 = t 26+t26,28=25,5+0,5=26 h
t29 = t26+t26,29=25,5+1,5=27 h
t30 = max ( t26+t26,27; t26+t26,28; t26+t26,29) =27 h
t31 = t30+t30,31=27+1=28 h
t32 = t31+t31,32=28+1=29 h
t33 = t31+t31,33=28+1,5=29,5 h
t34 =max ( t31+t31,32; t31+t31,33) =29,5 h
t35 = t 34+t34,35=29,5+2=31,5 h
t36 = t 35+t35,36=31,5+2=33,5 h
t37 = t36+t36,37=33,5+2=35,5 h
t38 = max( t1+t1,11; t37+t37,38)= 37,5 h
Valorile calculate pentru timpii ti sunt indicate în tabelul 4.2., care cuprinde toate
evenimentele montării (nodurile grafului de activită ți).
S-au determinat timpii limită, ti*, de execuție a evenimentelor i, definiți ca termenul
cel mai târziu admisibil la care se pot încheia toate activitățile ce converg în nodul i, fără să
fie afectat termenul final de executare a lucrării. Aceștia se determină cu formula:
ti* = min ( tj* – ti,j), (i,j)∈Ui+ (4.2)
Pentru evenimentul final (nodul 38 al grafului), t 38*=t38=37,5 h.
În continuare, rezultă succesiv:
t37*= t 38*-t37,38=37,5 -2=35,5 h
t36*= t 37*-t36,37=35,5 -2=33,5 h
t35*= t 36*-t35,36=33,5 -2=31,5 h
t34*= t 35*-t34,35=31,5 -2=29,5 h
t33*= t 34*-t33,34=29,5 -0=29,5 h
t32*= t34*-t32,34=29,5 -0=29,5 h
t31*=min( t32*-t31,32; t33*-t31,33)=28 h

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
88
Ploie ști 2019 t30*= t 31*-t30,31=28-1=27 h
t29*= t 30*-t29,30=27-0=27 h
t28*= t 30*-t28,30=27-0=27 h
t27*= t30*-t27,30=27-0=27 h
t26*=min( t27*-t26,27; t28*-t26,28; t29*-t26,29)=25,5 h
t25*= t26*-t25,26=25,5 -2=23,5 h
t24*= t 25*-t24,25=23,5 -2=21,5 h
t23*= t 24*-t23,24=21,5 -0=21,5 h
t22*= t23*-t22,23=21,5 -0=21,5 h
t21*=min( t22*-t21,22; t23*-t21,23)=19,5 h
t20*= t 21*-t20,21=19,5 -2=17,5 h
t19*= t 20*-t19,20=17,5 -1,5=16 h
t18*= t19*-t18,19=16-0=16 h
t17*= t18*-t17,18=16-0=16 h
t16*= min( t17*-t16,17; t18*-t16,18)=15 h
t15*= t16*-t15,16=15-2=13 h
t14*= t15*-t14,15=13-1=12 h
t13*= t14*-t13,14=12-1=11 h
t12*= t13*-t12,13=11-3=8 h
t11*= t38*-t11,38 =36,5 -0=36,5 h
t10*= t12*-t10,12 =8-0=8 h
t9*= t 12*-t9,12 =8-0=8 h
t8*= t 12*-t8,12 =8-1=7 h
t7*= t 12*-t7,12 =8-0=8 h
t6*= t 12*-t6,12 =8-0=8 h
t5*= t12*-t5,12 =8-0=8 h
t4*= t8*-t4,8=7-0=7 h
t3*= t8*-t4,8 =7-0=7 h
t2*= min( t3*-t2,3; t4*-t2,4)=5,5 h
t1*= min( t11*-t1,11; t10*-t1,10; t9*-t1,9; t7*-t1,7; t6*-t1,6; t5*-t1,5; t2*-t1,2) = 2 h

