bombeo mecanico
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Produccioacuten II Paacutegina 1
1 INTRODUCCION
El bombeo mecaacutenico es el maacutes antiguo maacutes econoacutemico y maacutes comuacuten de los meacutetodos de
extraccioacuten artificial Es mecaacutenicamente simple puede operar sobre un amplio rango de
condiciones y con gran disponibilidad de repuestos y personal experimentado Todo lo cual
contribuye a su difundida aceptacioacuten aplicacioacuten y uso
Aproximadamente el 85 de los pozos en bombeo en el mundo utilizan este meacutetodo La
bomba de profundidad es soacutelo una parte del sistema de bombeo mecaacutenico
Los demaacutes componentes principales son la sarta de varillas la tuberiacutea de produccioacuten el
equipo de superficie o aparato de bombeo y el motor de impulso
Del disentildeo adecuado de todos estos componentes teniendo en cuenta factores como
profundidad del pozo produccioacuten estimada tipo de petroacuteleo corte de agua relacioacuten petroacuteleo ndash
gas etc resultaraacute una operacioacuten efectiva y largos periacuteodos de funcionamiento libres de
mantenimiento
La falla de alguno de los componentes del sistema de bombeo produciraacute la parada del
sistema afectando la produccioacuten y ocasionando un costo de reparacioacuten
Es por esta razoacuten que hoy en diacutea maacutes que nunca es necesario utilizar componentes con la
mejor tecnologiacutea disponible y de la maacutes alta calidad
El desarrollo de nuevos elementos materiales y dispositivos es una constante Preocupacioacuten
Cuando las condiciones del pozo hacen la extraccioacuten dificultosa se puede modificar el disentildeo
y utilizar materiales y dispositivos especiales que permiten extraer los caudales deseados y
prolongar la vida uacutetil de las bombas La baja eficiencia de la bomba implica mayor costo de
energiacutea y disminucioacuten del rendimiento del sistema aumentando los gastos operativos
2 ANTECEDENTES
El Bombeo mecaacutenico nacioacute praacutecticamente en la par con la industria petrolera cuando el
Coronel Drake perforo su pozo en Pensilvania en 1859 en aquellos tiempos la perforacioacuten se
hacia con herramientas de percusioacuten La Mecha se suspendiacutea mediante una especia de
balanciacuten hecho con madera y se dejaba caer maacutes o menos en la misma forma a como hoy en
diacutea se hincan los pilares en la construccioacuten
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Cuando el pozo moriacutea era maacutes faacutecil usar el balanciacuten de madera que habiacutea quedado en el sitio
para operar la bomba de subsuelo Asiacute nacioacute el bombeo mecaacutenico aun que hoy en diacutea no se
usa cabillas ni balancines de madera ni mucho menos maquinas a vapor los componentes del
meacutetodo son los mismos
El balanciacuten siacutembolo del meacutetodo todaviacutea se usa para convertir el movimiento rotatorio del motor
en reciprocarte para impulsar la bomba otro componente son la cabillas y el tercero la bomba
misma que todaviacutea usa un pistoacuten el barril las vaacutelvulas fijas y viajeras
3 OBJETIVOS
31 OBEJETIVO GENERAL
Determinar los paraacutemetros maacutes importantes en el Estudio del Disentildeo del Bombeo Mecaacutenico y
sus limitaciones
32 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Desarrollar el funcionamiento del Bombeo Mecaacutenico
Reconocer las clases de equipos superficiales
Identificar los diversos componentes del Equipo de Bombeo Mecaacutenico
Identificar las ventajas y desventajas del Bombeo Mecaacutenico
Indicar el funcionamiento de los componentes que cumplen dentro del proceso de
trabajo de Bombeo Mecaacutenico
4 MARCO TEOacuteRICO
El bombeo mecaacutenico es el meacutetodo mas usado en el mundo Consiste en una bomba de
subsuelo de accioacuten reciprocante que es abastecida con energiacutea producida a traveacutes de una
sarta de cabillas La energiacutea es suministrada por un motor eleacutectrico o de combustioacuten interna
colocada en la superficie Tiene su mayo aplicacioacuten mundial en la produccioacuten de crudos
pesados y extra pesados aun que tambieacuten se utiliza en la produccioacuten de crudos medianos y
livianos
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41 CONSIDERACIONES EN EL DISENtildeO DE UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO
ARTIFICIAL
Caracteriacutesticas del yacimiento porosidad permeabilidad presencia de arena presioacuten y
temperatura
Empuje del yacimiento empuje de agua gas en solucioacuten Capa de gas
Propiedades del crudo API viscosidad contenido de parafinas tendencia incrustante
del agua
Evaluacioacuten econoacutemica
Completacioacuten del pozo diaacutemetro del casing profundidad desviacioacuten diaacutemetro del
tubing
Tipo de energiacuteas disponibles gas a alta presioacuten fluidos a alta presioacuten electricidad
Restricciones externas iquesthay comunidad cercana al pozo
42 FUNCIONAMIENTO DEL BOMBEO MECANICO
La funcioacuten principal de la unidad de bombeo mecaacutenico es proporcionar el movimiento
reciprocante apropiado con el propoacutesito de accionar la sarta de cabillas y estas la bomba de
subsuelo La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muy bien definidos
muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior sus vaacutelvulas fija y viajera se hallan
cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten de fondo y el efecto de succioacuten del
pistoacuten permite la apertura de la vaacutelvula fija el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba
Al mismo tiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera y
permaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta que el pistoacuten llega hasta el punto muerto superior
La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten se mueve hacia abajo y
produce un efecto de compresioacuten Cuando la presioacuten interna es superior a la que existe sobre
la vaacutelvula viajera esta se abre y el fluido es transferido al pistoacuten hasta llegar al punto muerto
inferior donde se repite el ciclo de bombeo
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43 CARACTERISTICAS DEL BOMBEO MECANICO
Debe ser
Resistente
De larga vida
Eficiente
Faacutecil y barato de transportar
Silencioso
No contaminante
Seguro de instalar y de operar
44 APLICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DE RECUPERACION A NIVEL MUNDIAL
Sistema
Bombeo Mecaacutenico 808
Bombeo Hidraacuteulico 15
Bombeo Electrosumergible 67
Gas Lift 18
Bombeo por cavidades Progresivas 48
Plunger Lift 16
45 VENTAJAS DEL BOMBEO MECANICO
Tiene buena eficiencia
Permite la optimizacioacuten y el control
Bajo costo de mantenimiento
Pueden emplearse materiales para disminuir los problemas de corrosioacuten
Es flexible -permite ajustar la produccioacuten a traveacutes de la longitud de la carrera y la
velocidad de bombeo
Faacutecil disentildeo
Unidades pueden ser cambiadas a otros pozos
Adaptable a agujeros reducidos
Levanta aceites viscosos y de altas temperaturas
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46 LIMITACIONES Y DESVENTAJAS
No es posible manejar soacutelidos
No se adapta a grandes profundidades
En operaciones costa-afuera resulta pesado y estorboso
Presenta desgaste en las varillas y en la Tuberiacutea de Produccioacuten en pozos
desviados
No aplicable cuando se tienen altas relaciones Gas-Aceite
Su eficiencia decrece con la profundidad
47 RANGO DE APLICACIOacuteN DE BOMBEO MECANICO
Rango Tiacutepico Maacuteximo
Profundidad 100 -11000rsquo TVD 16000rsquo TVD
Volumen 5 -1500 BPD 5000 BPD
Temperatura 100deg-350degF 550degF
Desviacioacuten 0 -20deg 0 -90deglt15deg100rsquo
Corrosioacuten Bueno a Excelente (con materiales especiales)
Manejo de gas Aceptable a Bueno
Manejo de solidos Aceptable a Bueno
Densidad del fluido gt8degAPI
Tipo de motor Combustioacuten o Electrico
Aplicaciones marinas Limitada
Eficiencia sistema 45-60
48 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE BOMBEO MECAacuteNICO
481Equipos de Superficie
a) El Motor
b) Equipo de bombeo de superficie Estructura y balanciacuten Motor Caja reductora
cabezote
c) Tuberiacutea o tubing
d) Sarta de varillas
e) Bomba de Subsuelo
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4811 Motor de la Unidad de Bombeo Mecaacutenico
La funcioacuten del motor de la Unidad de Bombo Mecaacutenico es suministrar a la instalacioacuten energiacutea
mecaacutenica la cual eventualmente es transmitida a la bomba y usada para levantar el fluido El
motor seleccionado para una instalacioacuten debe tener suficiente potencia de salida para levantar
el fluido a la tasa deseada desde el nivel de fluido de trabajo en el pozo
4812 Estructura del Balanciacuten Petrolero
Este componente se encarga de soportar los componentes de superficie del sistema de
bombeo mecaacutenico tambieacuten se encarga de transferir energiacutea para el bombeo del pozo desde el
motor hacia la parte superior de las varillas haciendo que este deba cambiar el movimiento
rotatorio del motor a un movimiento reciprocante
La principal funcioacuten es almacenar energiacutea en la carrera descendente y entregar energiacutea en la
carrera ascendente
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4813 Caja reductora de velocidad
Este dispositivo permite cambiar por medio de engranajes la alta velocidad angular entregada
por el motor a un mayor torque suficiente para permitir el movimiento del balanciacuten
4814 Cabezote
Se encarga de mantener vertical toda la liacutenea conformada desde la rienda sarta de varillas
hasta la bomba
4815 Vaacutestago pulido ndash Varilloacuten pulido
La relacioacuten directa entre la sarta de varillas y el equipo de superficie es el Varilloacuten pulido o
vaacutestago pulido Los vaacutestagos pulidos estaacuten disponibles en tres tamantildeos el tamantildeo para
cualquier instalacioacuten depende del tamantildeo del tubing y del diaacutemetro de las varilla de succioacuten en
el tope de la sarta de varillas
4816Barra cargadora
Cerca del final superior del Varilloacuten pulido esta una abrazadera del Varilloacuten el cual es soportado
por barra cargadora La barra cargadora a su vez es soportada por cables flexibles conocidos
como riendas que pasan por encima del cabezal del balanciacuten (horse head) hasta el final del
balanciacuten (walking beam)
482 Equipos de subsuelo
4821Sarta de Varillas
Transmite energiacutea desde el equipo de superficie hacia la bomba de subsuelo Las varillas
soportan el peso del fluido ademaacutes de su propio peso
4822Bomba de Subsuelo Las funciones de la bomba son
bullRecibir el fluido desde la formacioacuten hacia dentro de la sarta de produccioacuten
bullLevantar el fluido hacia la superficie
48221Componentes principales de la bomba de subsuelo
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Barril de trabajo
Pistoacuten
Vaacutelvula fija o estacionaria
Vaacutelvula viajera
48222Funcionamiento de una bomba de subsuelo
La vaacutelvula estacionaria permite que el petroacuteleo entre al cilindro de la bomba En la
carrera descendente de las varillas la vaacutelvula fija se cierra y se abre la vaacutelvula viajera
para que el petroacuteleo pase de la bomba a la tuberiacutea En la carrera ascendente la vaacutelvula
viajera se cierra para mover hacia la superficie el petroacuteleo que estaacute en la tuberiacutea y la
vaacutelvula viajera permite que entre petroacuteleo a la bomba La repeticioacuten continua del
movimiento ascendente y descendente mantiene el flujo (emboladas)
4823Cargas del vaacutestago pulido
Cinco factores contribuyen a la carga neta del vaacutestago pulido
bullCarga del fluido
bullPeso muerto de las varillas de succioacuten
bullAceleracioacuten de la carga de las varilla de succioacuten
bullFuerzas de flotacioacuten sobre las varillas de succioacuten sumergidas en el fluido
bullFuerzas de friccioacuten
49 DESPLAZAMIENTO DE LA BOMBA Y TAZA DE PRODUCCIOacuteN DEL SISTEMA DE
BOMBEO MECAacuteNICO
Pozos con condiciones gaseosas o liquidas espumosas frecuentemente tendriacutean un 25 a
50 de eficiencia
Pozos gaseosos con clara separacioacuten de gas de formacioacuten en el hueco tendriacutean de 50 a
70
Para pozos con buena separacioacuten en el hueco y amplia sumergencia de la bomba las
eficiencias serian de 70 a 80
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Para pozos con nivel alto de fluido y con no interferencia de gas la eficiencia volumeacutetrica
puede alcanzar hasta 100
410 CLASES DE EQUIPOS SUPERFICIALES PARA EL BOMBEO MECANICO
4101 Clase l BOMBEO CONVENCIONAL
El modelo convencional es el maacutes antiguo y usado en la industria cuyos oriacutegenes se basan en
los aparatos usados para perforar los pozos
La rotacioacuten de la manivela puede ser en ambas direcciones
VENTAJAS
Tiene bajo costo de mantenimiento
Costos menores que otro tipo de unidades
Es usualmente mejor con varillas de fibra de vidrio
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj y contrario
Puede bombear maacutes raacutepido que la Mark II sin problemas
Requiere menos contrabalanceo que la Mark II
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no estaacuten eficiente como el Mark II
Puede requerir una caja de velocidades mayor que otro tipo de unidades
(especialmente con varillas de acero)
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4102 Clase lll MARK II Y AEROBALANCEADA
41021 UNIDAD MARK ll O UNITORQUE
El Mark II o Unitorque se introdujo a principio de los antildeos 60 con su revolucionario disentildeo que
requeriacutea menos energiacutea que uno convencional para levantar la misma carga de fluiacutedos
Las contrapesas estaacuten colocadas en una manivela de doble brazos separados y opuestos a la
manivela de los pines con un aacutengulo de desfase que oscila entre 19 y 28deg
Este desfasamiento hace que el torque de las pesas se atrase respecto al de la carga de
fluiacutedos al comienzo de la carrera ascendente y que se adelante al comienzo de la descendente
El Mark II debido al desfase angular es maacutes raacutepido en la carrera descendente lo que se
traduce en mayor aceleracioacuten y menores cargas miacutenimas en la barra pulida
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En crudos viscosos esta caracteriacutestica debe ser tomada en cuenta para evitar velocidades que
puedan generar flotacioacuten de la sarta de cabillas
VENTAJAS
Tiene bajo torque en muchos casos (con varillas de acero)
Puede bajar costo (5a10) comparada con el siguiente tamantildeo de la unidad
convencional
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no puede bombear tan raacutepido como la Convencional porque
puede causar problemas de fallas en las varillas
Puede girar solamente en sentido contrario a las manecillas del reloj
Puede causar maacutes dantildeo a las varillas y bomba en caso de fluido pesado
Puede someter a la sarta de varillas en el fondo del pozo a severa compresioacuten que
puede causar fallas por pandeo
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41022 UNIDAD AEROBALANCEADA
VENTAJAS
Es maacutes compacta y maacutes faacutecil para balancear que otras unidades
Los costos de transportacioacuten son menores que otras unidades
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj o sentido contrario
DESVENTAJAS
Es maacutes complicada y requiere mayor mantenimiento (compresor de aire cilindro de
aire)
La condensacioacuten de agua en el cilindro puede causar problemas
La caja de velocidad es puede ser dantildeada si el cilindro pierde presioacuten de aire
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41023 UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA ROTAFLEX
La primera unidad con el mecanismo actual fue instalada en Diciembre de 1987 Actualmente
se cuentan 825 instalaciones a nivel mundial principalmente en Texas Oklahoma Venezuela y
Colombia
Baacutesicamente el Rotaflex puede incluirse como una unidad Clase I ya que el pivote se encuentra
entre la carga del pozo y la generacioacuten de torque
La gran diferencia estaacute en que el brazo del torque es de solamente 18rdquo y por tanto necesita
menos esfuerzo
Es parecido a cuando alguien intenta levantar un peso mientras maacutes cerca esteacute del peso
