Pompe submersible électrique


Les pompes submersibles électriques (ESP), tout comme les pompes à turbine verticale dans la conception, sont généralement utilisées pour pomper du liquide. Essentiellement, un moteur électrique entraîne la pompe et l’énergie cinétique du fluide est augmentée. Cette énergie est ensuite en partie convertie en pression, qui soulève le fluide à travers la pompe. Les ESP sont des pompes centrifuges à arbres verticaux et, par conséquent, dépendent de turbines rotatives de base pour pressuriser le fluide.


Principes de base de la pompe centrifuge

Les pompes centrifuges sont dotées d’une fonction rotative roues à aubes, généralement en métal, qui contiennent des aubes. Ces palettes transfèrent l’énergie du moteur au fluide qu’elles propulsent. Lorsque le fluide pénètre dans la roue, il accélère à mesure que la roue tourne. Finalement, le fluide sort des aubes de la turbine à une vitesse accrue et l’énergie cinétique est généralement convertie en pression.

Dans un ESP, des joints mécaniques sont utilisés pour empêcher le fluide de s’écouler dans le moteur – le moteur est couplé à la pompe elle-même et l’ensemble de l’unité est immergé dans le fluide qu’il pompe. Sans garnitures mécaniques protégeant l’unité fermée, le moteur pourrait court-circuiter et tomber en panne.

Dans les cas où plus d’une roue est utilisée, la pompe est dite à plusieurs étages. Les pompes centrifuges multicellulaires peuvent comporter plusieurs roues situées sur un arbre ou des roues sur des arbres séparés. Le résultat de la connexion des roues en série est une pression plus élevée ; la connexion des roues parallèles les unes aux autres entraîne une augmentation de la puissance. Quoi qu’il en soit, le fluide recueillera toujours son énergie du moteur électrique qui entraîne les roues.

Applications ESP

Les ESP sont utilisés dans de nombreuses applications différentes. Les pompes à un étage peuvent être utilisées pour le drainage et le pompage de base, comme dans de nombreuses applications industrielles, et peuvent également gérer le pompage de lisier. Les pompes à plusieurs étages sont plus souvent utilisées dans les applications d’élimination de l’eau et peuvent être utilisées dans les puits d’eau et de pétrole. Quelle que soit l’application, une double vérification des spécifications de fabrication d’un ESP donné permettra de s’assurer de sa bonne utilisation.

ESP et puits de pétrole
Parce que les ESP peuvent fonctionner avec une variété de débits et de profondeurs, ils sont bien adaptés pour travailler à l’intérieur des puits de pétrole. Lorsqu’elle est utilisée avec précision, une pompe ESP peut diminuer la pression du puits au fond, permettant le retrait d’une plus grande quantité d’huile que ce qui pourrait autrement être extrait dans des conditions de pression normales. Le diamètre de la pompe varie de 90 millimètres (mm) à 254 mm, et les pompes peuvent mesurer de 1 à 8,7 mètres de long.

ESP et puits de gaz d’assèchement

Certains réservoirs de gaz peuvent produire une grande quantité de liquide, mais comme le gaz peut endommager les ESP, il faut faire attention lors de l’utilisation d’un ESP pour éliminer le liquide d’un puits de gaz. Cependant, des systèmes ESP peuvent être conçus pour permettre au gaz de s’écouler librement dans le corps de la pompe, tandis que la pompe élimine efficacement le fluide. Le débit de gaz dépend en grande partie de la pression de refoulement du tubage – il existe généralement quatre méthodes avec lesquelles les ESP peuvent être utilisés pour assécher les puits de gaz, mais en fonction de la situation exacte du puits, toutes les configurations ESP doivent être suffisamment étudiées avant qu’une méthode ne soit utilisée.

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