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
89
Ploie ști 2019 t0*= t1*-t0,1 =2-2=0 h
În final, rezultă că t 0*= 0.
Valorile calculate pentru timpii t i* sunt indicate în tabelul 4.2.
Durata de execuție a montării unei instalații de pompare cu pompă cu cavitate
progresivă este: T = t 38 = t38* = 37,5 h.
Evenimentele i, pentru care ti = t i*, sunt evenimentele critice (tabelul 4.2.). Ele
alcătuiesc drumul critic: 0 -1-10-12-13-1415 -16-17-19-20-21-23-24-25-26-29-30-31-33-34-
35-36-37-38.
Astfel, activitățile care alcătuiesc drumul critic sunt:
– Verificarea corespondenței între tipul pompei și lichidul care urmează a fi vehiculat (A);
– Montarea instalației de apă în sondă, cu legăturile la pompă (J);
– Centrare și mon tarea pompei, inclusiv a transmisiilor și a apărătorilor de protecție (L);
– Montarea manifoldului pompelor (M);
– Verificarea sensului de rotire a motorului (sens stânga privind dinspre apărătoare) (N);
– Verificarea întinderii curelelor (O);
– Verificarea robinetelor de pe conductele de aspirație și de refulare: să fie deschise (P);
– Verificarea existenței robinetului de reținere cu clapa de pe refulare (R);
– Verificarea realizării împământării motorului (S);
– Pornirea directă a motorului (U);
– Verificarea existenței filtrului pe aspirația pompei (V);
– Pornirea grupului de pompare (W);
– Verificarea funcționării fără încălzirea excesivă a statorului pompei (Z);
– Verificarea presiunii de aspirație: 0 -2 bar (A’);
– Montarea unui presostat pe camera de refulare (C’);
– Verificarea funcționării senzorului de prezență lichid, montat pe aspirația pompei, inclusiv
oprirea motorului în cazul lipsei de lichid (D’);
– Verificarea presiunii pe refulare: maxim 24 bar, pompa trebuie oprită (E’);
– Verificarea opririi motorului la atingerea presiunii maxime setată pe presostat (F’);
– Verificarea funcționării robinetului de reținere cu clapa de refulare, la oprirea pompei (G’).
Operațiile critice nefictive sunt marcate în tabelul 4.3. Există și 5 activități fictive
critice, și anume: F” (9, 12); I” (17, 19); L” (23, 24); O” (29, 30); Q” (33, 34). Acestea
alcătuiesc drumul critic, marcat și pe graf prin evidențierea arcelor – (fig.4.1.).

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
90
Ploie ști 2019 S-a definit intervalul de flotare pentru fiecare eveniment i, care este [ ti, ti*] și
reprezintă intervalul de timp în care se poate produce evenimentul i fără să se afecteze durata
totală a montării.
Tabelul 4.2.
Număr
eveniment ti
(ore) ti*
(ore) Evenimente
critice Interval de
flotare Lungime
interval de
flotare
0 0 0 DA – –
1 2 2 DA – –
2 4 5,5 Nu [4;5,5] 1,5
3 5,5 7 Nu [5,5;7] 1,5
4 5,5 7 Nu [5,5;7] 1,5
5 6 8 Nu [6;8] 2
6 4 8 Nu [4;8] 4
7 6,5 8 Nu [6,5;8] 1,5
8 5,5 7 Nu [5,5;7] 1,5
9 3 8 Nu [3;8] 5
10 8 8 DA – –
11 21 36,5 Nu [21;36,5] 15,5
12 8 8 DA – –
13 11 11 DA – –
14 12 12 DA – –
15 13 13 DA – –
16 15 15 DA – –
17 16 16 DA – –
18 15,5 16 Nu [15,5;16] 0,5
19 16 16 DA – –
20 17,5 17,5 DA – –
21 19,5 19,5 DA – –
22 21 21,5 Nu [21;21,5] 0,5
23 21,5 21,5 DA – –
24 21,5 21,5 DA – –
25 23,5 23,5 DA – –
26 25,5 25,5 DA – –
27 26,5 27 Nu [26,5;27] 0,5
28 26 27 Nu [26;27] 1
29 27 27 DA – –
30 27 27 DA – –
31 28 28 DA – –
32 29 29,5 Nu [29;29,5] 0,5
33 29,5 29,5 DA – –
34 29,5 29,5 DA – –
35 31,5 31,5 DA – –
36 33,5 33,5 DA – –
37 35,5 35,5 DA – –
38 37,5 37,5 DA – –