menos esfuerzo seraacute requerido para levantarlo
El Rotaflex cumple casi a la perfeccioacuten con la situacioacuten ideal para bombeo mecaacutenico carrera
larga y baja velocidad Esta combinacioacuten asegura un mejor llenado de la bomba y cargas
paraacutesitas muy bajas (aceleracioacuten friccioacuten mecaacutenica y viscosa) y por eso la carta de superficie
de una instalacioacuten con Rotaflex es casi parecida a la ideal
Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede ser hasta un
80 maacutes bajo que los de una unidad Convencional
CARACTERISTICAS
Carrera de 288 y 306 pulgadas para bombas mecaacutenicas (maacutes de 7 metros)
Alta capacidad de produccioacuten
Alta eficiencia para extraccioacuten de pozos problema o pozos profundos
Mayor vida uacutetil del equipo de fondo
40 a 60 de reduccioacuten en los ciclos de esfuerzo mayor vida uacutetil de las varillas
20 a 50 de reduccioacuten en el costo de energiacutea
100 accionamiento mecaacutenico de bajo mantenimiento
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VENTAJAS DEL ROTAFLEX
Embolada larga y lenta que permite
Mejorar el llenado del barril
Reducir los problemas de golpe de fluido
Minimizar los problemas de interferencia de gas
Reducir el desgaste entre las partes moacuteviles
Reducir los esfuerzos de tensioacuten y compresioacuten sobre la sarta de cabillas
Aumenta la eficiencia total del sistema
Permite al sistema de bombeo reciprocante aumentar su capacidad de produccioacuten hasta
maacutes de 2500BPD
Unidad 100 mecaacutenica
Contrapeso faacutecil y preciso
Reductores de engranajes maacutes pequentildeos
Armado probado y embarcado en una sola pieza
No es necesaria y desinstalacioacuten para realizar los servicios al pozo
Reduce los costos de operacioacuten y mantenimiento
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EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
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5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
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6 BIBIOGRAFIA
- Bookaman V y De Abreu C ldquoEl Pozo Ilustradordquo Fondo Editorial del Centro Internacional
de Educacioacuten y Desarrollo (FONCIED) Primera edicioacuten en CD-ROM Caracas 1998
- Clases de Introduccioacuten a la Ingenieriacutea de Petroacuteleo Universidad Central deVenezuela
Facultad de Ingenieriacutea - Escuela de Petroacuteleo Prof Lizbeth Miranda 2008
- httpwwwportaldelpetroleocom200906bombeo-mecanico-disenohtml visto por ultima
vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
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Cuando el pozo moriacutea era maacutes faacutecil usar el balanciacuten de madera que habiacutea quedado en el sitio
para operar la bomba de subsuelo Asiacute nacioacute el bombeo mecaacutenico aun que hoy en diacutea no se
usa cabillas ni balancines de madera ni mucho menos maquinas a vapor los componentes del
meacutetodo son los mismos
El balanciacuten siacutembolo del meacutetodo todaviacutea se usa para convertir el movimiento rotatorio del motor
en reciprocarte para impulsar la bomba otro componente son la cabillas y el tercero la bomba
misma que todaviacutea usa un pistoacuten el barril las vaacutelvulas fijas y viajeras
3 OBJETIVOS
31 OBEJETIVO GENERAL
Determinar los paraacutemetros maacutes importantes en el Estudio del Disentildeo del Bombeo Mecaacutenico y
sus limitaciones
32 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Desarrollar el funcionamiento del Bombeo Mecaacutenico
Reconocer las clases de equipos superficiales
Identificar los diversos componentes del Equipo de Bombeo Mecaacutenico
Identificar las ventajas y desventajas del Bombeo Mecaacutenico
Indicar el funcionamiento de los componentes que cumplen dentro del proceso de
trabajo de Bombeo Mecaacutenico
4 MARCO TEOacuteRICO
El bombeo mecaacutenico es el meacutetodo mas usado en el mundo Consiste en una bomba de
subsuelo de accioacuten reciprocante que es abastecida con energiacutea producida a traveacutes de una
sarta de cabillas La energiacutea es suministrada por un motor eleacutectrico o de combustioacuten interna
colocada en la superficie Tiene su mayo aplicacioacuten mundial en la produccioacuten de crudos
pesados y extra pesados aun que tambieacuten se utiliza en la produccioacuten de crudos medianos y
livianos
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41 CONSIDERACIONES EN EL DISENtildeO DE UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO
ARTIFICIAL
Caracteriacutesticas del yacimiento porosidad permeabilidad presencia de arena presioacuten y
temperatura
Empuje del yacimiento empuje de agua gas en solucioacuten Capa de gas
Propiedades del crudo API viscosidad contenido de parafinas tendencia incrustante
del agua
Evaluacioacuten econoacutemica
Completacioacuten del pozo diaacutemetro del casing profundidad desviacioacuten diaacutemetro del
tubing
Tipo de energiacuteas disponibles gas a alta presioacuten fluidos a alta presioacuten electricidad
Restricciones externas iquesthay comunidad cercana al pozo
42 FUNCIONAMIENTO DEL BOMBEO MECANICO
La funcioacuten principal de la unidad de bombeo mecaacutenico es proporcionar el movimiento
reciprocante apropiado con el propoacutesito de accionar la sarta de cabillas y estas la bomba de
subsuelo La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muy bien definidos
muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior sus vaacutelvulas fija y viajera se hallan
cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten de fondo y el efecto de succioacuten del
pistoacuten permite la apertura de la vaacutelvula fija el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba
Al mismo tiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera y
permaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta que el pistoacuten llega hasta el punto muerto superior
La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten se mueve hacia abajo y
produce un efecto de compresioacuten Cuando la presioacuten interna es superior a la que existe sobre
la vaacutelvula viajera esta se abre y el fluido es transferido al pistoacuten hasta llegar al punto muerto
inferior donde se repite el ciclo de bombeo
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43 CARACTERISTICAS DEL BOMBEO MECANICO
Debe ser
Resistente
De larga vida
Eficiente
Faacutecil y barato de transportar
Silencioso
No contaminante
Seguro de instalar y de operar
44 APLICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DE RECUPERACION A NIVEL MUNDIAL
Sistema
Bombeo Mecaacutenico 808
Bombeo Hidraacuteulico 15
Bombeo Electrosumergible 67
Gas Lift 18
Bombeo por cavidades Progresivas 48
Plunger Lift 16
45 VENTAJAS DEL BOMBEO MECANICO
Tiene buena eficiencia
Permite la optimizacioacuten y el control
Bajo costo de mantenimiento
Pueden emplearse materiales para disminuir los problemas de corrosioacuten
Es flexible -permite ajustar la produccioacuten a traveacutes de la longitud de la carrera y la
velocidad de bombeo
Faacutecil disentildeo
Unidades pueden ser cambiadas a otros pozos
Adaptable a agujeros reducidos
Levanta aceites viscosos y de altas temperaturas
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46 LIMITACIONES Y DESVENTAJAS
No es posible manejar soacutelidos
No se adapta a grandes profundidades
En operaciones costa-afuera resulta pesado y estorboso
Presenta desgaste en las varillas y en la Tuberiacutea de Produccioacuten en pozos
desviados
No aplicable cuando se tienen altas relaciones Gas-Aceite
Su eficiencia decrece con la profundidad
47 RANGO DE APLICACIOacuteN DE BOMBEO MECANICO
Rango Tiacutepico Maacuteximo
Profundidad 100 -11000rsquo TVD 16000rsquo TVD
Volumen 5 -1500 BPD 5000 BPD
Temperatura 100deg-350degF 550degF
Desviacioacuten 0 -20deg 0 -90deglt15deg100rsquo
Corrosioacuten Bueno a Excelente (con materiales especiales)
Manejo de gas Aceptable a Bueno
Manejo de solidos Aceptable a Bueno
Densidad del fluido gt8degAPI
Tipo de motor Combustioacuten o Electrico
Aplicaciones marinas Limitada
Eficiencia sistema 45-60
48 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE BOMBEO MECAacuteNICO
481Equipos de Superficie
a) El Motor
b) Equipo de bombeo de superficie Estructura y balanciacuten Motor Caja reductora
cabezote
c) Tuberiacutea o tubing
d) Sarta de varillas
e) Bomba de Subsuelo
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4811 Motor de la Unidad de Bombeo Mecaacutenico
La funcioacuten del motor de la Unidad de Bombo Mecaacutenico es suministrar a la instalacioacuten energiacutea
mecaacutenica la cual eventualmente es transmitida a la bomba y usada para levantar el fluido El
motor seleccionado para una instalacioacuten debe tener suficiente potencia de salida para levantar
el fluido a la tasa deseada desde el nivel de fluido de trabajo en el pozo
4812 Estructura del Balanciacuten Petrolero
Este componente se encarga de soportar los componentes de superficie del sistema de
bombeo mecaacutenico tambieacuten se encarga de transferir energiacutea para el bombeo del pozo desde el
motor hacia la parte superior de las varillas haciendo que este deba cambiar el movimiento
rotatorio del motor a un movimiento reciprocante
La principal funcioacuten es almacenar energiacutea en la carrera descendente y entregar energiacutea en la
carrera ascendente
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4813 Caja reductora de velocidad
Este dispositivo permite cambiar por medio de engranajes la alta velocidad angular entregada
por el motor a un mayor torque suficiente para permitir el movimiento del balanciacuten
4814 Cabezote
Se encarga de mantener vertical toda la liacutenea conformada desde la rienda sarta de varillas
hasta la bomba
4815 Vaacutestago pulido ndash Varilloacuten pulido
La relacioacuten directa entre la sarta de varillas y el equipo de superficie es el Varilloacuten pulido o
vaacutestago pulido Los vaacutestagos pulidos estaacuten disponibles en tres tamantildeos el tamantildeo para
cualquier instalacioacuten depende del tamantildeo del tubing y del diaacutemetro de las varilla de succioacuten en
el tope de la sarta de varillas
4816Barra cargadora
Cerca del final superior del Varilloacuten pulido esta una abrazadera del Varilloacuten el cual es soportado
por barra cargadora La barra cargadora a su vez es soportada por cables flexibles conocidos
como riendas que pasan por encima del cabezal del balanciacuten (horse head) hasta el final del
balanciacuten (walking beam)
482 Equipos de subsuelo
4821Sarta de Varillas
Transmite energiacutea desde el equipo de superficie hacia la bomba de subsuelo Las varillas
soportan el peso del fluido ademaacutes de su propio peso
4822Bomba de Subsuelo Las funciones de la bomba son
bullRecibir el fluido desde la formacioacuten hacia dentro de la sarta de produccioacuten
bullLevantar el fluido hacia la superficie
48221Componentes principales de la bomba de subsuelo
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Barril de trabajo
Pistoacuten
Vaacutelvula fija o estacionaria
Vaacutelvula viajera
48222Funcionamiento de una bomba de subsuelo
La vaacutelvula estacionaria permite que el petroacuteleo entre al cilindro de la bomba En la
carrera descendente de las varillas la vaacutelvula fija se cierra y se abre la vaacutelvula viajera
para que el petroacuteleo pase de la bomba a la tuberiacutea En la carrera ascendente la vaacutelvula
viajera se cierra para mover hacia la superficie el petroacuteleo que estaacute en la tuberiacutea y la
vaacutelvula viajera permite que entre petroacuteleo a la bomba La repeticioacuten continua del
movimiento ascendente y descendente mantiene el flujo (emboladas)
4823Cargas del vaacutestago pulido
Cinco factores contribuyen a la carga neta del vaacutestago pulido
bullCarga del fluido
bullPeso muerto de las varillas de succioacuten
bullAceleracioacuten de la carga de las varilla de succioacuten
bullFuerzas de flotacioacuten sobre las varillas de succioacuten sumergidas en el fluido
bullFuerzas de friccioacuten
49 DESPLAZAMIENTO DE LA BOMBA Y TAZA DE PRODUCCIOacuteN DEL SISTEMA DE
BOMBEO MECAacuteNICO
Pozos con condiciones gaseosas o liquidas espumosas frecuentemente tendriacutean un 25 a
50 de eficiencia
Pozos gaseosos con clara separacioacuten de gas de formacioacuten en el hueco tendriacutean de 50 a
70
Para pozos con buena separacioacuten en el hueco y amplia sumergencia de la bomba las
eficiencias serian de 70 a 80
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 9
Para pozos con nivel alto de fluido y con no interferencia de gas la eficiencia volumeacutetrica
puede alcanzar hasta 100
410 CLASES DE EQUIPOS SUPERFICIALES PARA EL BOMBEO MECANICO
4101 Clase l BOMBEO CONVENCIONAL
El modelo convencional es el maacutes antiguo y usado en la industria cuyos oriacutegenes se basan en
los aparatos usados para perforar los pozos
La rotacioacuten de la manivela puede ser en ambas direcciones
VENTAJAS
Tiene bajo costo de mantenimiento
Costos menores que otro tipo de unidades
Es usualmente mejor con varillas de fibra de vidrio
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj y contrario
Puede bombear maacutes raacutepido que la Mark II sin problemas
Requiere menos contrabalanceo que la Mark II
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no estaacuten eficiente como el Mark II
Puede requerir una caja de velocidades mayor que otro tipo de unidades
(especialmente con varillas de acero)
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 10
4102 Clase lll MARK II Y AEROBALANCEADA
41021 UNIDAD MARK ll O UNITORQUE
El Mark II o Unitorque se introdujo a principio de los antildeos 60 con su revolucionario disentildeo que
requeriacutea menos energiacutea que uno convencional para levantar la misma carga de fluiacutedos
Las contrapesas estaacuten colocadas en una manivela de doble brazos separados y opuestos a la
manivela de los pines con un aacutengulo de desfase que oscila entre 19 y 28deg
Este desfasamiento hace que el torque de las pesas se atrase respecto al de la carga de
fluiacutedos al comienzo de la carrera ascendente y que se adelante al comienzo de la descendente
El Mark II debido al desfase angular es maacutes raacutepido en la carrera descendente lo que se
traduce en mayor aceleracioacuten y menores cargas miacutenimas en la barra pulida
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 11
En crudos viscosos esta caracteriacutestica debe ser tomada en cuenta para evitar velocidades que
puedan generar flotacioacuten de la sarta de cabillas
VENTAJAS
Tiene bajo torque en muchos casos (con varillas de acero)
Puede bajar costo (5a10) comparada con el siguiente tamantildeo de la unidad
convencional
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no puede bombear tan raacutepido como la Convencional porque
puede causar problemas de fallas en las varillas
Puede girar solamente en sentido contrario a las manecillas del reloj
Puede causar maacutes dantildeo a las varillas y bomba en caso de fluido pesado
Puede someter a la sarta de varillas en el fondo del pozo a severa compresioacuten que
puede causar fallas por pandeo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 12
41022 UNIDAD AEROBALANCEADA
VENTAJAS
Es maacutes compacta y maacutes faacutecil para balancear que otras unidades
Los costos de transportacioacuten son menores que otras unidades
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj o sentido contrario
DESVENTAJAS
Es maacutes complicada y requiere mayor mantenimiento (compresor de aire cilindro de
aire)
La condensacioacuten de agua en el cilindro puede causar problemas
La caja de velocidad es puede ser dantildeada si el cilindro pierde presioacuten de aire
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 13
41023 UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA ROTAFLEX
La primera unidad con el mecanismo actual fue instalada en Diciembre de 1987 Actualmente
se cuentan 825 instalaciones a nivel mundial principalmente en Texas Oklahoma Venezuela y
Colombia
Baacutesicamente el Rotaflex puede incluirse como una unidad Clase I ya que el pivote se encuentra
