مضخات مكبسية عالية الضغط — مضخات ثلاثية بمكابس خزفية حتى 300 MPa

إنها مضخة ترددية إزاحية موجبة. يدير عمود مرفقي ثلاثة مكابس غاطسة (بتهيئة ثلاثية) بالتتابع؛ حيث يسحب كل مكبس المائع خلال شوط الشفط عبر صمام الدخول، ثم يدفعه بضغط عالٍ عبر صمام الطرد خلال شوط الرجوع. ويسهم توزيع ثلاثة مكابس بإزاحات زاوية على عمود المرفق في جعل التدفق المجمع أكثر انتظامًا وتقليل النبضات مقارنة بمضخة ذات مكبس غاطس واحد.

في مضخة المكبس، يتحرك مانع التسرب مع المكبس داخل الأسطوانة؛ أما في مضخة المكبس الغاطس، فيبقى مانع التسرب ثابتًا وينزلق المكبس الغاطس الأملس من خلاله. ويسهل فحص مانع التسرب الثابت عالي الضغط واستبداله، كما أنه يتحمل ضغطًا أعلى، ولذلك تهيمن مضخات المكابس الغاطسة على تطبيقات الضغط الفائق. وتتشابه مضخة المكبس الغاطس عالية الضغط ومضخة المكبس عالية الضغط في الشكل، لكن تصميم المكبس الغاطس هو القابل للتوسع ليعمل عند ضغوط تبلغ آلاف bar.

من بين المضخات الصناعية الشائعة، تحقق المضخة الترددية ذات المكابس الغاطسة أعلى الضغوط — إذ تصل بوضوح إلى نطاق الضغط الفائق الذي يتجاوز 10,000 psi، بينما تعمل الوحدات المتخصصة عند ضغوط تبلغ آلاف bar. وتصل طرازات BBP ذات المكابس الغاطسة الأصغر إلى 300 MPa (3,000 bar / ~43,500 psi)؛ ولا يمكن لمضخة طرد مركزي الاقتراب من هذا النطاق.

توفر ثلاثة مكابس غاطسة متباعدة بزاوية 120° توازنًا جيدًا: إذ يكون تدفق الطرد المجمع أكثر انتظامًا بكثير مقارنة بمكبس واحد أو مكبسين، مع بقاء التصميم أبسط ميكانيكيًا وأصغر حجمًا من تصميم ذي خمسة مكابس. والتهيئة ثلاثية المكابس هي التكوين الترددي القياسي في الصناعة؛ أما التهيئة خماسية المكابس (خمسة) فتُستخدم عند الحاجة إلى نبضات أقل أو معدل تدفق أعلى.

تتمثل نقاط الضعف التقليدية في تآكل موانع التسرب ونبضات التدفق. وتعالج BBP تآكل موانع التسرب باستخدام منظومة تجمع بين المكابس الغاطسة الخزفية وموانع التسرب على شكل V والوصلات الكروية، مدعومة بترشيح لمياه التغذية بدرجة 20 µm، كما تحد من النبضات باستخدام التهيئة ثلاثية المكابس. وتبقى المفاضلة واضحة: تحتاج أي مضخة ذات مكابس غاطسة إلى مياه تغذية نظيفة وصيانة صحيحة لموانع التسرب، كما أن المضخة التي تُغذى بمياه متسخة أو مشبعة بالهواء ستتآكل بوتيرة أسرع مهما بلغت جودة مجموعة الأجزاء الملامسة للسائل. ولهذا السبب تحديدًا، يُركب نظام المراقبة الرباعي المثبت على الوحدة والمرشح المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ والقابل لإعادة التنظيف ضمن التجهيزات القياسية بدلًا من بيعهما كتجهيزات اختيارية.

لا. يؤدي تشغيل مضخة ثلاثية المكابس الغاطسة في وضع التشغيل الجاف إلى تخديش المكابس الغاطسة وإتلاف موانع التسرب خلال دقائق — وهذا تحديدًا ما صُمم الإنذار التلقائي المدمج لانخفاض إمداد المياه لمنعه.

يناسب نظام نقل الحركة الكهربائي المواقع الثابتة التي تتوفر فيها شبكة كهرباء موثوقة، ويحقق أدنى تكلفة تشغيل؛ بينما يناسب نظام الديزل منصات حقول النفط البعيدة والحفارات المتنقلة غير المتصلة بالشبكة. ويستخدم كلاهما مجموعة الأجزاء الملامسة للسائل نفسها، لذا يعتمد الاختيار على الموقع لا على الأداء.