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
91
Ploie ști 2019 Tabelul 4.3.
Notarea
operației Simbol Operații
critice Rezerve de timp (ore)
Ri,j(l) Ri,j(s) Ri,j(t)
A (0,1) DA – – –
B (1,2) Nu 0 0 1,5
C (2,3) Nu 0 <0 0
D (2,4) Nu 0 <0 0
E (1,5) Nu 0 0 0
F (1,6) Nu 0 0 4
G (1,7) Nu 0 0 1,5
H (8,12) Nu 1,5 0 0
I (1,9) Nu 0 0 5
J (1,10) DA – – –
K (1,11) Nu 0 0 15,5
L (12,13) DA – – –
M (13,14) DA – – –
N (14,15) DA – – –
O (15,16) DA – – –
P (16,17) DA – – –
Q (16,18) Nu 0 0 0,5
R (19,20) DA – – –
S (20,21) DA – – –
T (21,22) Nu 0 0 0,5
U (21,23) DA – – –
V (24,25) DA – – –
W (25,26) DA – – –
X (26,27) Nu 0 0 0,5
Y (26,28) Nu 0 0 1
Z (26,29) DA – – –
A’ (30,31) DA – – –
B’ (31,32) Nu 0 0 0,5
C’ (31,33) DA – – –
D’ (34,35) DA – – –
E’ (35,36) DA – – –
F’ (36,37) DA – – –
G’ (37,38) DA – – –

S-a calculat rezerva liberă de timp a operației ( i, j), care reprezintă întârzierea ce poate
fi admisă la începerea operației fără a perturba data de realizare a evenimentului j. Formula de
calcul este:
Ri,j(l)=(tj – ti)-tij (4.3)
R1,2(l)=(t 2-t1)-t1,2 = 4-2-2=0 h
R2,3(l)=(t 3-t2)-t2,3 = 5,5 -4-1,5=0 h

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
92
Ploie ști 2019 R2,4(l) = (t 4-t2)-t2,4 = 5,5 -4-1,5=0 h
R1,5 (l) = (t 5-t1)-t1,5 = 6-2-4=0 h
R1,6(l)=(t 6-t1)-t1,6 = 4-2-2=0 h
R1,7(l)=(t 7-t1)-t1,7 = 6,5 -2-4,5=0 h
R8,12(l)=(t 12-t8)-t8,12 = 8-5,5-1=1,5h
R1,9(l)=(t 9-t1)-t1,9=3-2-1=0 h
R1,9(l)=(t 9-t1)-t1,9=3-2-1=0 h
R1,11(l)=(t 11-t1)-t1,11=21-2-19=0h
R16,18(l)=(t 18-t16)-t16,18 =15,5 -15-0,5=0 h
R21,22(l)=(t 22-t21)-t21,22 =21-19,5 -1,5=0 h
R26,27(l)=(t 27-t26)-t26,27 =26,5 -25,5 -1=0 h
R26,28(l)=(t 28-t26)-t26,28 =26-25,5 -0,5=0 h
R31,32(l)=(t 32-t31)-t31,32=29-28-1=0 h

S-a calculat rezerva sigură de timp a operației ( i, j), care reprezintă întârzierea cu care
se poate prelungi durata de realizare a operației ( i, j), fără a se modifica termenul minim de
realizare a evenimentului j. În unele cazuri, această rezervă poate avea și valori negative,
marcate în tabel cu „< 0”. Formula de calcul este:
Ri,j(s)=(tj – ti*)-tij (4.4)

