Çamur pompaları (devirdaim pompaları), delme işlemi sırasında matkabın soğutulması ve matkabın formasyondan kopardığı kırıntıların kuyu dışarısına atılması için sondaj sıvısının uygun basınç ve miktarda kuyu içerisine basılması işlemlerinde kullanılmaktadır. Çamur pompaları, sondaj işlemlerinde sondaj sıvısını (çamur) dolaştırmak için kullanılan önemli bir ekipmandır. Bu sıvı, matkabın soğutulmasını ve delme işlemi sırasında oluşan kaya parçalarının kuyudan taşınmasını sağlar.
Çamur Pompası
Çamur pompası, sondaj sıvısını emme hortumu aracılığı ile havuzdan emmekte ve basma hortumu aracılığı ile takımın en üst ucunda bulunan subaşlığına iletmektedir. Basınçlı bu sıvı, tij içerisinden geçmekte ve takımın en alt ucunda bulunan matkaptan çıkmaktadır. Daha sonra, tijlerle kuyu duvarı arasındaki anülüs adı verilen boşluktan yükselerek kuyu ağzından havuza boşalmaktadır.
Çamur pompaları, genellikle sondaj makinası güç ünitesine bağımlı olarak çalıştırılmaktadır. Çalışmanın amacına göre, bağımsız güç ünitesi ile çalışan çamur pompaları da bulunmaktadır. Çamur pompaları pistonlu pompalardır. Bir pompada birden fazla piston bulunabilir. İki pistonlu pompalar “dublex pompa”, üç pistonlu pompalar “triplex pompa” olarak adlandırılır.
Çamur Pompası Çalışma Prensibi
Çamur pompası, sondaj sıvısını emme hortumu aracılığıyla havuzdan emer. Basınçlı sıvı, pistonlar tarafından tahrik edilerek basma hortumuna gönderilir. Sıvı, tij içerisinden geçerek matkaba ulaşır ve delme işlemini gerçekleştirir. Kullanılmış sıvı, anülüs adı verilen boşluktan yükselerek kuyu ağzından havuza geri döner.
Emme Aşaması
- Emme Hortumu: Sondaj sıvısı (çamur) havuzda bulunur ve emme hortumu ile pompaya taşınır. Hortum, çamur havuzunun dibine yerleştirilir ve çamurun pompaya kolayca ulaşmasını sağlar.
- Emme Vanası: Emme hortumunun ucunda bulunan vana, çamurun pompaya girişini kontrol eder. Vananın açılmasıyla çamur pompaya girmeye başlar.
- Piston Hareketi: Pompadaki pistonlar geriye doğru hareket ederek pompanın iç kısmında bir vakum oluşturur. Bu vakum, çamurun emme hortumundan pompaya çekilmesini sağlar.
Basma Aşaması
- Basma Vanası: Pistonlar geriye doğru hareket ederken, basma vanası kapanır ve çamurun pompanın iç kısmında hapsolmasını sağlar.
- Piston Hareketi: Pistonlar ileri doğru hareket ederek çamuru basma hortumuna doğru iter.
- Basınç Artışı: Pistonların ileri hareketi, çamur üzerinde basınç oluşturur ve bu basınç çamurun tij içerisinden geçerek matkaba ulaşmasını sağlar.
- Sondaj Sıvısı Dolaşımı: Kullanılmış sondaj sıvısı, anülüs adı verilen boşluktan yükselerek kuyu ağzından havuza geri döner. Bu dolaşım, matkabın soğutulmasını ve delme işlemi sırasında oluşan kaya parçalarının kuyudan taşınmasını sağlar.
Çalışma Prensibini Etkileyen Faktörler
- Piston Sayısı: Pompadaki piston sayısı, pompanın kapasitesini ve basınç değerini etkiler.
- Piston Hızı: Pistonların hareket hızı, pompanın debi değerini (dakikada taşınan sıvı miktarı) etkiler.
- Sondaj Sıvısı Viskozitesi: Sondaj sıvısının yoğunluğu ve akışkanlığı, pompanın performansını etkileyebilir.
- Güç Kaynağı: Pompanın elektrikli veya dizel motorlu olması, çalışma prensibini ve performansı etkileyen faktörlerden biridir.
Çamur Pompası Çeşitleri
Pistonlu Pompalar
- En yaygın kullanılan çamur pompalarıdır.
- Bir pompada birden fazla piston bulunabilir.
- Piston sayısı, pompanın kapasitesini ve basınç değerini etkiler.
- Dublex Pompalar: İki pistonlu pompalardır. Daha az kapasiteli ve basınçlıdırlar.
- Triplex Pompalar: Üç pistonlu pompalardır. Dublex pompalara göre daha fazla kapasiteye ve basınca sahiptirler.