entre la carga del pozo y la generacioacuten de torque
La gran diferencia estaacute en que el brazo del torque es de solamente 18rdquo y por tanto necesita
menos esfuerzo
Es parecido a cuando alguien intenta levantar un peso mientras maacutes cerca esteacute del peso
menos esfuerzo seraacute requerido para levantarlo
El Rotaflex cumple casi a la perfeccioacuten con la situacioacuten ideal para bombeo mecaacutenico carrera
larga y baja velocidad Esta combinacioacuten asegura un mejor llenado de la bomba y cargas
paraacutesitas muy bajas (aceleracioacuten friccioacuten mecaacutenica y viscosa) y por eso la carta de superficie
de una instalacioacuten con Rotaflex es casi parecida a la ideal
Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede ser hasta un
80 maacutes bajo que los de una unidad Convencional
CARACTERISTICAS
Carrera de 288 y 306 pulgadas para bombas mecaacutenicas (maacutes de 7 metros)
Alta capacidad de produccioacuten
Alta eficiencia para extraccioacuten de pozos problema o pozos profundos
Mayor vida uacutetil del equipo de fondo
40 a 60 de reduccioacuten en los ciclos de esfuerzo mayor vida uacutetil de las varillas
20 a 50 de reduccioacuten en el costo de energiacutea
100 accionamiento mecaacutenico de bajo mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 14
VENTAJAS DEL ROTAFLEX
Embolada larga y lenta que permite
Mejorar el llenado del barril
Reducir los problemas de golpe de fluido
Minimizar los problemas de interferencia de gas
Reducir el desgaste entre las partes moacuteviles
Reducir los esfuerzos de tensioacuten y compresioacuten sobre la sarta de cabillas
Aumenta la eficiencia total del sistema
Permite al sistema de bombeo reciprocante aumentar su capacidad de produccioacuten hasta
maacutes de 2500BPD
Unidad 100 mecaacutenica
Contrapeso faacutecil y preciso
Reductores de engranajes maacutes pequentildeos
Armado probado y embarcado en una sola pieza
No es necesaria y desinstalacioacuten para realizar los servicios al pozo
Reduce los costos de operacioacuten y mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 15
EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 16
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 17
6 BIBIOGRAFIA
- Bookaman V y De Abreu C ldquoEl Pozo Ilustradordquo Fondo Editorial del Centro Internacional
de Educacioacuten y Desarrollo (FONCIED) Primera edicioacuten en CD-ROM Caracas 1998
- Clases de Introduccioacuten a la Ingenieriacutea de Petroacuteleo Universidad Central deVenezuela
Facultad de Ingenieriacutea - Escuela de Petroacuteleo Prof Lizbeth Miranda 2008
- httpwwwportaldelpetroleocom200906bombeo-mecanico-disenohtml visto por ultima
vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 3
41 CONSIDERACIONES EN EL DISENtildeO DE UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO
ARTIFICIAL
Caracteriacutesticas del yacimiento porosidad permeabilidad presencia de arena presioacuten y
temperatura
Empuje del yacimiento empuje de agua gas en solucioacuten Capa de gas
Propiedades del crudo API viscosidad contenido de parafinas tendencia incrustante
del agua
Evaluacioacuten econoacutemica
Completacioacuten del pozo diaacutemetro del casing profundidad desviacioacuten diaacutemetro del
tubing
Tipo de energiacuteas disponibles gas a alta presioacuten fluidos a alta presioacuten electricidad
Restricciones externas iquesthay comunidad cercana al pozo
42 FUNCIONAMIENTO DEL BOMBEO MECANICO
La funcioacuten principal de la unidad de bombeo mecaacutenico es proporcionar el movimiento
reciprocante apropiado con el propoacutesito de accionar la sarta de cabillas y estas la bomba de
subsuelo La unidad de bombeo en su movimiento tiene dos puntos muy bien definidos
muerto superior y muerto inferior
Cuando el balanciacuten estaacute en el punto muerto inferior sus vaacutelvulas fija y viajera se hallan
cerradas Al comenzar la carrera ascendente la presioacuten de fondo y el efecto de succioacuten del
pistoacuten permite la apertura de la vaacutelvula fija el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba
Al mismo tiempo la columna de fluido ejerce una presioacuten sobre la vaacutelvula viajera y
permaneceraacute cerrada durante la carrera ascendente
El fluido continuacutea llenando la bomba hasta que el pistoacuten llega hasta el punto muerto superior
La vaacutelvula fija cierra y comienza la carrera descendente el pistoacuten se mueve hacia abajo y
produce un efecto de compresioacuten Cuando la presioacuten interna es superior a la que existe sobre
la vaacutelvula viajera esta se abre y el fluido es transferido al pistoacuten hasta llegar al punto muerto
inferior donde se repite el ciclo de bombeo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 4
43 CARACTERISTICAS DEL BOMBEO MECANICO
Debe ser
Resistente
De larga vida
Eficiente
Faacutecil y barato de transportar
Silencioso
No contaminante
Seguro de instalar y de operar
44 APLICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DE RECUPERACION A NIVEL MUNDIAL
Sistema
Bombeo Mecaacutenico 808
Bombeo Hidraacuteulico 15
Bombeo Electrosumergible 67
Gas Lift 18
Bombeo por cavidades Progresivas 48
Plunger Lift 16
45 VENTAJAS DEL BOMBEO MECANICO
Tiene buena eficiencia
Permite la optimizacioacuten y el control
Bajo costo de mantenimiento
Pueden emplearse materiales para disminuir los problemas de corrosioacuten
Es flexible -permite ajustar la produccioacuten a traveacutes de la longitud de la carrera y la
velocidad de bombeo
Faacutecil disentildeo
Unidades pueden ser cambiadas a otros pozos
Adaptable a agujeros reducidos
Levanta aceites viscosos y de altas temperaturas
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Produccioacuten II Paacutegina 5
46 LIMITACIONES Y DESVENTAJAS
No es posible manejar soacutelidos
No se adapta a grandes profundidades
En operaciones costa-afuera resulta pesado y estorboso
Presenta desgaste en las varillas y en la Tuberiacutea de Produccioacuten en pozos
desviados
No aplicable cuando se tienen altas relaciones Gas-Aceite
Su eficiencia decrece con la profundidad
47 RANGO DE APLICACIOacuteN DE BOMBEO MECANICO
Rango Tiacutepico Maacuteximo
Profundidad 100 -11000rsquo TVD 16000rsquo TVD
Volumen 5 -1500 BPD 5000 BPD
Temperatura 100deg-350degF 550degF
Desviacioacuten 0 -20deg 0 -90deglt15deg100rsquo
Corrosioacuten Bueno a Excelente (con materiales especiales)
Manejo de gas Aceptable a Bueno
Manejo de solidos Aceptable a Bueno
Densidad del fluido gt8degAPI
Tipo de motor Combustioacuten o Electrico
Aplicaciones marinas Limitada
Eficiencia sistema 45-60
48 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE BOMBEO MECAacuteNICO
481Equipos de Superficie
a) El Motor
b) Equipo de bombeo de superficie Estructura y balanciacuten Motor Caja reductora
cabezote
c) Tuberiacutea o tubing
d) Sarta de varillas
e) Bomba de Subsuelo
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Produccioacuten II Paacutegina 6
4811 Motor de la Unidad de Bombeo Mecaacutenico
La funcioacuten del motor de la Unidad de Bombo Mecaacutenico es suministrar a la instalacioacuten energiacutea
mecaacutenica la cual eventualmente es transmitida a la bomba y usada para levantar el fluido El
motor seleccionado para una instalacioacuten debe tener suficiente potencia de salida para levantar
el fluido a la tasa deseada desde el nivel de fluido de trabajo en el pozo
4812 Estructura del Balanciacuten Petrolero
Este componente se encarga de soportar los componentes de superficie del sistema de
bombeo mecaacutenico tambieacuten se encarga de transferir energiacutea para el bombeo del pozo desde el
motor hacia la parte superior de las varillas haciendo que este deba cambiar el movimiento
rotatorio del motor a un movimiento reciprocante
La principal funcioacuten es almacenar energiacutea en la carrera descendente y entregar energiacutea en la
carrera ascendente
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 7
4813 Caja reductora de velocidad
Este dispositivo permite cambiar por medio de engranajes la alta velocidad angular entregada
por el motor a un mayor torque suficiente para permitir el movimiento del balanciacuten
4814 Cabezote
Se encarga de mantener vertical toda la liacutenea conformada desde la rienda sarta de varillas
hasta la bomba
4815 Vaacutestago pulido ndash Varilloacuten pulido
La relacioacuten directa entre la sarta de varillas y el equipo de superficie es el Varilloacuten pulido o
vaacutestago pulido Los vaacutestagos pulidos estaacuten disponibles en tres tamantildeos el tamantildeo para
cualquier instalacioacuten depende del tamantildeo del tubing y del diaacutemetro de las varilla de succioacuten en
el tope de la sarta de varillas
4816Barra cargadora
Cerca del final superior del Varilloacuten pulido esta una abrazadera del Varilloacuten el cual es soportado
por barra cargadora La barra cargadora a su vez es soportada por cables flexibles conocidos
como riendas que pasan por encima del cabezal del balanciacuten (horse head) hasta el final del
balanciacuten (walking beam)
482 Equipos de subsuelo
4821Sarta de Varillas
Transmite energiacutea desde el equipo de superficie hacia la bomba de subsuelo Las varillas
soportan el peso del fluido ademaacutes de su propio peso
4822Bomba de Subsuelo Las funciones de la bomba son
bullRecibir el fluido desde la formacioacuten hacia dentro de la sarta de produccioacuten
bullLevantar el fluido hacia la superficie
48221Componentes principales de la bomba de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 8
Barril de trabajo
Pistoacuten
Vaacutelvula fija o estacionaria
Vaacutelvula viajera
48222Funcionamiento de una bomba de subsuelo
La vaacutelvula estacionaria permite que el petroacuteleo entre al cilindro de la bomba En la
carrera descendente de las varillas la vaacutelvula fija se cierra y se abre la vaacutelvula viajera
para que el petroacuteleo pase de la bomba a la tuberiacutea En la carrera ascendente la vaacutelvula
viajera se cierra para mover hacia la superficie el petroacuteleo que estaacute en la tuberiacutea y la
vaacutelvula viajera permite que entre petroacuteleo a la bomba La repeticioacuten continua del
movimiento ascendente y descendente mantiene el flujo (emboladas)
4823Cargas del vaacutestago pulido
Cinco factores contribuyen a la carga neta del vaacutestago pulido
bullCarga del fluido
bullPeso muerto de las varillas de succioacuten
bullAceleracioacuten de la carga de las varilla de succioacuten
bullFuerzas de flotacioacuten sobre las varillas de succioacuten sumergidas en el fluido
bullFuerzas de friccioacuten
49 DESPLAZAMIENTO DE LA BOMBA Y TAZA DE PRODUCCIOacuteN DEL SISTEMA DE
BOMBEO MECAacuteNICO
Pozos con condiciones gaseosas o liquidas espumosas frecuentemente tendriacutean un 25 a
50 de eficiencia
Pozos gaseosos con clara separacioacuten de gas de formacioacuten en el hueco tendriacutean de 50 a
70
Para pozos con buena separacioacuten en el hueco y amplia sumergencia de la bomba las
eficiencias serian de 70 a 80
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Para pozos con nivel alto de fluido y con no interferencia de gas la eficiencia volumeacutetrica
puede alcanzar hasta 100
410 CLASES DE EQUIPOS SUPERFICIALES PARA EL BOMBEO MECANICO
4101 Clase l BOMBEO CONVENCIONAL
El modelo convencional es el maacutes antiguo y usado en la industria cuyos oriacutegenes se basan en
los aparatos usados para perforar los pozos
La rotacioacuten de la manivela puede ser en ambas direcciones
VENTAJAS
Tiene bajo costo de mantenimiento
Costos menores que otro tipo de unidades
Es usualmente mejor con varillas de fibra de vidrio
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj y contrario
Puede bombear maacutes raacutepido que la Mark II sin problemas
Requiere menos contrabalanceo que la Mark II
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no estaacuten eficiente como el Mark II
Puede requerir una caja de velocidades mayor que otro tipo de unidades
(especialmente con varillas de acero)
Facultad de Ingenieriacutea
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4102 Clase lll MARK II Y AEROBALANCEADA
41021 UNIDAD MARK ll O UNITORQUE
El Mark II o Unitorque se introdujo a principio de los antildeos 60 con su revolucionario disentildeo que
requeriacutea menos energiacutea que uno convencional para levantar la misma carga de fluiacutedos
Las contrapesas estaacuten colocadas en una manivela de doble brazos separados y opuestos a la
manivela de los pines con un aacutengulo de desfase que oscila entre 19 y 28deg
Este desfasamiento hace que el torque de las pesas se atrase respecto al de la carga de
fluiacutedos al comienzo de la carrera ascendente y que se adelante al comienzo de la descendente
El Mark II debido al desfase angular es maacutes raacutepido en la carrera descendente lo que se
traduce en mayor aceleracioacuten y menores cargas miacutenimas en la barra pulida
Facultad de Ingenieriacutea
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En crudos viscosos esta caracteriacutestica debe ser tomada en cuenta para evitar velocidades que
puedan generar flotacioacuten de la sarta de cabillas
VENTAJAS
Tiene bajo torque en muchos casos (con varillas de acero)
Puede bajar costo (5a10) comparada con el siguiente tamantildeo de la unidad
convencional
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no puede bombear tan raacutepido como la Convencional porque
puede causar problemas de fallas en las varillas
Puede girar solamente en sentido contrario a las manecillas del reloj
Puede causar maacutes dantildeo a las varillas y bomba en caso de fluido pesado
Puede someter a la sarta de varillas en el fondo del pozo a severa compresioacuten que
puede causar fallas por pandeo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 12
41022 UNIDAD AEROBALANCEADA
VENTAJAS
Es maacutes compacta y maacutes faacutecil para balancear que otras unidades
Los costos de transportacioacuten son menores que otras unidades
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj o sentido contrario
DESVENTAJAS
Es maacutes complicada y requiere mayor mantenimiento (compresor de aire cilindro de
aire)
La condensacioacuten de agua en el cilindro puede causar problemas
La caja de velocidad es puede ser dantildeada si el cilindro pierde presioacuten de aire
Facultad de Ingenieriacutea
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41023 UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA ROTAFLEX
La primera unidad con el mecanismo actual fue instalada en Diciembre de 1987 Actualmente
se cuentan 825 instalaciones a nivel mundial principalmente en Texas Oklahoma Venezuela y
Colombia
Baacutesicamente el Rotaflex puede incluirse como una unidad Clase I ya que el pivote se encuentra
entre la carga del pozo y la generacioacuten de torque
La gran diferencia estaacute en que el brazo del torque es de solamente 18rdquo y por tanto necesita
menos esfuerzo
Es parecido a cuando alguien intenta levantar un peso mientras maacutes cerca esteacute del peso
menos esfuerzo seraacute requerido para levantarlo
El Rotaflex cumple casi a la perfeccioacuten con la situacioacuten ideal para bombeo mecaacutenico carrera
larga y baja velocidad Esta combinacioacuten asegura un mejor llenado de la bomba y cargas
paraacutesitas muy bajas (aceleracioacuten friccioacuten mecaacutenica y viscosa) y por eso la carta de superficie
de una instalacioacuten con Rotaflex es casi parecida a la ideal
Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede ser hasta un
80 maacutes bajo que los de una unidad Convencional
CARACTERISTICAS
Carrera de 288 y 306 pulgadas para bombas mecaacutenicas (maacutes de 7 metros)
Alta capacidad de produccioacuten
Alta eficiencia para extraccioacuten de pozos problema o pozos profundos
Mayor vida uacutetil del equipo de fondo
40 a 60 de reduccioacuten en los ciclos de esfuerzo mayor vida uacutetil de las varillas
20 a 50 de reduccioacuten en el costo de energiacutea
100 accionamiento mecaacutenico de bajo mantenimiento
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VENTAJAS DEL ROTAFLEX
Embolada larga y lenta que permite
Mejorar el llenado del barril
Reducir los problemas de golpe de fluido