R1,2(s)=(t 2-t1*)-t1,2=4-2-2=0 h
R2,3(s)=(t 3-t2*)-t2,3=5,5 -5,5-1,5= -1,5 h
R2,4(s)=(t 4-t2*)-t2,4=5,5 -5,5-1,5= -1,5 h
R1,5(s)=(t 5-t1*)-t1,5=6-2-4=0 h
R1,6(s)=(t 6-t1*)-t1,6=4-2-2=0 h
R1,7(s)=(t 7-t1*)-t1,7=6,5 -2-4,5=0 h
R8,12(s)=(t 12-t8*)-t8,12=8-7-1=0 h
R1,9(s)=(t 9-t1*)-t1,9=3-2-1=0 h

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
93
Ploie ști 2019 R1,11(s)=(t 11-t1*)-t1,11=21-2-9=0 h
R16,18(s)=(t 18-t16*)-t16,18=15,5 -15-0,5=0 h
R21,22(s)=(t 22-t21*)-t21,22=21-19,5 -1,5=0 h
R26,27(s)=(t 27-t26*)-t26,27=26,5 -25,5 -1=0 h
R26,28(s)=(t 28-t26*)-t26,28=26-25,5 -0,5=0 h
R31,32(s)=(t 32-t31*)-t31,32=29-28-1=0 h
S-a calculat rezerva totală de timp a operației ( i, j), care reprezintă întârzierea maximă
admisă la începerea operației ( i, j), fără a se afecta data terminării lucrării (a evenimentului
final). Formula de calcul este:
Ri,j(t)=(tj *- ti*)-tij (4.5)
R1,2(t)=(t 2*-t1*)-t1,2=5,5 -2-2=1,5 h
R2,3(t)=(t 3*-t2*)-t2,3=7-5,5-1,5=0 h
R2,4(t)=(t 4*-t2*)-t2,4=7-5,5-1,5=0 h
R1,5(t)=(t 5*-t1*)-t1,5=8-2-4=0 h
R1,6(t)=(t 6*-t1*)-t1,6=8-2-2=4 h
R1,7(t)=(t 7*-t1*)-t1,7=8-2-4,5=1,5 h
R8,12(t)=(t 12*-t8*)-t8,12=8-7-1=0 h
R1,9(t)=(t 9*-t1*)-t1,9=8-2-1=5 h
R1,11(t)=(t 11*-t1*)-t1,11=36,5 -2-19=15,5 h
R16,18(t)=(t 18*-t16*)-t18,16=16-15-0,5=0,5 h
R21,22(t)=(t 22*-t21*)-t21,22=21,5 -19,5 -1,5=0,5 h
R26,27(t)=(t 27*-t26*)-t26,27=27-25,5 -1=0,5 h
R26,28(t)=(t 28*-t26*)-t26,28=27-25,5 -0,5=1 h
R31,32(t)=(t 32*-t31*)-t31,32=29,5 -28-1=0,5 h
Pentru a împiedica întârzierile și pentru a încheia activitatea de montarea a instalației
de pompare cu pompă cu cavitate progresivă la termenul preconizat, este necesar să se
urmărească anumite procese:
– programarea activităților – prin aceasta se înțelege stabilirea politicilor, procedurilor și
documentației pentru planificare, executarea, coordonarea și controlul planului proiectului;

