NOV 12-P-160 7500 Pompe à boue MISSION L FE

 

Structure et stabilité du cadre

L'extrémité motrice de la pompe est dotée d'un cadre en acier soudé robuste. Cette conception offre une rigidité et une intégrité structurelle exceptionnelles, résistant efficacement au couple intense de 1 600 ch de puissance absorbée et aux vibrations continues provoquées par le mouvement alternatif.

Système de transmission - engrenage et vilebrequin

Ensemble d'engrenages : Le système de transmission utilise une conception d'engrenages à chevrons avec un rapport de démultiplication de 3,439 : 1. Par rapport aux engrenages droits, la configuration à chevrons offre un transfert de puissance plus fluide et plus continu tout en éliminant la poussée axiale, réduisant ainsi considérablement le bruit et les vibrations de fonctionnement. L'engrenage principal et le pignon sont fabriqués à partir d'acier allié trempé solide de haute qualité-, garantissant une résistance à l'usure et aux chocs exceptionnelles.

Vilebrequin et arbre de pignon : le vilebrequin et l'arbre de pignon forment le cœur de la transmission de puissance, tous deux construits en acier allié forgé monolithique 11. L'arbre de pignon présente une conception à double entraînement -, permettant un fonctionnement simultané de l'un ou des deux côtés de la pompe, offrant ainsi aux plates-formes de forage une flexibilité d'agencement exceptionnelle.

Les roulements sont configurés et conçus pour une longue durée de vie

:

Roulement principal : 2 roulements à rouleaux coniques à double rangée, utilisés pour supporter les énormes charges radiales et axiales du vilebrequin.

Petit roulement d'arbre d'engrenage : 2 roulements à rouleaux à alignement automatique, qui peuvent compenser la légère déviation de l'arbre et assurer un engrènement fluide des engrenages.

Roulement de tringlerie de vilebrequin - : 3 roulements à rouleaux cylindriques, spécialement conçus pour résister à la charge radiale pure transmise par la tringlerie.

Roulement de traverse : 3 roulements à aiguilles à double rangée, structure compacte pour résister à la charge alternative à haute fréquence de la traverse.

Cette combinaison précise de roulements garantit un support fiable du transfert de puissance à chaque étape, minimisant ainsi l'usure.

système d'huile de lubrification

Le groupe motopropulseur est doté d'un système de lubrification composite standard combinant une lubrification sous pression et une lubrification par barbotage. Le système de pression fournit de l'huile lubrifiante propre avec précision aux points critiques d'engrènement des roulements et des engrenages via une pompe à huile intégrée, tandis que la lubrification par barbotage offre une protection adéquate par film d'huile pour les autres pièces mobiles. Pour garantir des performances optimales et une durée de vie maximale, il est recommandé d'utiliser de l'huile pour engrenages de viscosité ISO VG 460 pendant la « période de rodage » initiale de 2 000-heures de fonctionnement de l'équipement.

 

 

Présentation de la conception modulaire en forme de L-

Science des matériaux et procédés de fabrication avancés

Matériau de base : le module d'extrémité hydraulique est en acier allié forgé à haute résistance. Les normes industrielles utilisent généralement des aciers alliés de qualité supérieure tels que le 35CrMo ou le 40CrMnMo, qui sont soigneusement sélectionnés pour offrir la meilleure combinaison de résistance, de ténacité et de résistance à la corrosion.

Fabrication et traitement : pour maintenir l'intégrité structurelle sous des charges cycliques de 7 500 PSI, le processus de fabrication du module intègre des techniques avancées. Le traitement thermique optimise la dureté et la ténacité des matériaux, tandis que les -méthodes rigoureuses de tests non destructifs (CND)-y compris les tests par ultrasons et par ressuage- garantissent que chaque module est exempt de défauts internes avant de quitter l'usine.

Technologie Autofrettage : Une caractéristique du module avancé de 7 500 PSI est son processus Autofrettage®. Cette technique innovante applique une pression ultra-haute sur l'alésage interne du module, induisant une déformation plastique. La contrainte de compression résiduelle qui en résulte dans la paroi interne neutralise efficacement les contraintes de traction pendant le fonctionnement, prolongeant considérablement la durée de vie en fatigue du module et améliorant sa résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte. Cette technologie révolutionnaire constitue la base pour garantir une fiabilité à long terme-dans des conditions de pression extrême.

Spécification API 7K : L'ensemble d'extrémité hydraulique et tous ses composants sont conçus, fabriqués et testés en stricte conformité avec la spécification API 7K. Cette norme industrielle faisant autorité pour les équipements de forage et de production pétroliers garantit la sécurité, la qualité et l’interchangeabilité des produits.

Pièces d'usure hautes-performances

Chemise de cylindre : Deux options de chemise de cylindre haut de gamme sont disponibles pour répondre à différentes conditions opérationnelles et cycles de maintenance.

