Guarnizione della pompa a pistone per il servizio pozzi svolge un ruolo cruciale nel industria petrolifera e del gas , in particolare nelle operazioni di manutenzione dei pozzi.

1. Funzione

La funzione primaria di guarnizione della pompa a pistoni è quello di creare una tenuta affidabile tra lo stantuffo e il cilindro della pompa. Impedisce la fuoriuscita di fluidi, come fanghi di perforazione, fluidi di fratturazione o fluidi di produzione (miscele di petrolio e gas).

2. Materiali e costruzione

Queste guarnizioni sono solitamente realizzate con una combinazione di materiali per resistere alle dure condizioni di esercizio dei pozzi.

• Elastomeri: materiali come la gomma nitrilica (NBR) e la gomma nitrilica idrogenata (HNBR) sono comunemente utilizzati. L'NBR offre una buona resistenza a oli e idrocarburi ed è adatto a un'ampia gamma di temperature. L'HNBR offre una maggiore resistenza al calore, agli agenti chimici e all'abrasione, rendendolo ideale per le applicazioni più impegnative.
• Compositi rinforzati con fibre: a volte vengono utilizzate fibre come le fibre aramidiche per rinforzare il materiale di tenuta. Le guarnizioni rinforzate con fibre aramidiche presentano un'elevata resistenza e una buona resistenza all'abrasione. Le fibre contribuiscono a mantenere l'integrità della guarnizione in condizioni di alta pressione e alto attrito.

3. Caratteristiche delle prestazioni

• Sigillabilità: le guarnizioni di alta qualità possono mantenere la tenuta anche a pressioni estremamente elevate, comuni nelle applicazioni di manutenzione dei pozzi, come la fratturazione idraulica, dove le pressioni possono raggiungere migliaia di libbre per pollice quadrato.
• Resistenza all'usura: la guarnizione della pompa a pistoni è soggetta a continuo attrito mentre lo stantuffo si muove avanti e indietro all'interno del cilindro. Una buona resistenza all'usura garantisce una maggiore durata.
• Resistenza chimica: i fluidi di servizio dei pozzi possono contenere un'ampia varietà di sostanze chimiche. La guarnizione deve resistere al degrado e mantenere le sue proprietà di tenuta quando esposta a queste sostanze. Questa resistenza chimica è fondamentale per il funzionamento affidabile della pompa a pistoni in diversi scenari di servizio dei pozzi.
• Resistenza alla temperatura: a seconda della profondità del pozzo e della natura dell'operazione, la temperatura può variare significativamente. Le guarnizioni delle pompe a pistone devono essere in grado di funzionare efficacemente in un ampio intervallo di temperatura. Ad esempio, nelle operazioni in pozzi profondi, la temperatura può essere piuttosto elevata e il materiale di tenuta deve mantenere le sue proprietà meccaniche e di tenuta senza ammorbidirsi o indurirsi eccessivamente.

4. Applicazione nel settore petrolifero e del gas

Nel settore dei servizi per i pozzi di petrolio e gas, le guarnizioni per pompe a pistoni vengono utilizzate in varie operazioni.

• Perforazione: durante il processo di perforazione, la pompa viene utilizzata per far circolare il fango di perforazione. La guarnizione garantisce che il fango venga pompato alla pressione richiesta senza perdite, mantenendo la stabilità del pozzo e raffreddando e lubrificando la punta di perforazione.
• Fratturazione e acidificazione: nella fratturazione idraulica, fluidi ad altissima pressione vengono pompati nel pozzo per creare fratture nella formazione rocciosa e migliorare la produzione di petrolio e gas. Il riempimento della pompa a pistoni deve resistere a queste pressioni elevate e alla natura corrosiva dei fluidi di fratturazione. Analogamente, nelle operazioni di acidificazione, in cui gli acidi vengono utilizzati per dissolvere le formazioni rocciose e migliorarne la permeabilità, il riempimento deve resistere ai fluidi a base acida.