- Avantajlar: Yüksek basınç ve kapasite, dayanıklılık, çeşitli sondaj sıvıları ile uyumluluk.
- Dezavantajlar: Daha yüksek maliyet, karmaşık bakım, daha fazla titreşim.
Diyafram Pompaları
- Pistonlu pompalara göre daha az yaygındır.
- Diyaframın esnekliği sayesinde çamurda bulunan katı parçacıklardan daha az etkilenirler.
- Avantajlar: Katı parçacıklara karşı dayanıklılık, daha az bakım ihtiyacı, daha az titreşim.
- Dezavantajlar: Daha düşük kapasite ve basınç, pistonlu pompalara göre daha pahalı.
Santrifüj Pompalar
- Daha az viskoziteli sıvılar için uygundur.
- Büyük çaplı sondajlarda kullanılırlar.
- Avantajlar: Daha az maliyet, basit tasarım, kolay bakım.
- Dezavantajlar: Daha düşük basınç ve kapasite, yüksek viskoziteli sıvılara uygun değil.
Çamur Pompası Bileşenleri
Tahrik Kısmı
Motordan gelen hareket, zincir-dişli ve V dişlileri ile bir eksantrik çarkına iletilir. Çarka bağlı biyel kollarının ucundaki çapraz kafalarla ise; dönme hareketi, kroset yatağında yatay düzlemdeki gidiş-geliş hareketine dönüştürülür. Dubleks pompalarda, çift hareketlendirme takımı bulunur ve iki takım, l80°’lik faz farkı ile hareket ederler. Yani hareket, pistonların biri giderken, diğeri gelecek şekilde ayarlanmıştır. Çamur pompasının tahrik kısmı çelik döküm bir gövde içerisine yerleştirilmiştir.
Tahrik kısmı, motorun ürettiği dönme hareketini pistonların gidiş-geliş hareketine dönüştürerek çamur pompasının çalışmasını sağlar.
Tahrik Kısmı Bileşenleri
- Motor: Elektrikli veya dizel motor olabilir. Motorun gücü, pompanın kapasitesine ve basınç değerine göre belirlenir.
- Zincir-Dişli ve V Dişlileri: Motorun dönme hareketini eksantrik çarkına aktarmak için kullanılır. Zincir-dişli ve V dişlileri, farklı diş oranlarına sahip olabilir. Bu sayede, motorun hızı ve torku pompanın ihtiyacına göre ayarlanabilir.
- Eksantrik Çark: Dönme hareketini, biyel kollarına bağlı çapraz kafalara iletir. Eksantrik çarkın eksantrikliği, pistonların strok uzunluğunu belirler.
- Biyel Kolları: Eksantrik çarka bağlıdır ve çapraz kafaları hareket ettirir.
- Çapraz Kafalar: Biyel kollarının ucunda bulunur ve pistonları kroset yatağında yönlendirir.
- Kroset Yatağı: Pistonların yatay düzlemde hareket ettiği yoldur.
- Dubleks Pompalarda Hareketlendirme Takımları: Dubleks pompalarda iki adet hareketlendirme takımı bulunur. Bu takımlar, 180°’lik faz farkı ile hareket eder. Bu sayede, pistonların biri yukarı çıkarken diğeri aşağı iner ve pompanın sürekli bir şekilde çalışması sağlanır.
- Çelik Döküm Gövde: Tahrik kısmının tüm bileşenlerini kapsar ve korur.
Tahrik Kısmı Çalışma Prensibi
- Motor, zincir-dişli ve V dişlileri aracılığıyla eksantrik çarka dönme hareketi verir.
- Eksantrik çark, biyel kollarını ve çapraz kafaları hareket ettirir.
- Çapraz kafalar, pistonları kroset yatağında yatay düzlemde iter ve çeker.
- Pistonların hareketi, çamur pompasının emme ve basma işlemini gerçekleştirir.
Tahrik Kısmı Bakımı
- Tahrik kısmının düzenli olarak bakımı ve yağlanması önemlidir.
- Dişliler ve zincirlerin aşınması veya hasar görmesi kontrol edilmelidir.
- Eksantrik çark ve yataklarının durumu kontrol edilmelidir.
- Bilyalı rulmanlar ve keçelerin durumu kontrol edilmelidir.
- Gerekirse, tahrik kısmındaki parçalar değiştirilmelidir.