Chemise de cylindre bimétallique à haute teneur en chrome : composée d'une coque en acier forgé et d'un manchon intérieur en fonte à haute teneur en chrome coulée par centrifugation, avec une excellente résistance à l'usure, une durée de vie de plus de 800 heures dans des conditions de travail normales.

Revêtement en céramique de zircone : Ce composant combine un boîtier en acier forgé avec un revêtement en céramique de zircone. Doté d'une ténacité, d'une dureté et d'une résistance à l'usure exceptionnelles, le revêtement en céramique de zircone offre une durée de vie de 4 000 à 10 000 heures tout en réduisant considérablement l'usure du piston. Il s'agit de la solution ultime pour maximiser la disponibilité des pompes et minimiser la fréquence de maintenance.

Ensemble de vanne : l'ensemble est conforme aux normes API MOD. 7. Le corps et le siège de la vanne sont fabriqués à partir d'acier allié 20CrMnTi de haute qualité grâce à un traitement de carburation, atteignant une dureté de surface supérieure à 60 $ HRC pour résister aux chocs et à l'abrasion des fluides à haute pression. Le caoutchouc d'étanchéité est généralement constitué d'un matériau polyuréthane haute-performance, garantissant une étanchéité fiable et une durabilité à long terme-dans des conditions de haute-pression.

Piston et tige de piston : la conception de la tige de piston en deux -pièces permet le remplacement du piston sans retirer la chemise de cylindre, ce qui simplifie la maintenance et réduit les temps d'arrêt. Il propose également diverses têtes de piston hautes-performances pour s'adapter à différents systèmes de fluides de forage et conditions de fonctionnement.

Conception facile à entretenir

En plus d'être robuste et durable, l'extrémité hydraulique de 7 500 PSI est conçue en tenant pleinement compte de la commodité de la maintenance sur-site, dans le but de minimiser les temps d'arrêt pour chaque maintenance :

Capuchon de valve Fast Change™ : le capuchon de valve à changement rapide fileté standard-permet un montage et un démontage exceptionnellement rapides et simples de l'ensemble de valve.

Espace de maintenance ouvert : la zone des pistons et des chemises de cylindre est complètement ouverte pour l'inspection, le nettoyage et le remplacement des pièces.

Connexions de canalisation flexibles : les collecteurs d'aspiration et de refoulement peuvent être connectés de chaque côté de la pompe, ce qui facilite une installation intégrée sur différentes plates-formes de forage.

Tableau 1 : Données de performance du NATIONAL 12-P-160 à une vitesse de pompe de 120 SPM

Taille de la chemise de cylindre (pouces)	Pression d'échappement maximale (PSI)	déplacement (GPM)	déplacement (LPM)	Déplacement de course (gal)
4.0	5000	235	889.6	1.96
4.5	5000	298	1128.0	2.48
5.0	5000	367	1389.2	3.06
5.25	5000	404	1529.3	3.37
5.5	5000	444	1680.7	3.70
5.75	5000	486	1839.6	4.05
6.0	4670	529	2002.5	4.41
6.25	4305	574	2172.8	4.78
6.5	3980	620	2346.9	5.17
6.75	3690	670	2536.3	5.58
7.0	3430	720	2725.5	6.00
7.25	3200	772	2922.3	6.43
7.5	2990	826	3126.7	6.88

Remarque : GPM = gallons par minute ; LPM=litres par minute.

Spécifications techniques clés

Le tableau ci-dessous résume les principaux paramètres techniques de la pompe à boue NATIONAL 12-P-160, qui peut être utilisée comme guide de référence rapide.

Tableau 2 : Caractéristiques techniques clés

classe	paramètre	caractéristiques
Puissance nominale	Puissance d'entrée nominale	1 600 ch (1 193 kW)
	Type de pompe	Pompe à piston alternatif à trois cylindres et simple effet
facteur opérationnel	Vitesse nominale de la pompe	120 SPM (courses/min)
	longueur de course	12 pouces (304,8 mm)
Fin de puissance	Type d'engrenage	engrenage à double hélice
	rapport de démultiplication	$3.439:1$
Extrémité hydraulique	Alésage maximal de la chemise de cylindre	7,25 pouces (184,2 mm)
	Pression nominale finale hydraulique	7 500 PSI (nécessite un module haute-pression correspondant)
	Numéro API de la chambre de vanne	MODÈLE. 7
Taille physique	longueur totale	Environ 209 pouces (5309 mm)
	Largeur totale (y compris l'arbre de pignon)	Environ 113,75 pouces (2889 mm)
	hauteur totale	Environ 75 pouces (1905 mm)
	Poids total (hors poulie)	Environ 54 700 livres (24 810 kg)
lien	Bride de tuyau d'arrivée	Bride RJ 10" ASA-150 lb
	Bride de pot d'échappement (version haute pression)	Bride RJ API-10 000 psi de 6 po

 

 

 

