BOMBEO MECANICO

Prof.: Ing. Jos Oca Maturn, Marzo de 2012

DEFINICION

ES UN PROCEDIMIENTO DE SUCCIN Y TRANSFERENCIA CASI CONTINUA DEL PETRLEO HASTA LA SUPERFICIE

RESEA HISTORICA

EN 1859 EL CORONEL DRAKE, INSTALO A 3 MTS DE PROFUNDIDAD LA PRIMERA BOMBA PARA PRODUCIR UNA MEZCLA DE PETROLEO Y AGUA. EN 1860 SE INVENTARON LAS CABILLAS DE MADERA Y EN 1980 LAS DE METAL. EN 1925, W.C. TROUT DE LUFKIN, TEXAS INTRODUJO EL CONTRAPESO Y LA CAJA DE TRANSMISIN. A FINALES DE 1960, S.G. GIBBS ELABOR LA ECUACIN DE TRANSMISIN DE ONDAS EN LAS CABILLAS, RESULTANDO UN GRAN APORTE PARA EL DIAGNSTICO DE FALLAS DE LAS BOMBAS DE FONDO. EN 1970 APARECE LA CABILLA DE FIBRA DE VIDRIO CON CONECTOR DE ACERO. LAS VENTAJAS DE LAS MISMAS CON RESPECTO A LAS DE ACERO ES QUE SON MS LIVIANAS Y CON UN MENOR MODULO DE ELASTICIDAD.

RESEA HISTORICA

TAMBIN EN LOS AOS 70 APARECE LA CABILLA CONTINUA IDEAL PARA LOS POZOS DESVIADOS.

VENTAJAS DEL BOMBEO MECNICOPRESENTA UNA EFICIENCIA DEL 52 % SE APLICA PARA TODO TIPO DE CRUDO, CASI EL 80% DE LOS POZOS EN EL MUNDO QUE TIENEN IMPLEMENTADO UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL USAN BOMBEO MECNICO. MANEJA GRANDES VOLMENES DE AGUA EL DISEO DEL EQUIPO ES SENCILLO ES AMPLIAMENTE CONOCIDO POR EL PERSONAL TCNICO APLICABLE EN POZOS DE BAJO NIVEL DE LQUIDO.

VENTAJAS DEL BOMBEO MECNICO

RECOMENDADO EN ZONAS DONDE NO EXISTEN FACILIDADES DE PRODUCCIN.

DESVENTAJAS DEL BOMBEO MECNICOPRESENTA PROBLEMAS OPERACIONALES PARA PROFUNDIDADES MAYORES A LOS 7000 PIES ALTOS COSTOS POR INSTALACIN Y MANTENIMIENTO REQUIERE TALADRO PARA SERVICIOS NECESITA EN TIERRA UNA BASE DE CEMENTO Y EN EL LAGO UNA PLATAFORMA RESISTENTE LA BOMBA ES SENCIBLE A LA PRODUCCIN DE ARENAS POCO EFICIENTE EN POZOS DE ALTA PRODUCCIN DE GAS NO ES RECOMENDABLE EN POZOS DESVIADOS

EQUIPO SUPERFICIAL Y DE SUBSUELO

Equipos de SuperficieLa unidad de superficie de un equipo de bombeo mecnico tiene por objeto transmitir la energa desde la superficie hasta la profundidad de asentamiento de la bomba de subsuelo con la finalidad de elevar los fluidos desde el fondo hasta la superficie. Estas unidades pueden ser de tipo balancn o hidrulicas.

Equipos de SuperficieLos equipos que forman los equipos de superficie se explican a continuacin:

Unidad de Bombeo (Balancn). Es una mquina integrada, cuyo objetivo es de convertir el movimiento angular del eje de un motor o reciproco vertical, a una velocidad apropiada con la finalidad de accionar la sarta de cabillas y la bomba de subsuelo. Algunas de las caractersticas de la unidad de balancn son:

a) La variacin de la velocidad del balancn con respecto a las revoluciones por minuto de la mquina motriz. b) La variacin de la longitud de carrera. c) La variacin del contrapeso que acta frente a las cargas de cabillas y fluidos del pozo.