Piston Kolu
Biyel kolu oynar çapraz kafasına (kroset) bağlı bir piston kolu, gidiş-geliş hareketini pistona iletir. Pratikte “piston rodu” ismi verilen iki ucuna diş çekilmiş çelik döküm kol pistona ve krosete dişli bir kısım ve somunla bağlanmış olup, az veya çok vira edilerek, boyu ayarlanabilir. Pompanın vuruntulu çalışarak arızalanmasına neden olabilecek bu önemli düzenlemeye “rod ayarı” adı verilir. Piston kolunun, silindir bloğuna girdiği yerde “geçirimsizliği” ve “otomatik yağlamayı” sağlamak için, “salmastralar” bulunur. Çamur pompasının verimli çalışması için, “rod salmastraları” görevlerini tam yapmalı ve bakımlı olmalıdırlar.
Piston Kolu Görevi
Piston kolu, biyel kolundan aldığı gidiş-geliş hareketini pistona ileterek pistonun yukarı ve aşağı hareket etmesini sağlar. Bu sayede, çamur pompasının emme ve basma işlemi gerçekleşir.
Piston Kolu Bileşenleri
- Piston Kolu: Oynar çapraz kafaya (kroset) bağlı bir çelik döküm koldur.
- Pistonun Rodu: Piston kolunun ucunda bulunan ve pistona dişli bir bağlantıyla bağlanan çubuktur.
- Rod Ayar Somunu: Piston kolunun uzunluğunu ayarlamak için kullanılır.
- Salmastralar: Piston kolunun silindir bloğuna girdiği yerde bulunan ve sızdırmazlığı sağlayan contalardır.
Piston Kolu Çalışma Prensibi
- Biyel kolu, eksantrik çarktan aldığı dönme hareketini piston koluna iletir.
- Piston kolu, bu hareketi pistona aktararak pistonun yukarı ve aşağı hareket etmesini sağlar.
- Pistonun yukarı hareketi, çamur pompasının emme işlemini gerçekleştirir.
- Pistonun aşağı hareketi ise basma işlemini gerçekleştirir.
Silindir Bloğu ve Gömleği
Piston kolunun bağlı olduğu piston, bir silindir gömleği içerisinde ileri-geri hareket eder. Değiştirilebilir bu silindire “çamur pompası gömleği“, gömleğin içine yerleştirildiği boşluğa “silindir bloğu” denilir. Gömlek iç yüzeyleri çamur içerisinde bulunan kum tanelerinin aşındırıcı etkisi ile bir süre sonra bozulur ve verimden düşerler.
Bu nedenle, kolay değiştirilebilir şekilde yerlerine yerleştirilmişlerdir. Ayrıca, gömlek iç çapı pompa verimini; gömlek boyu (stroku), pompa basıncını etkilediğinden; pompayı değişik karakteristiklerde çalıştırabilmek için de, gömlek değişikliği yapılır. Yani, silindir bloğu, değişik çap ve boylarda gömleklere uygun yapılmıştır.
Silindir Bloğu ve Gömleği Görevi
Silindir bloğu, pistonların hareket ettiği silindir gömleklerini barındırır ve pompanın ana gövdesini oluşturur. Silindirin gömleği ise pistonun ileri geri hareket ettiği ve çamurun pompalandığı yerdir.
Silindir Bloğu ve Gömleği Bileşenleri
- Silindirin Bloğu: Döküm metalden (genellikle çelik veya demir) üretilen ve silindir gömleklerini barındıran ana gövdedir. Su kanalları veya hava kanalları ile soğutma sistemi içerir.
- Silindir Gömleği: Silindir bloğuna yerleştirilen ve pistonun hareket ettiği delikli parçadır. Aşınmaya dayanıklı malzemeden (genellikle sertleştirilmiş çelik veya krom) üretilir.
- Gömlek O-ringleri: Silindir gömleğinin silindir bloğuna sızdırmaz bir şekilde oturmasını sağlar.
- Gömlek Bağlantı Somunları: Silindir gömleğini silindir bloğuna sabitler.
Piston
Piston, demir döküm silindirik bir parça olup, her iki yüzüne kauçuk lastikler takılır. Dışa gelen yüzleri biraz daha geniş olan bu kauçuk parçalara “piston lastiği” adı verilir. Lastikler sürtünmeye dayanıklı olmakla birlikte sıkça aşınır ve değiştirilirler. Pistonun boyutları, gömlek çapına bağı olarak duruma göre değiştirilerek büyütülür veya küçültülebilir.
Piston Görevi
Çamur pompasının kalbidir ve silindir gömleği içerisinde yukarı ve aşağı hareket ederek çamurun emilmesini ve basılmasını sağlar.
Piston Bileşenleri
- Pistonun Gövdesi: Demir dökümden üretilen silindirik parçadır.
- Piston Lastikleri: Pistonun her iki yüzüne takılan ve sızdırmazlığı sağlayan kauçuk parçalardır.