• Tampon de pulsation d'échappement : il s'agit d'un composant essentiel dans les systèmes de boue à haute-pression. Le mouvement alternatif de la pompe à boue provoque intrinsèquement des fluctuations de pression lors du déchargement. Le tampon absorbe ces pics de pression grâce à sa vessie d'air interne, assurant ainsi un écoulement plus fluide du fluide dans la conduite de refoulement. Cela réduit non seulement considérablement les vibrations dans les pipelines à haute-pression, protégeant les colonnes montantes en aval, les tuyaux d'eau et les outils de mesure de fond de trou, mais fournit également une pression de forage plus stable - un facteur crucial pour les opérations de forage à pression contrôlée-avec précision.
• Stabilisateur d'aspiration (sac d'aspiration) : installé à l'extrémité d'aspiration de la pompe, ce stabilisateur garantit une admission complète et sans turbulences du fluide de forage-à chaque course. Il élimine efficacement les fluctuations de pression et la cavitation dans la conduite d'aspiration, empêche un remplissage incomplet de la chemise de cylindre, améliorant ainsi l'efficacité volumétrique de la pompe et réduisant les dommages causés par les chocs à la soupape d'aspiration et à la chemise de cylindre.

 

 

• Dispositif de verrouillage du manchon de cylindre hydraulique : En tant que mise à niveau majeure des écrous de verrouillage de manchon manuels traditionnels, le dispositif breveté de verrouillage de manchon de cylindre hydraulique (HLR) 6576-22A de Southwest Company utilise un ensemble de ressorts à disque à haute résistance pour sécuriser le manchon. Lors du remplacement du manchon, l'application d'une pression via une pompe hydraulique compacte comprime sans effort les ressorts, permettant un retrait sûr et rapide de l'ancien manchon. Cette conception innovante réduit non seulement considérablement le temps de remplacement des manchons, mais améliore également considérablement la sécurité opérationnelle.
• Système de pulvérisation/lavage des chemises de cylindre : ce système de refroidissement et de lubrification indépendant pulvérise en continu du liquide de refroidissement sur les surfaces de contact entre les pistons et les chemises de cylindre, dissipant efficacement la chaleur de friction générée par le mouvement alternatif tout en éliminant les particules abrasives. Le système prolonge considérablement la durée de vie de ces deux composants critiques sujets à l'usure, démontrant une efficacité remarquable dans des conditions de vitesse de pompe élevée et de fluide de forage abrasif.

 

 

• Le collecteur du filtre de refoulement est un composant intégré multifonctionnel-installé à l'extrémité de refoulement de la pompe. Il comporte un filtre intégré-pour capturer les grosses particules ou les corps étrangers susceptibles d'endommager les équipements en aval, tout en fournissant des interfaces à bride standardisées pour connecter le tampon de pulsation de décharge et le pipeline principal à haute pression-. Le modèle haute-pression de ce collecteur de filtre de décharge peut résister jusqu'à 7 500 PSI, garantissant l'intégrité de l'ensemble du système de décharge.
• Système d'entraînement : La pompe est conçue avec une adaptabilité d'entraînement exceptionnelle. Il peut être directement connecté à un moteur AC à fréquence variable dédié pour un contrôle précis de la vitesse, ou entraîné via un système d'entraînement par courroie ou par chaîne par le système d'alimentation central de la plate-forme de forage, répondant ainsi aux exigences de configuration électrique des différentes plates-formes de forage.

Environnement d'exploitation cible

Puits profonds et forage à haute pression : cette pompe est largement reconnue comme le choix idéal pour les opérations de forage de puits profonds. Dans de telles opérations, la profondeur extrême du puits et les conditions complexes du fond de trou nécessitent que la pompe à boue fournisse simultanément une haute pression pour surmonter les pertes de pression de circulation importantes tout en maintenant un déplacement suffisant pour un nettoyage efficace du puits de forage. Qu'il s'agisse de puits à grand déplacement (ERD), de puits horizontaux de gaz de schiste ou de puits de gaz à haute -pression, le 12-P-160 offre un support hydraulique fiable.

Opérations intensives de forage offshore : La fiabilité des équipements est primordiale sur les plates-formes de forage maritimes, car tout temps d'arrêt imprévu pourrait entraîner des pertes financières substantielles. Le 12-P-160 est devenu la configuration standard pour les plates-formes offshore (y compris les plates-formes autoélévatrices, les plates-formes semi-submersibles et les navires de forage) grâce à sa conception robuste et ses performances stables. Cet équipement résiste à la corrosion marine et aux défis opérationnels continus, garantissant ainsi un déroulement fluide des projets de forage en eau profonde.

Autres applications industrielles

Bien que principalement conçu pour l'industrie pétrolière et gazière, le 12-P-160 démontre des capacités exceptionnelles de traitement des fluides à haute-pression et résistance à la corrosion-, ce qui le rend également adapté à d'autres applications industrielles exigeantes. Par exemple, dans le forage géothermique, il fait circuler efficacement de l'eau géothermique à haute température et hautement minéralisée ; dans les opérations minières, il permet le transport de boues minérales sur de longues distances et à haute hauteur.

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