Minimizar los problemas de interferencia de gas
Reducir el desgaste entre las partes moacuteviles
Reducir los esfuerzos de tensioacuten y compresioacuten sobre la sarta de cabillas
Aumenta la eficiencia total del sistema
Permite al sistema de bombeo reciprocante aumentar su capacidad de produccioacuten hasta
maacutes de 2500BPD
Unidad 100 mecaacutenica
Contrapeso faacutecil y preciso
Reductores de engranajes maacutes pequentildeos
Armado probado y embarcado en una sola pieza
No es necesaria y desinstalacioacuten para realizar los servicios al pozo
Reduce los costos de operacioacuten y mantenimiento
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EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea
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5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 17
6 BIBIOGRAFIA
- Bookaman V y De Abreu C ldquoEl Pozo Ilustradordquo Fondo Editorial del Centro Internacional
de Educacioacuten y Desarrollo (FONCIED) Primera edicioacuten en CD-ROM Caracas 1998
- Clases de Introduccioacuten a la Ingenieriacutea de Petroacuteleo Universidad Central deVenezuela
Facultad de Ingenieriacutea - Escuela de Petroacuteleo Prof Lizbeth Miranda 2008
- httpwwwportaldelpetroleocom200906bombeo-mecanico-disenohtml visto por ultima
vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
Facultad de Ingenieriacutea
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43 CARACTERISTICAS DEL BOMBEO MECANICO
Debe ser
Resistente
De larga vida
Eficiente
Faacutecil y barato de transportar
Silencioso
No contaminante
Seguro de instalar y de operar
44 APLICACIOacuteN DE LOS SISTEMAS DE RECUPERACION A NIVEL MUNDIAL
Sistema
Bombeo Mecaacutenico 808
Bombeo Hidraacuteulico 15
Bombeo Electrosumergible 67
Gas Lift 18
Bombeo por cavidades Progresivas 48
Plunger Lift 16
45 VENTAJAS DEL BOMBEO MECANICO
Tiene buena eficiencia
Permite la optimizacioacuten y el control
Bajo costo de mantenimiento
Pueden emplearse materiales para disminuir los problemas de corrosioacuten
Es flexible -permite ajustar la produccioacuten a traveacutes de la longitud de la carrera y la
velocidad de bombeo
Faacutecil disentildeo
Unidades pueden ser cambiadas a otros pozos
Adaptable a agujeros reducidos
Levanta aceites viscosos y de altas temperaturas
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 5
46 LIMITACIONES Y DESVENTAJAS
No es posible manejar soacutelidos
No se adapta a grandes profundidades
En operaciones costa-afuera resulta pesado y estorboso
Presenta desgaste en las varillas y en la Tuberiacutea de Produccioacuten en pozos
desviados
No aplicable cuando se tienen altas relaciones Gas-Aceite
Su eficiencia decrece con la profundidad
47 RANGO DE APLICACIOacuteN DE BOMBEO MECANICO
Rango Tiacutepico Maacuteximo
Profundidad 100 -11000rsquo TVD 16000rsquo TVD
Volumen 5 -1500 BPD 5000 BPD
Temperatura 100deg-350degF 550degF
Desviacioacuten 0 -20deg 0 -90deglt15deg100rsquo
Corrosioacuten Bueno a Excelente (con materiales especiales)
Manejo de gas Aceptable a Bueno
Manejo de solidos Aceptable a Bueno
Densidad del fluido gt8degAPI
Tipo de motor Combustioacuten o Electrico
Aplicaciones marinas Limitada
Eficiencia sistema 45-60
48 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE BOMBEO MECAacuteNICO
481Equipos de Superficie
a) El Motor
b) Equipo de bombeo de superficie Estructura y balanciacuten Motor Caja reductora
cabezote
c) Tuberiacutea o tubing
d) Sarta de varillas
e) Bomba de Subsuelo
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4811 Motor de la Unidad de Bombeo Mecaacutenico
La funcioacuten del motor de la Unidad de Bombo Mecaacutenico es suministrar a la instalacioacuten energiacutea
mecaacutenica la cual eventualmente es transmitida a la bomba y usada para levantar el fluido El
motor seleccionado para una instalacioacuten debe tener suficiente potencia de salida para levantar
el fluido a la tasa deseada desde el nivel de fluido de trabajo en el pozo
4812 Estructura del Balanciacuten Petrolero
Este componente se encarga de soportar los componentes de superficie del sistema de
bombeo mecaacutenico tambieacuten se encarga de transferir energiacutea para el bombeo del pozo desde el
motor hacia la parte superior de las varillas haciendo que este deba cambiar el movimiento
rotatorio del motor a un movimiento reciprocante
La principal funcioacuten es almacenar energiacutea en la carrera descendente y entregar energiacutea en la
carrera ascendente
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4813 Caja reductora de velocidad
Este dispositivo permite cambiar por medio de engranajes la alta velocidad angular entregada
por el motor a un mayor torque suficiente para permitir el movimiento del balanciacuten
4814 Cabezote
Se encarga de mantener vertical toda la liacutenea conformada desde la rienda sarta de varillas
hasta la bomba
4815 Vaacutestago pulido ndash Varilloacuten pulido
La relacioacuten directa entre la sarta de varillas y el equipo de superficie es el Varilloacuten pulido o
vaacutestago pulido Los vaacutestagos pulidos estaacuten disponibles en tres tamantildeos el tamantildeo para
cualquier instalacioacuten depende del tamantildeo del tubing y del diaacutemetro de las varilla de succioacuten en
el tope de la sarta de varillas
4816Barra cargadora
Cerca del final superior del Varilloacuten pulido esta una abrazadera del Varilloacuten el cual es soportado
por barra cargadora La barra cargadora a su vez es soportada por cables flexibles conocidos
como riendas que pasan por encima del cabezal del balanciacuten (horse head) hasta el final del
balanciacuten (walking beam)
482 Equipos de subsuelo
4821Sarta de Varillas
Transmite energiacutea desde el equipo de superficie hacia la bomba de subsuelo Las varillas
soportan el peso del fluido ademaacutes de su propio peso
4822Bomba de Subsuelo Las funciones de la bomba son
bullRecibir el fluido desde la formacioacuten hacia dentro de la sarta de produccioacuten
bullLevantar el fluido hacia la superficie
48221Componentes principales de la bomba de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 8
Barril de trabajo
Pistoacuten
Vaacutelvula fija o estacionaria
Vaacutelvula viajera
48222Funcionamiento de una bomba de subsuelo
La vaacutelvula estacionaria permite que el petroacuteleo entre al cilindro de la bomba En la
carrera descendente de las varillas la vaacutelvula fija se cierra y se abre la vaacutelvula viajera
para que el petroacuteleo pase de la bomba a la tuberiacutea En la carrera ascendente la vaacutelvula
viajera se cierra para mover hacia la superficie el petroacuteleo que estaacute en la tuberiacutea y la
vaacutelvula viajera permite que entre petroacuteleo a la bomba La repeticioacuten continua del
movimiento ascendente y descendente mantiene el flujo (emboladas)
4823Cargas del vaacutestago pulido
Cinco factores contribuyen a la carga neta del vaacutestago pulido
bullCarga del fluido
bullPeso muerto de las varillas de succioacuten
bullAceleracioacuten de la carga de las varilla de succioacuten
bullFuerzas de flotacioacuten sobre las varillas de succioacuten sumergidas en el fluido
bullFuerzas de friccioacuten
49 DESPLAZAMIENTO DE LA BOMBA Y TAZA DE PRODUCCIOacuteN DEL SISTEMA DE
BOMBEO MECAacuteNICO
Pozos con condiciones gaseosas o liquidas espumosas frecuentemente tendriacutean un 25 a
50 de eficiencia
Pozos gaseosos con clara separacioacuten de gas de formacioacuten en el hueco tendriacutean de 50 a
70
Para pozos con buena separacioacuten en el hueco y amplia sumergencia de la bomba las
eficiencias serian de 70 a 80
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 9
Para pozos con nivel alto de fluido y con no interferencia de gas la eficiencia volumeacutetrica
puede alcanzar hasta 100
410 CLASES DE EQUIPOS SUPERFICIALES PARA EL BOMBEO MECANICO
4101 Clase l BOMBEO CONVENCIONAL
El modelo convencional es el maacutes antiguo y usado en la industria cuyos oriacutegenes se basan en
los aparatos usados para perforar los pozos
La rotacioacuten de la manivela puede ser en ambas direcciones
VENTAJAS
Tiene bajo costo de mantenimiento
Costos menores que otro tipo de unidades
Es usualmente mejor con varillas de fibra de vidrio
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj y contrario
Puede bombear maacutes raacutepido que la Mark II sin problemas
Requiere menos contrabalanceo que la Mark II
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no estaacuten eficiente como el Mark II
Puede requerir una caja de velocidades mayor que otro tipo de unidades
(especialmente con varillas de acero)
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 10
4102 Clase lll MARK II Y AEROBALANCEADA
41021 UNIDAD MARK ll O UNITORQUE
El Mark II o Unitorque se introdujo a principio de los antildeos 60 con su revolucionario disentildeo que
requeriacutea menos energiacutea que uno convencional para levantar la misma carga de fluiacutedos
Las contrapesas estaacuten colocadas en una manivela de doble brazos separados y opuestos a la
manivela de los pines con un aacutengulo de desfase que oscila entre 19 y 28deg
Este desfasamiento hace que el torque de las pesas se atrase respecto al de la carga de
fluiacutedos al comienzo de la carrera ascendente y que se adelante al comienzo de la descendente
El Mark II debido al desfase angular es maacutes raacutepido en la carrera descendente lo que se
traduce en mayor aceleracioacuten y menores cargas miacutenimas en la barra pulida
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 11
En crudos viscosos esta caracteriacutestica debe ser tomada en cuenta para evitar velocidades que
puedan generar flotacioacuten de la sarta de cabillas
VENTAJAS
Tiene bajo torque en muchos casos (con varillas de acero)
Puede bajar costo (5a10) comparada con el siguiente tamantildeo de la unidad
convencional
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no puede bombear tan raacutepido como la Convencional porque
puede causar problemas de fallas en las varillas
Puede girar solamente en sentido contrario a las manecillas del reloj
Puede causar maacutes dantildeo a las varillas y bomba en caso de fluido pesado
Puede someter a la sarta de varillas en el fondo del pozo a severa compresioacuten que
puede causar fallas por pandeo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 12
41022 UNIDAD AEROBALANCEADA
VENTAJAS
Es maacutes compacta y maacutes faacutecil para balancear que otras unidades
Los costos de transportacioacuten son menores que otras unidades
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj o sentido contrario
DESVENTAJAS
Es maacutes complicada y requiere mayor mantenimiento (compresor de aire cilindro de
aire)
La condensacioacuten de agua en el cilindro puede causar problemas
La caja de velocidad es puede ser dantildeada si el cilindro pierde presioacuten de aire
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 13
41023 UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA ROTAFLEX
La primera unidad con el mecanismo actual fue instalada en Diciembre de 1987 Actualmente
se cuentan 825 instalaciones a nivel mundial principalmente en Texas Oklahoma Venezuela y
Colombia
Baacutesicamente el Rotaflex puede incluirse como una unidad Clase I ya que el pivote se encuentra
entre la carga del pozo y la generacioacuten de torque
La gran diferencia estaacute en que el brazo del torque es de solamente 18rdquo y por tanto necesita
menos esfuerzo
Es parecido a cuando alguien intenta levantar un peso mientras maacutes cerca esteacute del peso
menos esfuerzo seraacute requerido para levantarlo
El Rotaflex cumple casi a la perfeccioacuten con la situacioacuten ideal para bombeo mecaacutenico carrera
larga y baja velocidad Esta combinacioacuten asegura un mejor llenado de la bomba y cargas
paraacutesitas muy bajas (aceleracioacuten friccioacuten mecaacutenica y viscosa) y por eso la carta de superficie
de una instalacioacuten con Rotaflex es casi parecida a la ideal
Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede ser hasta un
80 maacutes bajo que los de una unidad Convencional
CARACTERISTICAS
Carrera de 288 y 306 pulgadas para bombas mecaacutenicas (maacutes de 7 metros)
Alta capacidad de produccioacuten
Alta eficiencia para extraccioacuten de pozos problema o pozos profundos
Mayor vida uacutetil del equipo de fondo
40 a 60 de reduccioacuten en los ciclos de esfuerzo mayor vida uacutetil de las varillas
20 a 50 de reduccioacuten en el costo de energiacutea
100 accionamiento mecaacutenico de bajo mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 14
VENTAJAS DEL ROTAFLEX
Embolada larga y lenta que permite
Mejorar el llenado del barril
Reducir los problemas de golpe de fluido
Minimizar los problemas de interferencia de gas
Reducir el desgaste entre las partes moacuteviles
Reducir los esfuerzos de tensioacuten y compresioacuten sobre la sarta de cabillas
Aumenta la eficiencia total del sistema
Permite al sistema de bombeo reciprocante aumentar su capacidad de produccioacuten hasta
maacutes de 2500BPD
Unidad 100 mecaacutenica
Contrapeso faacutecil y preciso
Reductores de engranajes maacutes pequentildeos
Armado probado y embarcado en una sola pieza
No es necesaria y desinstalacioacuten para realizar los servicios al pozo
Reduce los costos de operacioacuten y mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 15
EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 16
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 17
6 BIBIOGRAFIA
- Bookaman V y De Abreu C ldquoEl Pozo Ilustradordquo Fondo Editorial del Centro Internacional
de Educacioacuten y Desarrollo (FONCIED) Primera edicioacuten en CD-ROM Caracas 1998
- Clases de Introduccioacuten a la Ingenieriacutea de Petroacuteleo Universidad Central deVenezuela
Facultad de Ingenieriacutea - Escuela de Petroacuteleo Prof Lizbeth Miranda 2008
- httpwwwportaldelpetroleocom200906bombeo-mecanico-disenohtml visto por ultima
vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 5
46 LIMITACIONES Y DESVENTAJAS
No es posible manejar soacutelidos
No se adapta a grandes profundidades
En operaciones costa-afuera resulta pesado y estorboso
Presenta desgaste en las varillas y en la Tuberiacutea de Produccioacuten en pozos
desviados
No aplicable cuando se tienen altas relaciones Gas-Aceite
Su eficiencia decrece con la profundidad
47 RANGO DE APLICACIOacuteN DE BOMBEO MECANICO
Rango Tiacutepico Maacuteximo
Profundidad 100 -11000rsquo TVD 16000rsquo TVD
Volumen 5 -1500 BPD 5000 BPD
Temperatura 100deg-350degF 550degF
Desviacioacuten 0 -20deg 0 -90deglt15deg100rsquo
Corrosioacuten Bueno a Excelente (con materiales especiales)
Manejo de gas Aceptable a Bueno
Manejo de solidos Aceptable a Bueno
Densidad del fluido gt8degAPI
Tipo de motor Combustioacuten o Electrico
Aplicaciones marinas Limitada
Eficiencia sistema 45-60
48 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE BOMBEO MECAacuteNICO
481Equipos de Superficie
a) El Motor
b) Equipo de bombeo de superficie Estructura y balanciacuten Motor Caja reductora
cabezote
c) Tuberiacutea o tubing
d) Sarta de varillas
e) Bomba de Subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 6
4811 Motor de la Unidad de Bombeo Mecaacutenico
La funcioacuten del motor de la Unidad de Bombo Mecaacutenico es suministrar a la instalacioacuten energiacutea
mecaacutenica la cual eventualmente es transmitida a la bomba y usada para levantar el fluido El
motor seleccionado para una instalacioacuten debe tener suficiente potencia de salida para levantar
el fluido a la tasa deseada desde el nivel de fluido de trabajo en el pozo
4812 Estructura del Balanciacuten Petrolero
Este componente se encarga de soportar los componentes de superficie del sistema de
bombeo mecaacutenico tambieacuten se encarga de transferir energiacutea para el bombeo del pozo desde el
motor hacia la parte superior de las varillas haciendo que este deba cambiar el movimiento
rotatorio del motor a un movimiento reciprocante
La principal funcioacuten es almacenar energiacutea en la carrera descendente y entregar energiacutea en la
carrera ascendente
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 7
4813 Caja reductora de velocidad
