Perché la pressione di mandata della pompa per fanghi diminuisce durante il funzionamento continuo

Un calo graduale della pressione di mandata della pompa fango non significa automaticamente che la pompa sia guasta. In una pompa fango alternativa, la pressione riflette la resistenza incontrata dal fluido erogato. Una lettura in diminuzione può quindi indicare una riduzione della portata della pompa, una minore resistenza idraulica, una perdita o un segnale di pressione impreciso. La distinzione più utile consiste nel verificare se la pressione diminuisce mentre la velocità effettiva della pompa e la portata erogata rimangono costanti.

Nel valutare quali siano i guasti più comuni delle pompe fango durante il funzionamento continuo, è importante prestare attenzione alla carenza di alimentazione in aspirazione, alle valvole usurate, alle perdite dei pistoni e ai danni alle camicie. Tuttavia, anche variazioni del fluido di perforazione, un bypass aperto o un’erosione a valle possono produrre sintomi simili. Aumentare la velocità della pompa prima di individuarne la causa può aggravare la cavitazione, accelerare l’usura o mascherare una perdita in via di sviluppo.

Determinare cosa è cambiato insieme alla pressione

Confrontare le condizioni attuali con l’ultimo periodo di funzionamento stabile: corse effettive al minuto, pressione di mandata, pressione di aspirazione, temperatura e densità del fango, reologia, livello nel serbatoio e indicatori di portata. Annotare eventuali variazioni nella configurazione della pompa, nella profondità di perforazione, nel movimento delle aste, nella configurazione degli ugelli o nella posizione delle valvole. I confronti sono significativi solo se le condizioni operative sono sufficientemente simili.

Il solo conteggio delle corse non dimostra che la pompa stia erogando il volume previsto. La portata teorica dipende dalla cilindrata e dalla velocità; quella effettiva dipende anche dal grado di riempimento dei cilindri e dall’efficacia di valvole e tenute nel prevenire le perdite. Una pompa può mantenere la stessa frequenza di corsa erogando meno fango.

Ove disponibile, utilizzare un’indicazione di pressione indipendente. Una presa di pressione ostruita o un trasduttore difettoso possono simulare il deterioramento dell’apparecchiatura. Non allentare il raccordo di un manometro né liberare una presa di pressione mentre il sistema è in pressione.

Verificare se l’alimentazione della pompa in aspirazione è insufficiente

I problemi di aspirazione possono svilupparsi gradualmente anche durante un funzionamento altrimenti stabile. Un filtro accumula solidi, il livello nel serbatoio si abbassa, i materiali depositati ostruiscono un’uscita oppure un tubo di aspirazione si deforma. Se è installata una pompa di carica, anche una riduzione della pressione di carica può limitare il riempimento dei cilindri.

Controllare gli indicatori accessibili e le condizioni esterne: livello nel serbatoio, posizione della valvola di aspirazione, condizioni del tubo flessibile, funzionamento della pompa di carica e andamento della pressione di aspirazione. Un livello basso nel serbatoio può creare un vortice che aspira aria anche prima che l’aspirazione rimanga scoperta. Connessioni di aspirazione non a tenuta possono far entrare aria senza che si notino evidenti perdite di fango verso l’esterno.

Il riempimento incompleto riduce il volume erogato. La cavitazione si verifica quando la pressione locale diventa sufficientemente bassa da formare cavità di vapore; l’aria o il gas trascinati nel fluido possono causare un’erogazione instabile simile, ma non attraverso lo stesso meccanismo. Entrambi i fenomeni possono generare fluttuazioni di pressione e vibrazioni, quindi il solo rumore non consente una diagnosi affidabile.

La restrizione può risultare più evidente alle velocità di corsa più elevate, perché l’aspirazione non riesce a fornire la portata richiesta. Se consentito dalla procedura operativa, una riduzione controllata della velocità può aiutare a determinare se l’instabilità è legata all’aspirazione. Non è una riparazione: la restrizione, la pressione di carica insufficiente o il punto d’ingresso dell’aria devono comunque essere corretti.

Riconoscere le perdite progressive nel lato fluido

Se le condizioni di aspirazione e la velocità effettiva della pompa sono stabili, una riduzione della portata indirizza maggiormente l’attenzione verso il lato fluido. I solidi abrasivi e i carichi ripetuti possono danneggiare le superfici di tenuta delle valvole, i pistoni e le camicie. Le perdite riducono quindi il rendimento volumetrico, anche se il lato motore continua a completare ogni corsa.

Valvole che non garantiscono più una tenuta corretta

Un inserto della valvola danneggiato, una sede erosa, una molla rotta o detriti intrappolati possono impedire la chiusura completa. Una perdita dalla valvola di mandata consente al fango in pressione di rifluire nel cilindro; una perdita dalla valvola di aspirazione può consentire al fango spostato di fuoriuscire verso l’aspirazione. Entrambi i casi riducono la portata effettivamente erogata e possono generare una forma d’onda della pressione irregolare.