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
94
Ploie ști 2019 – definirea activităților – procesul de identificare și documentare a acțiunilor spe cifice care,
odată implementate, conduc la obținerea rezultatelor scontate;
– descompunerea activităților în secvențe – astfel sunt identificate și documentate relațiile
dintre activitățile proiectului (succesiunea logică a acestora sau dependențele dintre ele);
– estimarea resurselor necesare pentru realizarea activităților – procesul de estimare a tipurilor
și necesarului de materiale, consumabile și resurse umane necesare realizării activităților;
– estimarea duratei fiecărei activități în parte – estimarea n umărului de ore/zile de muncă
pentru a încheia fiecare activitate la termenul stabilit și cu resursele disponibile;
– elaborarea planului activităților – procesul de analiză a activităților, duratelor și necesarului
de resurse pentru a crea un plan optim;
– controlul activităților – monitorizarea stadiului activităților pentru cunoașterea progresului
realizat la un moment dat și gestionarea eficientă a schimbărilor survenite față de planul
inițial.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
95
Ploie ști 2019 CAPITOLUL 5. NORME DE SĂNĂTATE ȘI
SECURITATE ĨN MUNCĂ
Dintre toate tipurile de pompe disponibile, pompele cu cavități progresive sunt
capabile să se ocupe de o gamă de vâscozități și proprietăți ale fluidelor mai largă decât orice
alt tip de pompă. Spre deosebire de alte tipuri de pompe, p ompele elicoidale pot pompa,
practic, orice tip de lichid, de la cele curate, cu vâscozitate redusă (țiței, apă), la produse
delicate, lichide foarte abrazive sau vâscoase. Fiecare dintre aceste caracteristici necesită
utilizarea corectă a pompelor.
Normel e specifice de securitate a muncii fac parte dintr -un sistem unitar de
reglementări privind asigurarea sănătății și securității în muncă. Procesul de muncă este tratat
ca un sistem complex structurat, compus din următoarele elemente care interacționează
reciproc: executantul, sarcina de muncă, mijloacele de producție și mediul de muncă.
Pentru montajul și întreținerea echipamentului de suprafață al instalației de pompare cu
pompă cu cavitate progresivă, normele și indicațiile sunt expuse în normativele depa rtamentale de
protecția muncii pentru industria petrolieră. Lucrările de montare sau reparații la partea electrică
vor fi efectuate numai de personalul autorizat. Mentenanța ce nu este realizată în mod
corespunzător poate duce al defecțiuni majore ale sistemului de pompare. Un aspect foarte
important în menținerea în bune condiții a unei pompe cu cavitate progresivă este verificarea
și menținerea temperaturii optime. Pentru că funcționează cu fluide sub presiune, fluide a
căror temperatură poate crește, este foarte important să se verifice în mod constant acest
aspect. De cele mai multe ori, un nivel ridicat al temperaturii indică necesitatea recondiționării
sau a schimbării pompei.
Utilajele sub presiune trebuie să fie aibă dispozitive de siguranță și a paratură de
măsură (manometre) în bună stare de funcționare. Manometrele trebuie verificare, sigilateși
marcate pe cadran cu roșu, la valoarea maximă admisă a presiunii și cu verde la
valoare presiunii de regim.
Racordarea motorului la rețea se va face numai cu cabluri admise conform standardelor în
vigoare. În plus, sistemul de acționare electrohidraulic nu va fi folosit fără apărătoare de protecție
la transmisia prin curele.
Reparațiile curente trebuie făcute după oprirea de la rețea a motorul ui electric. La
construcția carcasei, în principal la realizarea sudurilor necesare, muncitorul calificat trebuie
să fie echipat adecvat normelor de protecția muncii existente. Transportul capetelor de