Este dispositivo permite cambiar por medio de engranajes la alta velocidad angular entregada
por el motor a un mayor torque suficiente para permitir el movimiento del balanciacuten
4814 Cabezote
Se encarga de mantener vertical toda la liacutenea conformada desde la rienda sarta de varillas
hasta la bomba
4815 Vaacutestago pulido ndash Varilloacuten pulido
La relacioacuten directa entre la sarta de varillas y el equipo de superficie es el Varilloacuten pulido o
vaacutestago pulido Los vaacutestagos pulidos estaacuten disponibles en tres tamantildeos el tamantildeo para
cualquier instalacioacuten depende del tamantildeo del tubing y del diaacutemetro de las varilla de succioacuten en
el tope de la sarta de varillas
4816Barra cargadora
Cerca del final superior del Varilloacuten pulido esta una abrazadera del Varilloacuten el cual es soportado
por barra cargadora La barra cargadora a su vez es soportada por cables flexibles conocidos
como riendas que pasan por encima del cabezal del balanciacuten (horse head) hasta el final del
balanciacuten (walking beam)
482 Equipos de subsuelo
4821Sarta de Varillas
Transmite energiacutea desde el equipo de superficie hacia la bomba de subsuelo Las varillas
soportan el peso del fluido ademaacutes de su propio peso
4822Bomba de Subsuelo Las funciones de la bomba son
bullRecibir el fluido desde la formacioacuten hacia dentro de la sarta de produccioacuten
bullLevantar el fluido hacia la superficie
48221Componentes principales de la bomba de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 8
Barril de trabajo
Pistoacuten
Vaacutelvula fija o estacionaria
Vaacutelvula viajera
48222Funcionamiento de una bomba de subsuelo
La vaacutelvula estacionaria permite que el petroacuteleo entre al cilindro de la bomba En la
carrera descendente de las varillas la vaacutelvula fija se cierra y se abre la vaacutelvula viajera
para que el petroacuteleo pase de la bomba a la tuberiacutea En la carrera ascendente la vaacutelvula
viajera se cierra para mover hacia la superficie el petroacuteleo que estaacute en la tuberiacutea y la
vaacutelvula viajera permite que entre petroacuteleo a la bomba La repeticioacuten continua del
movimiento ascendente y descendente mantiene el flujo (emboladas)
4823Cargas del vaacutestago pulido
Cinco factores contribuyen a la carga neta del vaacutestago pulido
bullCarga del fluido
bullPeso muerto de las varillas de succioacuten
bullAceleracioacuten de la carga de las varilla de succioacuten
bullFuerzas de flotacioacuten sobre las varillas de succioacuten sumergidas en el fluido
bullFuerzas de friccioacuten
49 DESPLAZAMIENTO DE LA BOMBA Y TAZA DE PRODUCCIOacuteN DEL SISTEMA DE
BOMBEO MECAacuteNICO
Pozos con condiciones gaseosas o liquidas espumosas frecuentemente tendriacutean un 25 a
50 de eficiencia
Pozos gaseosos con clara separacioacuten de gas de formacioacuten en el hueco tendriacutean de 50 a
70
Para pozos con buena separacioacuten en el hueco y amplia sumergencia de la bomba las
eficiencias serian de 70 a 80
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 9
Para pozos con nivel alto de fluido y con no interferencia de gas la eficiencia volumeacutetrica
puede alcanzar hasta 100
410 CLASES DE EQUIPOS SUPERFICIALES PARA EL BOMBEO MECANICO
4101 Clase l BOMBEO CONVENCIONAL
El modelo convencional es el maacutes antiguo y usado en la industria cuyos oriacutegenes se basan en
los aparatos usados para perforar los pozos
La rotacioacuten de la manivela puede ser en ambas direcciones
VENTAJAS
Tiene bajo costo de mantenimiento
Costos menores que otro tipo de unidades
Es usualmente mejor con varillas de fibra de vidrio
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj y contrario
Puede bombear maacutes raacutepido que la Mark II sin problemas
Requiere menos contrabalanceo que la Mark II
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no estaacuten eficiente como el Mark II
Puede requerir una caja de velocidades mayor que otro tipo de unidades
(especialmente con varillas de acero)
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 10
4102 Clase lll MARK II Y AEROBALANCEADA
41021 UNIDAD MARK ll O UNITORQUE
El Mark II o Unitorque se introdujo a principio de los antildeos 60 con su revolucionario disentildeo que
requeriacutea menos energiacutea que uno convencional para levantar la misma carga de fluiacutedos
Las contrapesas estaacuten colocadas en una manivela de doble brazos separados y opuestos a la
manivela de los pines con un aacutengulo de desfase que oscila entre 19 y 28deg
Este desfasamiento hace que el torque de las pesas se atrase respecto al de la carga de
fluiacutedos al comienzo de la carrera ascendente y que se adelante al comienzo de la descendente
El Mark II debido al desfase angular es maacutes raacutepido en la carrera descendente lo que se
traduce en mayor aceleracioacuten y menores cargas miacutenimas en la barra pulida
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 11
En crudos viscosos esta caracteriacutestica debe ser tomada en cuenta para evitar velocidades que
puedan generar flotacioacuten de la sarta de cabillas
VENTAJAS
Tiene bajo torque en muchos casos (con varillas de acero)
Puede bajar costo (5a10) comparada con el siguiente tamantildeo de la unidad
convencional
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no puede bombear tan raacutepido como la Convencional porque
puede causar problemas de fallas en las varillas
Puede girar solamente en sentido contrario a las manecillas del reloj
Puede causar maacutes dantildeo a las varillas y bomba en caso de fluido pesado
Puede someter a la sarta de varillas en el fondo del pozo a severa compresioacuten que
puede causar fallas por pandeo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 12
41022 UNIDAD AEROBALANCEADA
VENTAJAS
Es maacutes compacta y maacutes faacutecil para balancear que otras unidades
Los costos de transportacioacuten son menores que otras unidades
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj o sentido contrario
DESVENTAJAS
Es maacutes complicada y requiere mayor mantenimiento (compresor de aire cilindro de
aire)
La condensacioacuten de agua en el cilindro puede causar problemas
La caja de velocidad es puede ser dantildeada si el cilindro pierde presioacuten de aire
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 13
41023 UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA ROTAFLEX
La primera unidad con el mecanismo actual fue instalada en Diciembre de 1987 Actualmente
se cuentan 825 instalaciones a nivel mundial principalmente en Texas Oklahoma Venezuela y
Colombia
Baacutesicamente el Rotaflex puede incluirse como una unidad Clase I ya que el pivote se encuentra
entre la carga del pozo y la generacioacuten de torque
La gran diferencia estaacute en que el brazo del torque es de solamente 18rdquo y por tanto necesita
menos esfuerzo
Es parecido a cuando alguien intenta levantar un peso mientras maacutes cerca esteacute del peso
menos esfuerzo seraacute requerido para levantarlo
El Rotaflex cumple casi a la perfeccioacuten con la situacioacuten ideal para bombeo mecaacutenico carrera
larga y baja velocidad Esta combinacioacuten asegura un mejor llenado de la bomba y cargas
paraacutesitas muy bajas (aceleracioacuten friccioacuten mecaacutenica y viscosa) y por eso la carta de superficie
de una instalacioacuten con Rotaflex es casi parecida a la ideal
Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede ser hasta un
80 maacutes bajo que los de una unidad Convencional
CARACTERISTICAS
Carrera de 288 y 306 pulgadas para bombas mecaacutenicas (maacutes de 7 metros)
Alta capacidad de produccioacuten
Alta eficiencia para extraccioacuten de pozos problema o pozos profundos
Mayor vida uacutetil del equipo de fondo
40 a 60 de reduccioacuten en los ciclos de esfuerzo mayor vida uacutetil de las varillas
20 a 50 de reduccioacuten en el costo de energiacutea
100 accionamiento mecaacutenico de bajo mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
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VENTAJAS DEL ROTAFLEX
Embolada larga y lenta que permite
Mejorar el llenado del barril
Reducir los problemas de golpe de fluido
Minimizar los problemas de interferencia de gas
Reducir el desgaste entre las partes moacuteviles
Reducir los esfuerzos de tensioacuten y compresioacuten sobre la sarta de cabillas
Aumenta la eficiencia total del sistema
Permite al sistema de bombeo reciprocante aumentar su capacidad de produccioacuten hasta
maacutes de 2500BPD
Unidad 100 mecaacutenica
Contrapeso faacutecil y preciso
Reductores de engranajes maacutes pequentildeos
Armado probado y embarcado en una sola pieza
No es necesaria y desinstalacioacuten para realizar los servicios al pozo
Reduce los costos de operacioacuten y mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 15
EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 16
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 17
6 BIBIOGRAFIA
- Bookaman V y De Abreu C ldquoEl Pozo Ilustradordquo Fondo Editorial del Centro Internacional
de Educacioacuten y Desarrollo (FONCIED) Primera edicioacuten en CD-ROM Caracas 1998
- Clases de Introduccioacuten a la Ingenieriacutea de Petroacuteleo Universidad Central deVenezuela
Facultad de Ingenieriacutea - Escuela de Petroacuteleo Prof Lizbeth Miranda 2008
- httpwwwportaldelpetroleocom200906bombeo-mecanico-disenohtml visto por ultima
vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 6
4811 Motor de la Unidad de Bombeo Mecaacutenico
La funcioacuten del motor de la Unidad de Bombo Mecaacutenico es suministrar a la instalacioacuten energiacutea
mecaacutenica la cual eventualmente es transmitida a la bomba y usada para levantar el fluido El
motor seleccionado para una instalacioacuten debe tener suficiente potencia de salida para levantar
el fluido a la tasa deseada desde el nivel de fluido de trabajo en el pozo
4812 Estructura del Balanciacuten Petrolero
Este componente se encarga de soportar los componentes de superficie del sistema de
bombeo mecaacutenico tambieacuten se encarga de transferir energiacutea para el bombeo del pozo desde el
motor hacia la parte superior de las varillas haciendo que este deba cambiar el movimiento
rotatorio del motor a un movimiento reciprocante
La principal funcioacuten es almacenar energiacutea en la carrera descendente y entregar energiacutea en la
carrera ascendente
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 7
4813 Caja reductora de velocidad
Este dispositivo permite cambiar por medio de engranajes la alta velocidad angular entregada
por el motor a un mayor torque suficiente para permitir el movimiento del balanciacuten
4814 Cabezote
Se encarga de mantener vertical toda la liacutenea conformada desde la rienda sarta de varillas
hasta la bomba
4815 Vaacutestago pulido ndash Varilloacuten pulido
La relacioacuten directa entre la sarta de varillas y el equipo de superficie es el Varilloacuten pulido o
vaacutestago pulido Los vaacutestagos pulidos estaacuten disponibles en tres tamantildeos el tamantildeo para
cualquier instalacioacuten depende del tamantildeo del tubing y del diaacutemetro de las varilla de succioacuten en
el tope de la sarta de varillas
4816Barra cargadora
Cerca del final superior del Varilloacuten pulido esta una abrazadera del Varilloacuten el cual es soportado
por barra cargadora La barra cargadora a su vez es soportada por cables flexibles conocidos
como riendas que pasan por encima del cabezal del balanciacuten (horse head) hasta el final del
balanciacuten (walking beam)
482 Equipos de subsuelo
4821Sarta de Varillas
Transmite energiacutea desde el equipo de superficie hacia la bomba de subsuelo Las varillas
soportan el peso del fluido ademaacutes de su propio peso
4822Bomba de Subsuelo Las funciones de la bomba son
bullRecibir el fluido desde la formacioacuten hacia dentro de la sarta de produccioacuten
bullLevantar el fluido hacia la superficie
48221Componentes principales de la bomba de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 8
Barril de trabajo
Pistoacuten
Vaacutelvula fija o estacionaria
Vaacutelvula viajera
48222Funcionamiento de una bomba de subsuelo
La vaacutelvula estacionaria permite que el petroacuteleo entre al cilindro de la bomba En la
carrera descendente de las varillas la vaacutelvula fija se cierra y se abre la vaacutelvula viajera
para que el petroacuteleo pase de la bomba a la tuberiacutea En la carrera ascendente la vaacutelvula
viajera se cierra para mover hacia la superficie el petroacuteleo que estaacute en la tuberiacutea y la
vaacutelvula viajera permite que entre petroacuteleo a la bomba La repeticioacuten continua del
movimiento ascendente y descendente mantiene el flujo (emboladas)
4823Cargas del vaacutestago pulido
Cinco factores contribuyen a la carga neta del vaacutestago pulido
bullCarga del fluido
bullPeso muerto de las varillas de succioacuten
bullAceleracioacuten de la carga de las varilla de succioacuten
bullFuerzas de flotacioacuten sobre las varillas de succioacuten sumergidas en el fluido
bullFuerzas de friccioacuten
49 DESPLAZAMIENTO DE LA BOMBA Y TAZA DE PRODUCCIOacuteN DEL SISTEMA DE
BOMBEO MECAacuteNICO
Pozos con condiciones gaseosas o liquidas espumosas frecuentemente tendriacutean un 25 a
50 de eficiencia
Pozos gaseosos con clara separacioacuten de gas de formacioacuten en el hueco tendriacutean de 50 a
70
Para pozos con buena separacioacuten en el hueco y amplia sumergencia de la bomba las
eficiencias serian de 70 a 80
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 9
Para pozos con nivel alto de fluido y con no interferencia de gas la eficiencia volumeacutetrica
puede alcanzar hasta 100
410 CLASES DE EQUIPOS SUPERFICIALES PARA EL BOMBEO MECANICO
4101 Clase l BOMBEO CONVENCIONAL
El modelo convencional es el maacutes antiguo y usado en la industria cuyos oriacutegenes se basan en
los aparatos usados para perforar los pozos
La rotacioacuten de la manivela puede ser en ambas direcciones
VENTAJAS
Tiene bajo costo de mantenimiento
Costos menores que otro tipo de unidades
Es usualmente mejor con varillas de fibra de vidrio
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj y contrario
Puede bombear maacutes raacutepido que la Mark II sin problemas
Requiere menos contrabalanceo que la Mark II
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no estaacuten eficiente como el Mark II
Puede requerir una caja de velocidades mayor que otro tipo de unidades
(especialmente con varillas de acero)
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 10
4102 Clase lll MARK II Y AEROBALANCEADA
41021 UNIDAD MARK ll O UNITORQUE
El Mark II o Unitorque se introdujo a principio de los antildeos 60 con su revolucionario disentildeo que
requeriacutea menos energiacutea que uno convencional para levantar la misma carga de fluiacutedos
Las contrapesas estaacuten colocadas en una manivela de doble brazos separados y opuestos a la
manivela de los pines con un aacutengulo de desfase que oscila entre 19 y 28deg
Este desfasamiento hace que el torque de las pesas se atrase respecto al de la carga de
fluiacutedos al comienzo de la carrera ascendente y que se adelante al comienzo de la descendente
El Mark II debido al desfase angular es maacutes raacutepido en la carrera descendente lo que se
traduce en mayor aceleracioacuten y menores cargas miacutenimas en la barra pulida
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 11
En crudos viscosos esta caracteriacutestica debe ser tomada en cuenta para evitar velocidades que
puedan generar flotacioacuten de la sarta de cabillas
VENTAJAS
Tiene bajo torque en muchos casos (con varillas de acero)
Puede bajar costo (5a10) comparada con el siguiente tamantildeo de la unidad
convencional
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no puede bombear tan raacutepido como la Convencional porque
puede causar problemas de fallas en las varillas
Puede girar solamente en sentido contrario a las manecillas del reloj
Puede causar maacutes dantildeo a las varillas y bomba en caso de fluido pesado
Puede someter a la sarta de varillas en el fondo del pozo a severa compresioacuten que