Variazioni delle pulsazioni o colpi anomali possono avvalorare questa diagnosi, ma non consentono di identificare con certezza una specifica valvola. Anche un problema all’ammortizzatore di pulsazioni può aumentare le fluttuazioni di pressione senza causare la stessa perdita della portata media. L’ispezione delle valvole richiede l’arresto, l’isolamento e la verifica dell’assenza di pressione.

Usura di pistoni e camicie

Le tenute usurate dei pistoni o le superfici danneggiate delle camicie consentono al fango di passare oltre il pistone. Le perdite possono accentuarsi con il riscaldamento dei componenti, mentre un raffreddamento o un lavaggio insufficiente dei pistoni, ove previsti, possono accelerare i danni. Verificare che il flusso e le condizioni del sistema di raffreddamento o lavaggio siano conformi alle specifiche.

A seconda della progettazione della pompa, le perdite anomale possono essere visibili dagli scarichi appositamente previsti o nell’area della camicia. Osservare solo da una posizione sicura e con le protezioni installate. Non avvicinarsi a una sospetta perdita ad alta pressione per individuarla al tatto. Se è necessario smontare i componenti, ispezionare insieme il pistone e la camicia: sostituire una tenuta senza intervenire su una camicia rigata o eccessivamente usurata potrebbe lasciare irrisolto il problema di fondo.

Distinguere le variazioni del fango dal deterioramento della pompa

La temperatura e la reologia del fango influiscono sulla pressione di circolazione. Se il riscaldamento o il trattamento riducono la viscosità o il limite di scorrimento, la pressione può diminuire anche quando la portata erogata rimane invariata. Anche le variazioni di densità influiscono sul sistema, sebbene una lettura della pressione in superficie non permetta, da sola, di determinare quale proprietà del fluido sia cambiata.

Confrontare le misurazioni rappresentative del fango con l’andamento della pressione, invece di presumere che ogni calo graduale sia dovuto a usura meccanica. Mantenere chiara la distinzione tra pressione di circolazione e pressione idrostatica: una lettura inferiore della pressione di mandata non dimostra, da sola, una riduzione della densità del fango.

Le variazioni del fluido possono anche compromettere il riempimento della pompa. Una viscosità più elevata aumenta le perdite in aspirazione, mentre il fango contaminato da gas rende l’erogazione meno costante. Pertanto, un calo di pressione legato al fango può indicare sia una riduzione della resistenza a valle sia una diminuzione della portata della pompa. Le informazioni sulla portata e le condizioni di aspirazione aiutano a distinguere i due meccanismi.

Non trascurare bypass e perdite a valle

Una valvola di bypass, un dispositivo di scarico o un collegamento al collettore possono deviare il flusso dal percorso di circolazione previsto. Verificare la posizione delle valvole e gli indicatori disponibili sul percorso di ritorno rispetto alla configurazione operativa approvata. Un dispositivo di scarico che perde al di sotto della pressione di esercizio prevista deve essere esaminato, non regolato semplicemente per ripristinare la lettura del manometro.

Se la velocità della pompa e la portata erogata rimangono stabili ma la pressione cala inaspettatamente, verificare l’integrità del circuito a valle. Una perdita nella linea di superficie, un’erosione delle aste di perforazione o una variazione delle condizioni degli ugelli possono ridurre la resistenza. In un’operazione di perforazione, la rilevanza del fenomeno dipende dall’andamento della pressione, dalla portata di ritorno, dal volume nelle vasche e dalle attività in corso.

Un calo di pressione inspiegabile accompagnato da ritorni anomali o variazioni del volume nelle vasche deve essere gestito secondo le procedure del sito per la perforazione e il controllo del pozzo. Non continuare a diagnosticare la pompa isolatamente e non aumentare la velocità solo per ripristinare la pressione precedente. Un’erosione in via di sviluppo può estendersi mentre l’apparecchiatura continua a funzionare.

Confermare la riparazione in condizioni controllate

Arrestare tempestivamente l’impianto o segnalare il problema se la perdita di pressione è accompagnata da una perdita visibile ad alta pressione, forti colpi anomali, surriscaldamento, vibrazioni in aumento o indicatori anomali del pozzo. Prima di aprire il lato fluido o il sistema di aspirazione, isolare l’apparecchiatura, applicare il lockout/tagout e verificare che la pressione intrappolata sia stata scaricata. Gli ammortizzatori di pulsazioni e gli altri dispositivi che accumulano energia richiedono le precauzioni specifiche indicate dal produttore.

Dopo aver corretto la causa individuata, riavviare secondo la procedura approvata e aumentare progressivamente la velocità. Confrontare la pressione, la velocità effettiva, le condizioni di aspirazione e la portata erogata in un punto operativo ripetibile. Verificare che le perdite, le vibrazioni e il comportamento del sistema di raffreddamento siano accettabili.

Il solo ripristino della pressione non è una prova sufficiente del buon esito della riparazione: la pressione può aumentare perché la resistenza è cresciuta, mentre la portata rimane insufficiente. La conferma più solida è il ripristino della portata con proprietà del fango e condizioni del circuito comparabili, aspirazione stabile e assenza di sintomi meccanici anomali. Registrare queste condizioni fornisce un riferimento utile per rilevare il successivo calo graduale prima che provochi un’interruzione importante.