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
96
Ploie ști 2019 antrenare și al ambreiajelor hidrodinamice la locul de montaj, la sondă, trebuie efectuat fără
șocuri și trânt iri puternice cu evitarea lovirii părților de cuplare la echipamentul din sondă și la
motorul electric.
Pompele se depozitează în spații închise, ferite de substanțe chimice și umiditate
excesivă pentru a evita oxidarea și degradarea suprafețelor active ș i a filetelor. Pentru
conservare, pompele se curăță și se ung cu vaselină tehnică. Materialul tubular și prăjinile de
pompare utilizate se vor depozita conform standardelor și normativelor în vigoare. Capetele de
antrenare se depozitează în spații închise, la adăpost, ferite de umiditate și substanțe petroliere
ce pot produce coroziunea sau oxidarea, iar ambreiajele hidrodinamice se depozitează în spații
închise, ferite de substanțe chimece, de umiditate excesivă și substanțe petroliere pentru a se
evita de gradarea suprafețelor active și a etanșărilor ambreiajului. Se interzice lovirea sau
așezarea a altor echipamente sau materiale peste ele.
Instalația de exploatare a țițeiului cu pompă cu cavitate progresivă necesită, lunar,
verificări asupra existenței s curgerilor din ambreiajul hidrodinamic, iar în cazul în care acestea
apar se va completa nivelul uleiului până la volumul stabilit. De asemenea, se va verifica și
completa nivelul de ulei din reductor. Periodic, trebuie verificată etanșarea prăjinii lustru ite,
introducând unsoare în cutia de etanșare prin orificiile construite în acest scop. O dată la două
luni se verifică rezistența izolației față de pământ a motorului electric.
Principalele cauze ale accidentelor de muncă la lucrul cu instalațiile mecanic e
sub presiune sunt:
– utilajele nu sunt dimensionate corespunzător în raport cu condițiile de lucru
ale acestora;
– lipsesc aparatele de măsură și control al presiunii și temperaturii
(manometre, termometre);
– lipsa dispozitivelor de siguranță (discuri de explozie, supape de siguranță, capace de
protecție, membrane de siguranță);
– reductoarele de presiune sunt defecte;
– ungerea ventilelor și a manometrelor de la recipienții sau conductele ce conțin oxigen cu
uleiuri sau grăsimi.
Datorită pericolelor deosebite pe care le prezintă, instalațiile sub presiune trebuie să
aibă autorizații de funcționare, care să ateste că ele corespund normelor, emise de instituțiile de
profil.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
97
Ploie ști 2019
Concluzii

Pentru început, s -a realizat o prezentare generală a nivelului de introducere al pompelor de
extracție cu șurub în exploatarea sondelor pe plan mondial, ofertele și caracteristicile funcționale
ale pompelor cu cavitate progresivă produse de firmele canadiene și americane. S -au stabilit
exigențele impuse de procesul de extracție al țițeiului prin diverse metode de pompare și s -a
efectuat o analiză comparativă a câtorva din sistemele principale de extracție prin pompaj de
adâncime cu evidențierea avantajelor și dezavantajelor fiecărei metode. De asemenea, s -au
prezentat avantajele introducerii ambreiajului hidrodinamic în cadrul si stemului de acționare față de
sistemele acționate doar cu motoare electrice.
Un obiectiv important a fost introducerea noului sistem de extracție cu costuri minime de
fabricație și exploatare, pentru aceasta prezentându -se principiile de funcționare și constructive ale
pompelor cu cavitate progresivă și, s -au evidențiat caracteristicile importante ale acestora și anume:
continuitatea debitului și lipsa organelor de distribuție, acestea având un grad de neuniformitate
redus în comparație cu alte pompe de extracție. Pompele pot funcționa în sondă pănâ la temperatura
de 300C, aceasta fiind limitată de calitățile elastomerului statorului pompei.
Pornind de la condițiile existente la o sondă exploatabilă cu instalație echipată cu pompă cu
cavitat e progresivă s -a determinat o soluție constructivă și dimensiunile principale ale pompei.
La calculul puterii necesare la suprafață s -au avut în vedere puterea necesară pompei și puterea
consumată prin rotirea garniturii de prăjini de pompare în țiței în interiorul țevilor de extracție.
Un alt obiectiv la constituit studiul antrenării de la suprafață a pompelor cu cavitate progresivă
evidențiind dezavantajele antrenării submersibile și cele acționate doar cu motoare electrice fără
ambreiaj hidrod inamic. S -a realizat și analiza echipamentului ce poate fi utilizat de la alte variante
de pompaj de adâncime cât și a altor dispozitive necesare exploatării sondelor cu pompe cu
cavitate progresivă. Soluția constructiv -funcțională aleasă permite introd ucerea procedeelor de
exploatare optimală a acționării cu motoare electrice.
Prin acest proiect s -a căutat găsirea un echipament cât mai fiabil, cu un nivel de zgomot mic, cu
un consum energetic cât mai redus, un echipament care se poate introduce î n zonele aglomerate sau
zonele urbane și care să realizeze o exploatare cât mai bună a sondelor (mai ales în ultima fază) cu
conținut ridicat de nisip, apă, alte impurități și/sau gaze.