puede causar fallas por pandeo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 12
41022 UNIDAD AEROBALANCEADA
VENTAJAS
Es maacutes compacta y maacutes faacutecil para balancear que otras unidades
Los costos de transportacioacuten son menores que otras unidades
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj o sentido contrario
DESVENTAJAS
Es maacutes complicada y requiere mayor mantenimiento (compresor de aire cilindro de
aire)
La condensacioacuten de agua en el cilindro puede causar problemas
La caja de velocidad es puede ser dantildeada si el cilindro pierde presioacuten de aire
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 13
41023 UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA ROTAFLEX
La primera unidad con el mecanismo actual fue instalada en Diciembre de 1987 Actualmente
se cuentan 825 instalaciones a nivel mundial principalmente en Texas Oklahoma Venezuela y
Colombia
Baacutesicamente el Rotaflex puede incluirse como una unidad Clase I ya que el pivote se encuentra
entre la carga del pozo y la generacioacuten de torque
La gran diferencia estaacute en que el brazo del torque es de solamente 18rdquo y por tanto necesita
menos esfuerzo
Es parecido a cuando alguien intenta levantar un peso mientras maacutes cerca esteacute del peso
menos esfuerzo seraacute requerido para levantarlo
El Rotaflex cumple casi a la perfeccioacuten con la situacioacuten ideal para bombeo mecaacutenico carrera
larga y baja velocidad Esta combinacioacuten asegura un mejor llenado de la bomba y cargas
paraacutesitas muy bajas (aceleracioacuten friccioacuten mecaacutenica y viscosa) y por eso la carta de superficie
de una instalacioacuten con Rotaflex es casi parecida a la ideal
Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede ser hasta un
80 maacutes bajo que los de una unidad Convencional
CARACTERISTICAS
Carrera de 288 y 306 pulgadas para bombas mecaacutenicas (maacutes de 7 metros)
Alta capacidad de produccioacuten
Alta eficiencia para extraccioacuten de pozos problema o pozos profundos
Mayor vida uacutetil del equipo de fondo
40 a 60 de reduccioacuten en los ciclos de esfuerzo mayor vida uacutetil de las varillas
20 a 50 de reduccioacuten en el costo de energiacutea
100 accionamiento mecaacutenico de bajo mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 14
VENTAJAS DEL ROTAFLEX
Embolada larga y lenta que permite
Mejorar el llenado del barril
Reducir los problemas de golpe de fluido
Minimizar los problemas de interferencia de gas
Reducir el desgaste entre las partes moacuteviles
Reducir los esfuerzos de tensioacuten y compresioacuten sobre la sarta de cabillas
Aumenta la eficiencia total del sistema
Permite al sistema de bombeo reciprocante aumentar su capacidad de produccioacuten hasta
maacutes de 2500BPD
Unidad 100 mecaacutenica
Contrapeso faacutecil y preciso
Reductores de engranajes maacutes pequentildeos
Armado probado y embarcado en una sola pieza
No es necesaria y desinstalacioacuten para realizar los servicios al pozo
Reduce los costos de operacioacuten y mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 15
EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 16
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 17
6 BIBIOGRAFIA
- Bookaman V y De Abreu C ldquoEl Pozo Ilustradordquo Fondo Editorial del Centro Internacional
de Educacioacuten y Desarrollo (FONCIED) Primera edicioacuten en CD-ROM Caracas 1998
- Clases de Introduccioacuten a la Ingenieriacutea de Petroacuteleo Universidad Central deVenezuela
Facultad de Ingenieriacutea - Escuela de Petroacuteleo Prof Lizbeth Miranda 2008
- httpwwwportaldelpetroleocom200906bombeo-mecanico-disenohtml visto por ultima
vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 7
4813 Caja reductora de velocidad
Este dispositivo permite cambiar por medio de engranajes la alta velocidad angular entregada
por el motor a un mayor torque suficiente para permitir el movimiento del balanciacuten
4814 Cabezote
Se encarga de mantener vertical toda la liacutenea conformada desde la rienda sarta de varillas
hasta la bomba
4815 Vaacutestago pulido ndash Varilloacuten pulido
La relacioacuten directa entre la sarta de varillas y el equipo de superficie es el Varilloacuten pulido o
vaacutestago pulido Los vaacutestagos pulidos estaacuten disponibles en tres tamantildeos el tamantildeo para
cualquier instalacioacuten depende del tamantildeo del tubing y del diaacutemetro de las varilla de succioacuten en
el tope de la sarta de varillas
4816Barra cargadora
Cerca del final superior del Varilloacuten pulido esta una abrazadera del Varilloacuten el cual es soportado
por barra cargadora La barra cargadora a su vez es soportada por cables flexibles conocidos
como riendas que pasan por encima del cabezal del balanciacuten (horse head) hasta el final del
balanciacuten (walking beam)
482 Equipos de subsuelo
4821Sarta de Varillas
Transmite energiacutea desde el equipo de superficie hacia la bomba de subsuelo Las varillas
soportan el peso del fluido ademaacutes de su propio peso
4822Bomba de Subsuelo Las funciones de la bomba son
bullRecibir el fluido desde la formacioacuten hacia dentro de la sarta de produccioacuten
bullLevantar el fluido hacia la superficie
48221Componentes principales de la bomba de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 8
Barril de trabajo
Pistoacuten
Vaacutelvula fija o estacionaria
Vaacutelvula viajera
48222Funcionamiento de una bomba de subsuelo
La vaacutelvula estacionaria permite que el petroacuteleo entre al cilindro de la bomba En la
carrera descendente de las varillas la vaacutelvula fija se cierra y se abre la vaacutelvula viajera
para que el petroacuteleo pase de la bomba a la tuberiacutea En la carrera ascendente la vaacutelvula
viajera se cierra para mover hacia la superficie el petroacuteleo que estaacute en la tuberiacutea y la
vaacutelvula viajera permite que entre petroacuteleo a la bomba La repeticioacuten continua del
movimiento ascendente y descendente mantiene el flujo (emboladas)
4823Cargas del vaacutestago pulido
Cinco factores contribuyen a la carga neta del vaacutestago pulido
bullCarga del fluido
bullPeso muerto de las varillas de succioacuten
bullAceleracioacuten de la carga de las varilla de succioacuten
bullFuerzas de flotacioacuten sobre las varillas de succioacuten sumergidas en el fluido
bullFuerzas de friccioacuten
49 DESPLAZAMIENTO DE LA BOMBA Y TAZA DE PRODUCCIOacuteN DEL SISTEMA DE
BOMBEO MECAacuteNICO
Pozos con condiciones gaseosas o liquidas espumosas frecuentemente tendriacutean un 25 a
50 de eficiencia
Pozos gaseosos con clara separacioacuten de gas de formacioacuten en el hueco tendriacutean de 50 a
70
Para pozos con buena separacioacuten en el hueco y amplia sumergencia de la bomba las
eficiencias serian de 70 a 80
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 9
Para pozos con nivel alto de fluido y con no interferencia de gas la eficiencia volumeacutetrica
puede alcanzar hasta 100
410 CLASES DE EQUIPOS SUPERFICIALES PARA EL BOMBEO MECANICO
4101 Clase l BOMBEO CONVENCIONAL
El modelo convencional es el maacutes antiguo y usado en la industria cuyos oriacutegenes se basan en
los aparatos usados para perforar los pozos
La rotacioacuten de la manivela puede ser en ambas direcciones
VENTAJAS
Tiene bajo costo de mantenimiento
Costos menores que otro tipo de unidades
Es usualmente mejor con varillas de fibra de vidrio
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj y contrario
Puede bombear maacutes raacutepido que la Mark II sin problemas
Requiere menos contrabalanceo que la Mark II
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no estaacuten eficiente como el Mark II
Puede requerir una caja de velocidades mayor que otro tipo de unidades
(especialmente con varillas de acero)
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 10
4102 Clase lll MARK II Y AEROBALANCEADA
41021 UNIDAD MARK ll O UNITORQUE
El Mark II o Unitorque se introdujo a principio de los antildeos 60 con su revolucionario disentildeo que
requeriacutea menos energiacutea que uno convencional para levantar la misma carga de fluiacutedos
Las contrapesas estaacuten colocadas en una manivela de doble brazos separados y opuestos a la
manivela de los pines con un aacutengulo de desfase que oscila entre 19 y 28deg
Este desfasamiento hace que el torque de las pesas se atrase respecto al de la carga de
fluiacutedos al comienzo de la carrera ascendente y que se adelante al comienzo de la descendente
El Mark II debido al desfase angular es maacutes raacutepido en la carrera descendente lo que se
traduce en mayor aceleracioacuten y menores cargas miacutenimas en la barra pulida
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 11
En crudos viscosos esta caracteriacutestica debe ser tomada en cuenta para evitar velocidades que
puedan generar flotacioacuten de la sarta de cabillas
VENTAJAS
Tiene bajo torque en muchos casos (con varillas de acero)
Puede bajar costo (5a10) comparada con el siguiente tamantildeo de la unidad
convencional
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no puede bombear tan raacutepido como la Convencional porque
puede causar problemas de fallas en las varillas
Puede girar solamente en sentido contrario a las manecillas del reloj
Puede causar maacutes dantildeo a las varillas y bomba en caso de fluido pesado
Puede someter a la sarta de varillas en el fondo del pozo a severa compresioacuten que
puede causar fallas por pandeo
Facultad de Ingenieriacutea
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41022 UNIDAD AEROBALANCEADA
VENTAJAS
Es maacutes compacta y maacutes faacutecil para balancear que otras unidades
Los costos de transportacioacuten son menores que otras unidades
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj o sentido contrario
DESVENTAJAS
Es maacutes complicada y requiere mayor mantenimiento (compresor de aire cilindro de
aire)
La condensacioacuten de agua en el cilindro puede causar problemas
La caja de velocidad es puede ser dantildeada si el cilindro pierde presioacuten de aire
Facultad de Ingenieriacutea
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41023 UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA ROTAFLEX
La primera unidad con el mecanismo actual fue instalada en Diciembre de 1987 Actualmente
se cuentan 825 instalaciones a nivel mundial principalmente en Texas Oklahoma Venezuela y
Colombia
Baacutesicamente el Rotaflex puede incluirse como una unidad Clase I ya que el pivote se encuentra
entre la carga del pozo y la generacioacuten de torque
La gran diferencia estaacute en que el brazo del torque es de solamente 18rdquo y por tanto necesita
menos esfuerzo
Es parecido a cuando alguien intenta levantar un peso mientras maacutes cerca esteacute del peso
menos esfuerzo seraacute requerido para levantarlo
El Rotaflex cumple casi a la perfeccioacuten con la situacioacuten ideal para bombeo mecaacutenico carrera
larga y baja velocidad Esta combinacioacuten asegura un mejor llenado de la bomba y cargas
paraacutesitas muy bajas (aceleracioacuten friccioacuten mecaacutenica y viscosa) y por eso la carta de superficie
de una instalacioacuten con Rotaflex es casi parecida a la ideal
Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede ser hasta un
80 maacutes bajo que los de una unidad Convencional
CARACTERISTICAS
Carrera de 288 y 306 pulgadas para bombas mecaacutenicas (maacutes de 7 metros)
Alta capacidad de produccioacuten
Alta eficiencia para extraccioacuten de pozos problema o pozos profundos
Mayor vida uacutetil del equipo de fondo
40 a 60 de reduccioacuten en los ciclos de esfuerzo mayor vida uacutetil de las varillas
20 a 50 de reduccioacuten en el costo de energiacutea
100 accionamiento mecaacutenico de bajo mantenimiento
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VENTAJAS DEL ROTAFLEX
Embolada larga y lenta que permite
Mejorar el llenado del barril
Reducir los problemas de golpe de fluido
Minimizar los problemas de interferencia de gas
Reducir el desgaste entre las partes moacuteviles
Reducir los esfuerzos de tensioacuten y compresioacuten sobre la sarta de cabillas
Aumenta la eficiencia total del sistema
Permite al sistema de bombeo reciprocante aumentar su capacidad de produccioacuten hasta
maacutes de 2500BPD
Unidad 100 mecaacutenica
Contrapeso faacutecil y preciso
Reductores de engranajes maacutes pequentildeos
Armado probado y embarcado en una sola pieza
No es necesaria y desinstalacioacuten para realizar los servicios al pozo
Reduce los costos de operacioacuten y mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 15
EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 16
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 17
6 BIBIOGRAFIA
- Bookaman V y De Abreu C ldquoEl Pozo Ilustradordquo Fondo Editorial del Centro Internacional
de Educacioacuten y Desarrollo (FONCIED) Primera edicioacuten en CD-ROM Caracas 1998
- Clases de Introduccioacuten a la Ingenieriacutea de Petroacuteleo Universidad Central deVenezuela
Facultad de Ingenieriacutea - Escuela de Petroacuteleo Prof Lizbeth Miranda 2008
- httpwwwportaldelpetroleocom200906bombeo-mecanico-disenohtml visto por ultima
vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
Facultad de Ingenieriacutea
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Barril de trabajo
Pistoacuten
Vaacutelvula fija o estacionaria
Vaacutelvula viajera
48222Funcionamiento de una bomba de subsuelo
La vaacutelvula estacionaria permite que el petroacuteleo entre al cilindro de la bomba En la
carrera descendente de las varillas la vaacutelvula fija se cierra y se abre la vaacutelvula viajera
para que el petroacuteleo pase de la bomba a la tuberiacutea En la carrera ascendente la vaacutelvula
viajera se cierra para mover hacia la superficie el petroacuteleo que estaacute en la tuberiacutea y la
vaacutelvula viajera permite que entre petroacuteleo a la bomba La repeticioacuten continua del
movimiento ascendente y descendente mantiene el flujo (emboladas)
4823Cargas del vaacutestago pulido
Cinco factores contribuyen a la carga neta del vaacutestago pulido
bullCarga del fluido
bullPeso muerto de las varillas de succioacuten
bullAceleracioacuten de la carga de las varilla de succioacuten
bullFuerzas de flotacioacuten sobre las varillas de succioacuten sumergidas en el fluido
bullFuerzas de friccioacuten
49 DESPLAZAMIENTO DE LA BOMBA Y TAZA DE PRODUCCIOacuteN DEL SISTEMA DE
BOMBEO MECAacuteNICO
Pozos con condiciones gaseosas o liquidas espumosas frecuentemente tendriacutean un 25 a
50 de eficiencia
Pozos gaseosos con clara separacioacuten de gas de formacioacuten en el hueco tendriacutean de 50 a
70
Para pozos con buena separacioacuten en el hueco y amplia sumergencia de la bomba las
eficiencias serian de 70 a 80
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 9
Para pozos con nivel alto de fluido y con no interferencia de gas la eficiencia volumeacutetrica
puede alcanzar hasta 100
410 CLASES DE EQUIPOS SUPERFICIALES PARA EL BOMBEO MECANICO
4101 Clase l BOMBEO CONVENCIONAL
El modelo convencional es el maacutes antiguo y usado en la industria cuyos oriacutegenes se basan en
los aparatos usados para perforar los pozos
La rotacioacuten de la manivela puede ser en ambas direcciones
VENTAJAS
Tiene bajo costo de mantenimiento
Costos menores que otro tipo de unidades
Es usualmente mejor con varillas de fibra de vidrio
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj y contrario
Puede bombear maacutes raacutepido que la Mark II sin problemas
Requiere menos contrabalanceo que la Mark II
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no estaacuten eficiente como el Mark II
Puede requerir una caja de velocidades mayor que otro tipo de unidades
(especialmente con varillas de acero)
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 10
4102 Clase lll MARK II Y AEROBALANCEADA
41021 UNIDAD MARK ll O UNITORQUE
El Mark II o Unitorque se introdujo a principio de los antildeos 60 con su revolucionario disentildeo que
requeriacutea menos energiacutea que uno convencional para levantar la misma carga de fluiacutedos
Las contrapesas estaacuten colocadas en una manivela de doble brazos separados y opuestos a la