Equipos de SuperficiePara la seleccin de un balancn, se debe tener los siguientes criterios de acuerdo a la productividad y profundidad que puede tener un pozo: Productividad a) Los equipos deben ser capaces de manejar la produccin disponible. b) Los equipos de superficie deben soportar las cargas originadas por los fluidos y equipos de bombeo de pozo. c) Factibilidad de disponer de las condiciones de bombeo en superficie adecuada. Profundidad a) La profundidad del pozo es un factor determinante de los esfuerzos de tensin, de elongacin y del peso. b) Afecta las cargas originadas por los equipos de produccin del pozo. c) Grandes profundidades necesitan el empleo de bombas de subsuelo de largos recorridos.

Equipos de SubsueloEl equipo de subsuelo es el que constituye la parte fundamental de todo el sistema de bombeo. La API ha certificado las cabillas, las tuberas de produccin y bomba de subsuelo.

Tubera de Produccin. La tubera de produccin tiene por objeto conducir el fluido que se esta bombeando desde el fondo del pozo hasta la superficie. En cuanto a la resistencia, generalmente la tubera de produccin es menos crtica debido a que las presiones del pozo se han reducido considerablemente para el momento en que el pozo es condicionado para bombear

Equipos de Subsuelo

Cabillas o Varillas de Succin. La sarta de cabillas es el enlace entre la unidad de bombeo instalada en superficie y la bomba de subsuelo. Las principales funciones de las mismas en el sistema de bombeo mecnico son: transferir energa, soportar las cargas y accionar la bomba de subsuelo. Las principales caractersticas de las cabillas son:

a) Se fabrican en longitudes de 25 pies, aunque tambin pueden manufacturarse de 30 pies. b) Se dispone de longitudes de 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10 y 12 pies denominados por lo general niples de cabilla que se utilizan para complementar una longitud determinada y para mover la localizacin de los cuellos de cabillas, a fin de distribuir el desgaste de la tubera de produccin.

Equipos de Subsueloc) Se fabrican en dimetros de 5/8, 3/4, 7/8, 1, 1-1/8 de pulgadas.De acuerdo a las especificaciones de la API, las cabillas de acero slido es del tipo de cabillas ms utilizado y ha sido estandarizada por la API, sus extremos son forjados para acomodar las roscas, un diseo que desde 1926 no ha cambiado hasta la fecha. Todos los efectos negativos inciden en la vida til de las uniones de las cabillas de succin, y hacen que el 99% de los rompimientos por fatiga en los pines de la cabilla, lo cual es ocasionado por un incorrecto enrosque de la misma. Entre las principales fallas podemos encontrar: tensin, fatiga y pandeo

Equipos de SubsueloAnclas de Tubera. Este tipo esta diseado para ser utilizados en pozos con el propsito de eliminar el estiramiento y compresin de la tubera de produccin, lo cual roza la sarta de cabillas y ocasiona el desgaste de ambos. Normalmente se utiliza en pozos de alta profundidad. Se instala en la tubera de produccin, siendo ste el que absorbe la carga de la tubera. Las guas de cabillas son acopladas sobre las cabillas a diferentes profundidades, dependiendo de la curvatura y de las ocurrencias anteriores de un elevado desgaste de tubera. Bomba de Subsuelo. Es un equipo de desplazamiento positivo (reciprocante), la cual es accionada por la sarta de cabillas desde la superficie. Los componentes bsicos de la bomba de subsuelo son simples, pero construidos con gran precisin para asegurar el intercambio de presin y volumen a travs de sus vlvulas. Los principales componentes son: el barril o camisa, pistn o mbolo, 2 o 3 vlvulas con sus asientos y jaulas o retenedores de vlvulas.

Equipos de SubsueloFunciones de la Vlvula a) Secuencia de operacin de la vlvula viajera: permite la entrada de flujo hacia el pistn en su descenso y posteriormente hacer un sello hermtico en la carrera ascendente permitiendo la salida del crudo hacia superficie. b) Secuencia de operacin de la vlvula fija: permite el flujo de petrleo hacia la bomba, al iniciar el pistn su carrera ascendente y cerrar el paso el fluido dentro del sistema bomba-tubera, cuando se inicia la carrera descendente del pistn.

Equipos de Subsuelo

Pistn. Su funcin en el sistema es bombear de manera indefinida. Esta compuesto bsicamente por anillos sellos especiales y un lubricante especial. El rango de operacin se encuentra en los 10K lpc y una temperatura no mayor a los 500F.

Ciclo del Bombeo