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
98
Ploie ști 2019 BIBLIOGRAFIE

1. Cristea V., Grădișteanu I. ș.a., “Instalații și utilaje pentru forarea sondelor ”, Editura
Tehnică, București, 1985;
2. Dumitrescu I.; Siro Boris ș.a., “Acționarea electrică a instalațiilor de foraj ”, Editura
Tehnică, București, 1987;
3. Grigore N., “Organe de mașini. Transmisii mecanice ”, Editura Universități i din Ploiești,
2003;
4. Iurcik M. A., Istomin Z.A., “ Calcule în extracția petrolului ”, Editura Tehnică, București,
1982;
5. Lazăr A., “ Elemente de managementul activității de foraj ”, Ediția a II -a;
6. Parepa S., “Utilaje petroliere ”, Editura Universității Petrol și Gaze din Ploiești, 2015;
7. Petre N., Chițu -Militaru P., “Extracția țițeiului prin pompaj cu prăjini ”, Ed. Tehnică,
București, 1986;
8. Popovici Al., “ Utilaj pentru exploatarea sondelor de petrol ”, Editura Tehnică, București,
1989;
9. Posea N., “ Rezistența mate rialelor ”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1979;
10. Rădulescu Gh.; Miloiu Gh. ș.a., “ Îndrumar de proiectare în construcți a de mașini vol. II și
III”, Editura Tehnică, București, 1986;
11. Stan M. ș.a., “Utilizarea funcțiilor aproape periodice în probabilitate la studiul sistemelor
de lucru. Mecanica Ruperii” – Simpozion Național, Ploiești, 9 iunie 1995;
12. Stan M., “Metode avansa te de proiectare a utilajului petrolier ”, Ploiesti, Editura UPG, 2005 ;
13. Stan M., “Fiabilitatea sistemultui și aplicații”, Ploiesti, Editura UPG, 2008 ;
14. Șandor L., Brânzaș P., “Transmisii hidrodinamice ”, Ed. Dacia, Cluj -Napoca, 1990;
15. Țurcanu C., Ganea N., “Pompe volumice pentru lichide”, Editura Tehnică, București, 1987;
16. Ulmanu V., “Tehnologia fabricării și reparării utilajului petrolier ”, Editura Universității
Petrol și Gaze din Ploiești, 1990;
17. Vlad I., “Unele probleme ale cinematicii și dinamicii sistem elor de acționare ”, București,
Buletin I.P.G.G., vol XV, 1967;
18. Weier A. Bruce, “Sisteme de pompare cu cavitate progresivă” – Documentație Hingland –
Corod Inc. Simpozionul – Exploatarea petrolului – Canada/România, 1993;
19. * * * Revista Română de Petrol, serie nouă, vol. 2, nr. 5, oct. 1995;

UPG/IME/ IEDM Ligia Carmen Trandafir
99
Ploie ști 2019 20. * * * Catalog de motoare electrice. Uzina de mașini electrice, București, 1971;
21. * * * Documentație I.P.C.U.P. Ploiești;
22. * * * Documentație Robbins & Myres;
23. http://www.upg -ploiesti.ro/noutati/fisiere/274/Echipamentulsondelorinpompajelicoidal.pdf ;
24. https://ro.wikipedia.org/wiki/Weatherford_International ;
25. http://www.confind.ro:47807/op/op.ViewOnline_portal.php?documentid=652975&version ;
26. http://pu b.osim.ro/publication -server/pdf document?PN=RO123522%20RO%2012