manivela de los pines con un aacutengulo de desfase que oscila entre 19 y 28deg
Este desfasamiento hace que el torque de las pesas se atrase respecto al de la carga de
fluiacutedos al comienzo de la carrera ascendente y que se adelante al comienzo de la descendente
El Mark II debido al desfase angular es maacutes raacutepido en la carrera descendente lo que se
traduce en mayor aceleracioacuten y menores cargas miacutenimas en la barra pulida
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 11
En crudos viscosos esta caracteriacutestica debe ser tomada en cuenta para evitar velocidades que
puedan generar flotacioacuten de la sarta de cabillas
VENTAJAS
Tiene bajo torque en muchos casos (con varillas de acero)
Puede bajar costo (5a10) comparada con el siguiente tamantildeo de la unidad
convencional
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no puede bombear tan raacutepido como la Convencional porque
puede causar problemas de fallas en las varillas
Puede girar solamente en sentido contrario a las manecillas del reloj
Puede causar maacutes dantildeo a las varillas y bomba en caso de fluido pesado
Puede someter a la sarta de varillas en el fondo del pozo a severa compresioacuten que
puede causar fallas por pandeo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 12
41022 UNIDAD AEROBALANCEADA
VENTAJAS
Es maacutes compacta y maacutes faacutecil para balancear que otras unidades
Los costos de transportacioacuten son menores que otras unidades
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj o sentido contrario
DESVENTAJAS
Es maacutes complicada y requiere mayor mantenimiento (compresor de aire cilindro de
aire)
La condensacioacuten de agua en el cilindro puede causar problemas
La caja de velocidad es puede ser dantildeada si el cilindro pierde presioacuten de aire
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 13
41023 UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA ROTAFLEX
La primera unidad con el mecanismo actual fue instalada en Diciembre de 1987 Actualmente
se cuentan 825 instalaciones a nivel mundial principalmente en Texas Oklahoma Venezuela y
Colombia
Baacutesicamente el Rotaflex puede incluirse como una unidad Clase I ya que el pivote se encuentra
entre la carga del pozo y la generacioacuten de torque
La gran diferencia estaacute en que el brazo del torque es de solamente 18rdquo y por tanto necesita
menos esfuerzo
Es parecido a cuando alguien intenta levantar un peso mientras maacutes cerca esteacute del peso
menos esfuerzo seraacute requerido para levantarlo
El Rotaflex cumple casi a la perfeccioacuten con la situacioacuten ideal para bombeo mecaacutenico carrera
larga y baja velocidad Esta combinacioacuten asegura un mejor llenado de la bomba y cargas
paraacutesitas muy bajas (aceleracioacuten friccioacuten mecaacutenica y viscosa) y por eso la carta de superficie
de una instalacioacuten con Rotaflex es casi parecida a la ideal
Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede ser hasta un
80 maacutes bajo que los de una unidad Convencional
CARACTERISTICAS
Carrera de 288 y 306 pulgadas para bombas mecaacutenicas (maacutes de 7 metros)
Alta capacidad de produccioacuten
Alta eficiencia para extraccioacuten de pozos problema o pozos profundos
Mayor vida uacutetil del equipo de fondo
40 a 60 de reduccioacuten en los ciclos de esfuerzo mayor vida uacutetil de las varillas
20 a 50 de reduccioacuten en el costo de energiacutea
100 accionamiento mecaacutenico de bajo mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 14
VENTAJAS DEL ROTAFLEX
Embolada larga y lenta que permite
Mejorar el llenado del barril
Reducir los problemas de golpe de fluido
Minimizar los problemas de interferencia de gas
Reducir el desgaste entre las partes moacuteviles
Reducir los esfuerzos de tensioacuten y compresioacuten sobre la sarta de cabillas
Aumenta la eficiencia total del sistema
Permite al sistema de bombeo reciprocante aumentar su capacidad de produccioacuten hasta
maacutes de 2500BPD
Unidad 100 mecaacutenica
Contrapeso faacutecil y preciso
Reductores de engranajes maacutes pequentildeos
Armado probado y embarcado en una sola pieza
No es necesaria y desinstalacioacuten para realizar los servicios al pozo
Reduce los costos de operacioacuten y mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
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EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 16
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 17
6 BIBIOGRAFIA
- Bookaman V y De Abreu C ldquoEl Pozo Ilustradordquo Fondo Editorial del Centro Internacional
de Educacioacuten y Desarrollo (FONCIED) Primera edicioacuten en CD-ROM Caracas 1998
- Clases de Introduccioacuten a la Ingenieriacutea de Petroacuteleo Universidad Central deVenezuela
Facultad de Ingenieriacutea - Escuela de Petroacuteleo Prof Lizbeth Miranda 2008
- httpwwwportaldelpetroleocom200906bombeo-mecanico-disenohtml visto por ultima
vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
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Para pozos con nivel alto de fluido y con no interferencia de gas la eficiencia volumeacutetrica
puede alcanzar hasta 100
410 CLASES DE EQUIPOS SUPERFICIALES PARA EL BOMBEO MECANICO
4101 Clase l BOMBEO CONVENCIONAL
El modelo convencional es el maacutes antiguo y usado en la industria cuyos oriacutegenes se basan en
los aparatos usados para perforar los pozos
La rotacioacuten de la manivela puede ser en ambas direcciones
VENTAJAS
Tiene bajo costo de mantenimiento
Costos menores que otro tipo de unidades
Es usualmente mejor con varillas de fibra de vidrio
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj y contrario
Puede bombear maacutes raacutepido que la Mark II sin problemas
Requiere menos contrabalanceo que la Mark II
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no estaacuten eficiente como el Mark II
Puede requerir una caja de velocidades mayor que otro tipo de unidades
(especialmente con varillas de acero)
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 10
4102 Clase lll MARK II Y AEROBALANCEADA
41021 UNIDAD MARK ll O UNITORQUE
El Mark II o Unitorque se introdujo a principio de los antildeos 60 con su revolucionario disentildeo que
requeriacutea menos energiacutea que uno convencional para levantar la misma carga de fluiacutedos
Las contrapesas estaacuten colocadas en una manivela de doble brazos separados y opuestos a la
manivela de los pines con un aacutengulo de desfase que oscila entre 19 y 28deg
Este desfasamiento hace que el torque de las pesas se atrase respecto al de la carga de
fluiacutedos al comienzo de la carrera ascendente y que se adelante al comienzo de la descendente
El Mark II debido al desfase angular es maacutes raacutepido en la carrera descendente lo que se
traduce en mayor aceleracioacuten y menores cargas miacutenimas en la barra pulida
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 11
En crudos viscosos esta caracteriacutestica debe ser tomada en cuenta para evitar velocidades que
puedan generar flotacioacuten de la sarta de cabillas
VENTAJAS
Tiene bajo torque en muchos casos (con varillas de acero)
Puede bajar costo (5a10) comparada con el siguiente tamantildeo de la unidad
convencional
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no puede bombear tan raacutepido como la Convencional porque
puede causar problemas de fallas en las varillas
Puede girar solamente en sentido contrario a las manecillas del reloj
Puede causar maacutes dantildeo a las varillas y bomba en caso de fluido pesado
Puede someter a la sarta de varillas en el fondo del pozo a severa compresioacuten que
puede causar fallas por pandeo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 12
41022 UNIDAD AEROBALANCEADA
VENTAJAS
Es maacutes compacta y maacutes faacutecil para balancear que otras unidades
Los costos de transportacioacuten son menores que otras unidades
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj o sentido contrario
DESVENTAJAS
Es maacutes complicada y requiere mayor mantenimiento (compresor de aire cilindro de
aire)
La condensacioacuten de agua en el cilindro puede causar problemas
La caja de velocidad es puede ser dantildeada si el cilindro pierde presioacuten de aire
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 13
41023 UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA ROTAFLEX
La primera unidad con el mecanismo actual fue instalada en Diciembre de 1987 Actualmente
se cuentan 825 instalaciones a nivel mundial principalmente en Texas Oklahoma Venezuela y
Colombia
Baacutesicamente el Rotaflex puede incluirse como una unidad Clase I ya que el pivote se encuentra
entre la carga del pozo y la generacioacuten de torque
La gran diferencia estaacute en que el brazo del torque es de solamente 18rdquo y por tanto necesita
menos esfuerzo
Es parecido a cuando alguien intenta levantar un peso mientras maacutes cerca esteacute del peso
menos esfuerzo seraacute requerido para levantarlo
El Rotaflex cumple casi a la perfeccioacuten con la situacioacuten ideal para bombeo mecaacutenico carrera
larga y baja velocidad Esta combinacioacuten asegura un mejor llenado de la bomba y cargas
paraacutesitas muy bajas (aceleracioacuten friccioacuten mecaacutenica y viscosa) y por eso la carta de superficie
de una instalacioacuten con Rotaflex es casi parecida a la ideal
Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede ser hasta un
80 maacutes bajo que los de una unidad Convencional
CARACTERISTICAS
Carrera de 288 y 306 pulgadas para bombas mecaacutenicas (maacutes de 7 metros)
Alta capacidad de produccioacuten
Alta eficiencia para extraccioacuten de pozos problema o pozos profundos
Mayor vida uacutetil del equipo de fondo
40 a 60 de reduccioacuten en los ciclos de esfuerzo mayor vida uacutetil de las varillas
20 a 50 de reduccioacuten en el costo de energiacutea
100 accionamiento mecaacutenico de bajo mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 14
VENTAJAS DEL ROTAFLEX
Embolada larga y lenta que permite
Mejorar el llenado del barril
Reducir los problemas de golpe de fluido
Minimizar los problemas de interferencia de gas
Reducir el desgaste entre las partes moacuteviles
Reducir los esfuerzos de tensioacuten y compresioacuten sobre la sarta de cabillas
Aumenta la eficiencia total del sistema
Permite al sistema de bombeo reciprocante aumentar su capacidad de produccioacuten hasta
maacutes de 2500BPD
Unidad 100 mecaacutenica
Contrapeso faacutecil y preciso
Reductores de engranajes maacutes pequentildeos
Armado probado y embarcado en una sola pieza
No es necesaria y desinstalacioacuten para realizar los servicios al pozo
Reduce los costos de operacioacuten y mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 15
EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 16
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 17
6 BIBIOGRAFIA
- Bookaman V y De Abreu C ldquoEl Pozo Ilustradordquo Fondo Editorial del Centro Internacional
de Educacioacuten y Desarrollo (FONCIED) Primera edicioacuten en CD-ROM Caracas 1998
- Clases de Introduccioacuten a la Ingenieriacutea de Petroacuteleo Universidad Central deVenezuela
Facultad de Ingenieriacutea - Escuela de Petroacuteleo Prof Lizbeth Miranda 2008
- httpwwwportaldelpetroleocom200906bombeo-mecanico-disenohtml visto por ultima
vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 10
4102 Clase lll MARK II Y AEROBALANCEADA
41021 UNIDAD MARK ll O UNITORQUE
El Mark II o Unitorque se introdujo a principio de los antildeos 60 con su revolucionario disentildeo que
requeriacutea menos energiacutea que uno convencional para levantar la misma carga de fluiacutedos
Las contrapesas estaacuten colocadas en una manivela de doble brazos separados y opuestos a la
manivela de los pines con un aacutengulo de desfase que oscila entre 19 y 28deg
Este desfasamiento hace que el torque de las pesas se atrase respecto al de la carga de
fluiacutedos al comienzo de la carrera ascendente y que se adelante al comienzo de la descendente
El Mark II debido al desfase angular es maacutes raacutepido en la carrera descendente lo que se
traduce en mayor aceleracioacuten y menores cargas miacutenimas en la barra pulida
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En crudos viscosos esta caracteriacutestica debe ser tomada en cuenta para evitar velocidades que
puedan generar flotacioacuten de la sarta de cabillas
VENTAJAS
Tiene bajo torque en muchos casos (con varillas de acero)
Puede bajar costo (5a10) comparada con el siguiente tamantildeo de la unidad
convencional
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no puede bombear tan raacutepido como la Convencional porque
puede causar problemas de fallas en las varillas
Puede girar solamente en sentido contrario a las manecillas del reloj
Puede causar maacutes dantildeo a las varillas y bomba en caso de fluido pesado
Puede someter a la sarta de varillas en el fondo del pozo a severa compresioacuten que
puede causar fallas por pandeo
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41022 UNIDAD AEROBALANCEADA
VENTAJAS
Es maacutes compacta y maacutes faacutecil para balancear que otras unidades
Los costos de transportacioacuten son menores que otras unidades
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj o sentido contrario
DESVENTAJAS
Es maacutes complicada y requiere mayor mantenimiento (compresor de aire cilindro de
aire)
La condensacioacuten de agua en el cilindro puede causar problemas
La caja de velocidad es puede ser dantildeada si el cilindro pierde presioacuten de aire
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41023 UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA ROTAFLEX
La primera unidad con el mecanismo actual fue instalada en Diciembre de 1987 Actualmente
se cuentan 825 instalaciones a nivel mundial principalmente en Texas Oklahoma Venezuela y
Colombia
Baacutesicamente el Rotaflex puede incluirse como una unidad Clase I ya que el pivote se encuentra
entre la carga del pozo y la generacioacuten de torque
La gran diferencia estaacute en que el brazo del torque es de solamente 18rdquo y por tanto necesita
menos esfuerzo
Es parecido a cuando alguien intenta levantar un peso mientras maacutes cerca esteacute del peso
menos esfuerzo seraacute requerido para levantarlo
El Rotaflex cumple casi a la perfeccioacuten con la situacioacuten ideal para bombeo mecaacutenico carrera
larga y baja velocidad Esta combinacioacuten asegura un mejor llenado de la bomba y cargas
paraacutesitas muy bajas (aceleracioacuten friccioacuten mecaacutenica y viscosa) y por eso la carta de superficie
de una instalacioacuten con Rotaflex es casi parecida a la ideal
Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede ser hasta un
80 maacutes bajo que los de una unidad Convencional
CARACTERISTICAS
Carrera de 288 y 306 pulgadas para bombas mecaacutenicas (maacutes de 7 metros)
Alta capacidad de produccioacuten
Alta eficiencia para extraccioacuten de pozos problema o pozos profundos
Mayor vida uacutetil del equipo de fondo
40 a 60 de reduccioacuten en los ciclos de esfuerzo mayor vida uacutetil de las varillas
20 a 50 de reduccioacuten en el costo de energiacutea
100 accionamiento mecaacutenico de bajo mantenimiento
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VENTAJAS DEL ROTAFLEX
Embolada larga y lenta que permite
Mejorar el llenado del barril
Reducir los problemas de golpe de fluido
Minimizar los problemas de interferencia de gas
Reducir el desgaste entre las partes moacuteviles
Reducir los esfuerzos de tensioacuten y compresioacuten sobre la sarta de cabillas
Aumenta la eficiencia total del sistema
Permite al sistema de bombeo reciprocante aumentar su capacidad de produccioacuten hasta
maacutes de 2500BPD
Unidad 100 mecaacutenica
Contrapeso faacutecil y preciso
Reductores de engranajes maacutes pequentildeos
Armado probado y embarcado en una sola pieza
No es necesaria y desinstalacioacuten para realizar los servicios al pozo
Reduce los costos de operacioacuten y mantenimiento
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EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