- Pistonun Segmanları: Pistonun yan yüzeylerinde bulunan ve piston ile silindir gömleği arasındaki boşluğu kapatarak sızıntıyı önleyen parçalardır.
- Piston Başı: Pistonun üst kısmında bulunan ve piston koluna bağlanan parçadır.
Piston Çalışma Prensibi
- Pistonun kolu, pistona bağlıdır ve pistonu silindir gömleği içerisinde yukarı ve aşağı hareket ettirir.
- Pistonun yukarı hareketi, çamur pompasının emme işlemini gerçekleştirir. Silindir gömleğinin alt kısmındaki boşluk, çamur ile dolar.
- Pistonun aşağı hareketi ise basma işlemini gerçekleştirir. Piston, çamuru silindir gömleğinin yukarı kısmına doğru iter ve basma hattına gönderir.
- Pistonun lastikleri ve piston segmanları, pistonun silindir gömleği ile sızdırmaz bir şekilde temas etmesini sağlar.
Piston Bakımı
- Pistonun düzenli olarak bakımı ve kontrol edilmesi önemlidir.
- Piston lastikleri ve piston segmanları aşınma ve yıpranmaya karşı kontrol edilmeli ve gerekirse değiştirilmelidir.
- Piston gövdesinde herhangi bir çatlak veya kırık olmamalıdır.
Klepeler
Pompa emme ve basma işlemlerini yaparken, sırasıyla açılıp kapanan kapakçıklara “valf veya “klepe” adı verilir. Tek tesirli pompalarda her silindirde biri emme, biri basma olmak üzere iki klepe vardır. Çift tesirli pompalarda ikisi emme ikisi basma olmak üzere dört klepe bulunur. Bura göre, genellikle kullanılan tip olan “çift tesirli bir dubleks” çamur pompasında sekiz adet klepe bulunur. Klepeler çeşitli şekillerde olabilirse de, en çok kullanılan tipler yaylı ve konik lastikli tiplerdir. Kirlenmeye ve aşınmaya çok uygun bir yer olan “klepe yatakları” ve parçalarının her zaman temiz ve çalışır durumda bulundurulmaları gerekir.
Klepeler Görevi
Klepeler, çamur pompasının emme ve basma işlemlerini kontrol eden kapakçıklardır. Pompanın emme hattından çamurun içeri girmesini ve basma hattına çıkmasını sağlarlar.
Klepeler Çeşitleri
- Yaylı Klepeler: En yaygın kullanılan klepe tipidir. Yay, klepenin kapalı kalmasını sağlar.
- Konik Lastikli Klepeler: Konik bir lastik conta ile sızdırmazlığı sağlayan klepe tipidir.
- Diğer Klepe Tipleri: Küresel klepeler, pistonlu klepeler, diyafram klepeler gibi farklı klepe tipleri de kullanılabilir.
Çift Tesirli Pompalarda Klepeler
Çift tesirli pompalarda, pistonun her gidiş-gelişinde hem emme hem de basma işlemi gerçekleşir. Bu nedenle, her silindirde iki emme ve iki basma klepesi bulunur. Dubleks pompalarda ise toplamda sekiz klepe bulunur.
Çamur pompaları daha çok çift etkilidirler. Çift etkili pompalarda, pistonun her gidiş ve gelişinde yani tek peryotta klepe hareketleri ile hem emme hem de basma işlevi yerine getirilir. Çamur pompaları, çoğunlukla dublekste denilen iki pistonludurlar.
Çamur pompaları emme basma prensibi ile çalışırlar. Pistonlar geri hareketlerinde çamuru tanktan emerek ileri harekette dolaşım hattına basarlar. Çalışma sırasında pompa çıkışındaki çamur basıncı emme periyodunda düşer, basma periyodunda yükselir. Bu iniş çıkışlar dolaşım hattında titreşimlere neden olur. Pistonların ileri-geri hareket zamanları farklı seçilerek basınç yükselim ve düşümleri bir ölçüde dengelenir. Pompa çıkış ucuna bağlanan “basınç dengeleme silindiri” ile basınç oldukça iyi bir şekilde düzenlenir.
Pompalardaki piston çapı değiştirilerek basılacak çamurun debisi ve pompa basıncı ayarlanabilir. Küçük silindirlerin kullanımı debiyi azaltır, basıncı artırır. Derin sondajlarda sondaj çamurunun dolaşımı için basınç artışı gerektiğinden daha küçük olan silindirler kullanılır. Basıncın artışı silindirlerde aşınmayı artırır.
Pompa seçiminde, ekonomik faktörler göz önünde bulundurulmalı ve gereğinden büyük kapasiteli pompa seçilmemelidir. Çalışma esnasında pompaların emniyet subaplarının sık sık kontrol edilmesi pompaların en önemli bakım işidir.