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5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
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- Bookaman V y De Abreu C ldquoEl Pozo Ilustradordquo Fondo Editorial del Centro Internacional
de Educacioacuten y Desarrollo (FONCIED) Primera edicioacuten en CD-ROM Caracas 1998
- Clases de Introduccioacuten a la Ingenieriacutea de Petroacuteleo Universidad Central deVenezuela
Facultad de Ingenieriacutea - Escuela de Petroacuteleo Prof Lizbeth Miranda 2008
- httpwwwportaldelpetroleocom200906bombeo-mecanico-disenohtml visto por ultima
vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
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En crudos viscosos esta caracteriacutestica debe ser tomada en cuenta para evitar velocidades que
puedan generar flotacioacuten de la sarta de cabillas
VENTAJAS
Tiene bajo torque en muchos casos (con varillas de acero)
Puede bajar costo (5a10) comparada con el siguiente tamantildeo de la unidad
convencional
DESVENTAJAS
En muchas aplicaciones no puede bombear tan raacutepido como la Convencional porque
puede causar problemas de fallas en las varillas
Puede girar solamente en sentido contrario a las manecillas del reloj
Puede causar maacutes dantildeo a las varillas y bomba en caso de fluido pesado
Puede someter a la sarta de varillas en el fondo del pozo a severa compresioacuten que
puede causar fallas por pandeo
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41022 UNIDAD AEROBALANCEADA
VENTAJAS
Es maacutes compacta y maacutes faacutecil para balancear que otras unidades
Los costos de transportacioacuten son menores que otras unidades
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj o sentido contrario
DESVENTAJAS
Es maacutes complicada y requiere mayor mantenimiento (compresor de aire cilindro de
aire)
La condensacioacuten de agua en el cilindro puede causar problemas
La caja de velocidad es puede ser dantildeada si el cilindro pierde presioacuten de aire
Facultad de Ingenieriacutea
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41023 UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA ROTAFLEX
La primera unidad con el mecanismo actual fue instalada en Diciembre de 1987 Actualmente
se cuentan 825 instalaciones a nivel mundial principalmente en Texas Oklahoma Venezuela y
Colombia
Baacutesicamente el Rotaflex puede incluirse como una unidad Clase I ya que el pivote se encuentra
entre la carga del pozo y la generacioacuten de torque
La gran diferencia estaacute en que el brazo del torque es de solamente 18rdquo y por tanto necesita
menos esfuerzo
Es parecido a cuando alguien intenta levantar un peso mientras maacutes cerca esteacute del peso
menos esfuerzo seraacute requerido para levantarlo
El Rotaflex cumple casi a la perfeccioacuten con la situacioacuten ideal para bombeo mecaacutenico carrera
larga y baja velocidad Esta combinacioacuten asegura un mejor llenado de la bomba y cargas
paraacutesitas muy bajas (aceleracioacuten friccioacuten mecaacutenica y viscosa) y por eso la carta de superficie
de una instalacioacuten con Rotaflex es casi parecida a la ideal
Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede ser hasta un
80 maacutes bajo que los de una unidad Convencional
CARACTERISTICAS
Carrera de 288 y 306 pulgadas para bombas mecaacutenicas (maacutes de 7 metros)
Alta capacidad de produccioacuten
Alta eficiencia para extraccioacuten de pozos problema o pozos profundos
Mayor vida uacutetil del equipo de fondo
40 a 60 de reduccioacuten en los ciclos de esfuerzo mayor vida uacutetil de las varillas
20 a 50 de reduccioacuten en el costo de energiacutea
100 accionamiento mecaacutenico de bajo mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
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VENTAJAS DEL ROTAFLEX
Embolada larga y lenta que permite
Mejorar el llenado del barril
Reducir los problemas de golpe de fluido
Minimizar los problemas de interferencia de gas
Reducir el desgaste entre las partes moacuteviles
Reducir los esfuerzos de tensioacuten y compresioacuten sobre la sarta de cabillas
Aumenta la eficiencia total del sistema
Permite al sistema de bombeo reciprocante aumentar su capacidad de produccioacuten hasta
maacutes de 2500BPD
Unidad 100 mecaacutenica
Contrapeso faacutecil y preciso
Reductores de engranajes maacutes pequentildeos
Armado probado y embarcado en una sola pieza
No es necesaria y desinstalacioacuten para realizar los servicios al pozo
Reduce los costos de operacioacuten y mantenimiento
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EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
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5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 17
6 BIBIOGRAFIA
- Bookaman V y De Abreu C ldquoEl Pozo Ilustradordquo Fondo Editorial del Centro Internacional
de Educacioacuten y Desarrollo (FONCIED) Primera edicioacuten en CD-ROM Caracas 1998
- Clases de Introduccioacuten a la Ingenieriacutea de Petroacuteleo Universidad Central deVenezuela
Facultad de Ingenieriacutea - Escuela de Petroacuteleo Prof Lizbeth Miranda 2008
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Facultad de Ingenieriacutea
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41022 UNIDAD AEROBALANCEADA
VENTAJAS
Es maacutes compacta y maacutes faacutecil para balancear que otras unidades
Los costos de transportacioacuten son menores que otras unidades
Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj o sentido contrario
DESVENTAJAS
Es maacutes complicada y requiere mayor mantenimiento (compresor de aire cilindro de
aire)
La condensacioacuten de agua en el cilindro puede causar problemas
La caja de velocidad es puede ser dantildeada si el cilindro pierde presioacuten de aire
Facultad de Ingenieriacutea
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41023 UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA ROTAFLEX
La primera unidad con el mecanismo actual fue instalada en Diciembre de 1987 Actualmente
se cuentan 825 instalaciones a nivel mundial principalmente en Texas Oklahoma Venezuela y
Colombia
Baacutesicamente el Rotaflex puede incluirse como una unidad Clase I ya que el pivote se encuentra
entre la carga del pozo y la generacioacuten de torque
La gran diferencia estaacute en que el brazo del torque es de solamente 18rdquo y por tanto necesita
menos esfuerzo
Es parecido a cuando alguien intenta levantar un peso mientras maacutes cerca esteacute del peso
menos esfuerzo seraacute requerido para levantarlo
El Rotaflex cumple casi a la perfeccioacuten con la situacioacuten ideal para bombeo mecaacutenico carrera
larga y baja velocidad Esta combinacioacuten asegura un mejor llenado de la bomba y cargas
paraacutesitas muy bajas (aceleracioacuten friccioacuten mecaacutenica y viscosa) y por eso la carta de superficie
de una instalacioacuten con Rotaflex es casi parecida a la ideal
Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede ser hasta un
80 maacutes bajo que los de una unidad Convencional
CARACTERISTICAS
Carrera de 288 y 306 pulgadas para bombas mecaacutenicas (maacutes de 7 metros)
Alta capacidad de produccioacuten
Alta eficiencia para extraccioacuten de pozos problema o pozos profundos
Mayor vida uacutetil del equipo de fondo
40 a 60 de reduccioacuten en los ciclos de esfuerzo mayor vida uacutetil de las varillas
20 a 50 de reduccioacuten en el costo de energiacutea
100 accionamiento mecaacutenico de bajo mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
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VENTAJAS DEL ROTAFLEX
Embolada larga y lenta que permite
Mejorar el llenado del barril
Reducir los problemas de golpe de fluido
Minimizar los problemas de interferencia de gas
Reducir el desgaste entre las partes moacuteviles
Reducir los esfuerzos de tensioacuten y compresioacuten sobre la sarta de cabillas
Aumenta la eficiencia total del sistema
Permite al sistema de bombeo reciprocante aumentar su capacidad de produccioacuten hasta
maacutes de 2500BPD
Unidad 100 mecaacutenica
Contrapeso faacutecil y preciso
Reductores de engranajes maacutes pequentildeos
Armado probado y embarcado en una sola pieza
No es necesaria y desinstalacioacuten para realizar los servicios al pozo
Reduce los costos de operacioacuten y mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
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EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea
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5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
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- Bookaman V y De Abreu C ldquoEl Pozo Ilustradordquo Fondo Editorial del Centro Internacional
de Educacioacuten y Desarrollo (FONCIED) Primera edicioacuten en CD-ROM Caracas 1998
- Clases de Introduccioacuten a la Ingenieriacutea de Petroacuteleo Universidad Central deVenezuela
Facultad de Ingenieriacutea - Escuela de Petroacuteleo Prof Lizbeth Miranda 2008
- httpwwwportaldelpetroleocom200906bombeo-mecanico-disenohtml visto por ultima
vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
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41023 UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA ROTAFLEX
La primera unidad con el mecanismo actual fue instalada en Diciembre de 1987 Actualmente
se cuentan 825 instalaciones a nivel mundial principalmente en Texas Oklahoma Venezuela y
Colombia
Baacutesicamente el Rotaflex puede incluirse como una unidad Clase I ya que el pivote se encuentra
entre la carga del pozo y la generacioacuten de torque
La gran diferencia estaacute en que el brazo del torque es de solamente 18rdquo y por tanto necesita
menos esfuerzo
Es parecido a cuando alguien intenta levantar un peso mientras maacutes cerca esteacute del peso
menos esfuerzo seraacute requerido para levantarlo
El Rotaflex cumple casi a la perfeccioacuten con la situacioacuten ideal para bombeo mecaacutenico carrera
larga y baja velocidad Esta combinacioacuten asegura un mejor llenado de la bomba y cargas
paraacutesitas muy bajas (aceleracioacuten friccioacuten mecaacutenica y viscosa) y por eso la carta de superficie
de una instalacioacuten con Rotaflex es casi parecida a la ideal
Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede ser hasta un
80 maacutes bajo que los de una unidad Convencional
CARACTERISTICAS
Carrera de 288 y 306 pulgadas para bombas mecaacutenicas (maacutes de 7 metros)
Alta capacidad de produccioacuten
Alta eficiencia para extraccioacuten de pozos problema o pozos profundos
Mayor vida uacutetil del equipo de fondo
40 a 60 de reduccioacuten en los ciclos de esfuerzo mayor vida uacutetil de las varillas
20 a 50 de reduccioacuten en el costo de energiacutea
100 accionamiento mecaacutenico de bajo mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
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VENTAJAS DEL ROTAFLEX
Embolada larga y lenta que permite
Mejorar el llenado del barril
Reducir los problemas de golpe de fluido
Minimizar los problemas de interferencia de gas
Reducir el desgaste entre las partes moacuteviles
Reducir los esfuerzos de tensioacuten y compresioacuten sobre la sarta de cabillas
Aumenta la eficiencia total del sistema
Permite al sistema de bombeo reciprocante aumentar su capacidad de produccioacuten hasta
maacutes de 2500BPD
Unidad 100 mecaacutenica
Contrapeso faacutecil y preciso
Reductores de engranajes maacutes pequentildeos
Armado probado y embarcado en una sola pieza
No es necesaria y desinstalacioacuten para realizar los servicios al pozo
Reduce los costos de operacioacuten y mantenimiento
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EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
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5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 17
6 BIBIOGRAFIA
- Bookaman V y De Abreu C ldquoEl Pozo Ilustradordquo Fondo Editorial del Centro Internacional
de Educacioacuten y Desarrollo (FONCIED) Primera edicioacuten en CD-ROM Caracas 1998
- Clases de Introduccioacuten a la Ingenieriacutea de Petroacuteleo Universidad Central deVenezuela
Facultad de Ingenieriacutea - Escuela de Petroacuteleo Prof Lizbeth Miranda 2008
- httpwwwportaldelpetroleocom200906bombeo-mecanico-disenohtml visto por ultima
vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
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VENTAJAS DEL ROTAFLEX
Embolada larga y lenta que permite
Mejorar el llenado del barril
Reducir los problemas de golpe de fluido
Minimizar los problemas de interferencia de gas
Reducir el desgaste entre las partes moacuteviles
Reducir los esfuerzos de tensioacuten y compresioacuten sobre la sarta de cabillas
Aumenta la eficiencia total del sistema
Permite al sistema de bombeo reciprocante aumentar su capacidad de produccioacuten hasta
maacutes de 2500BPD
Unidad 100 mecaacutenica
Contrapeso faacutecil y preciso
Reductores de engranajes maacutes pequentildeos
Armado probado y embarcado en una sola pieza
No es necesaria y desinstalacioacuten para realizar los servicios al pozo
Reduce los costos de operacioacuten y mantenimiento
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 15
EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 16
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
Facultad de Ingenieriacutea
Produccioacuten II Paacutegina 17
6 BIBIOGRAFIA
- Bookaman V y De Abreu C ldquoEl Pozo Ilustradordquo Fondo Editorial del Centro Internacional
de Educacioacuten y Desarrollo (FONCIED) Primera edicioacuten en CD-ROM Caracas 1998
- Clases de Introduccioacuten a la Ingenieriacutea de Petroacuteleo Universidad Central deVenezuela
Facultad de Ingenieriacutea - Escuela de Petroacuteleo Prof Lizbeth Miranda 2008
- httpwwwportaldelpetroleocom200906bombeo-mecanico-disenohtml visto por ultima
vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
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EL ROTAFLEX PUEDE SER APLICABLE EN
Pozos nuevos
Pozos desviados y horizontales
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tuberiacutea
Crudos medianos y pesados
Aplicaciones con alta temperatura de fondo
Pozos con poco aporte -bajo nivel de fluido
Pozos someros de alta produccioacuten
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5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los paraacutemetros maacutes importantes a tomarse en cuenta en el Disentildeo del Bombeo mecaacutenico son
los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
en la caja de engranajes de la unidad de bombeo costos de energiacutea aporte del yacimiento
entre otros
- Las ventajas que favorecen eacuteste tipo de levantamiento son las siguientes
El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
categoriacuteas Equipo de superficie y equipo de subsuelo
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vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
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los siguientes la tasa de produccioacuten esperada las cargas a soportar por las cabillas las cargas
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entre otros
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El disentildeo es poco complejo
El sistema es eficiente simple y faacutecil de operar por el personal de campo
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energiacutea
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control dela tasa de
produccioacuten
- El meacutetodo de levantamiento artificial maacutes comuacuten y antiguo del mundo es elbombeo mecaacutenico
Debido a su simplicidad y robustez es posible su aplicacioacuten encasi todos los tipos de pozos
que requieren levantamiento
- Sin embargo existen liacutemites fiacutesicos para la aplicacioacuten en cuanto profundidad ycaudales se
requiera levantar
- Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecaacutenico se dividen endos
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- httpwwwportaldelpetroleocom200906bombeo-mecanico-disenohtml visto por ultima
vez el 23-11-2012 a las 1600 PM
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