Presentacin de PowerPoint

BOMBEOMECNICO

Mlany AcevedoPedro DazGermn Lpez

BOMBEO MECNICOEl bombeo mecnico es un procedimiento de succin y transferencia casi continua del petrleo hasta la superficie.

La unidad de superficie imparte el movimiento de sube y baja a la sarta de varillas de succin que mueve el pistn de la bomba, colocada en la sarta de produccin, acierta profundidaddelfondodelpozo.

Qu es el Bombeo Mecnico?

BOMBEO MECNICOQu es el Bombeo Mecnico?Este mtodo consiste fundamentalmente en unabomba de subsuelo, abastecida con energa suministrada a travs de unasarta de varillas. La energa proviene de unmotor elctricoo de combustin interna, la cual moviliza una unidad de superficie mediante unsistema de engranajes y correas.

El mtodo de levantamiento artificial ms comn y antiguo del mundo es el bombeo mecnico. Debido a su simplicidad y robustez, es posible su aplicacin en casi todos los tipos de pozos que requieren levantamiento.

BOMBEO MECNICOSin embargo, existen lmites fsicos para la aplicacin en cuanto profundidad y caudales a levantar.

AplicacinTiene su principal aplicacin en el mbito mundial en la produccin de crudos pesados y extra pesados, aunque tambin se usa en la produccin de crudos medianos y livianos.

No se recomiendaEn pozos desviados y tampoco es recomendable cuando la produccin de slidos y/o la relacin gas lquido sea muy alta, ya que afecta considerablemente la eficiencia de la bomba.Qu es el Bombeo Mecnico?BOMBEO MECNICO

EquipoEn Superficie:

MotorReductor de engranesUnidad de bombeo superficialCabezal y conexiones superficiales

En Subsuelo:

BombaSarta de varillas

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MOTOR ELCTRICO

- Bajo costo inicial.- Menor costo de mantenimientoMOTOR DE COMBUSTIN

- Control de velocidad ms flexible.- Menor costo de combustible.Es el encargado de suministra la energa necesaria a la unidad de bombeo para levantar los fluidos de pozo. Losmotorespueden ser de combustin interna o elctricos.Tipos de motores:EquipoMotorBOMBEO MECNICO

Funcin: Este dispositivo permite cambiar por medio de engranajes la alta velocidad angular entregada por el motor a un mayor toque suficiente para permitir el movimiento del balancn, para llegar a una velocidad de bombeo adecuada.Reductor de Engranes.

EquipoBOMBEO MECNICO

Unidad de Bombeo Superficial.1. Transfiere la energa del motor principal a la sarta de varillas.

2. Convierte el movimiento rotatorio del motor a uno reciprocante u oscilatorio.

3. Reduce la velocidad del motor a una velocidad adecuada de bombeo

4. Mantiene la verticalidad de la varilla pulida.

EquipoBOMBEO MECNICO

Unidades de Bombeo Mecnico SuperficialExisten diferentes tipos de unidades de BM, entre otras:

-La de balancn (BIMBA).La Hidroneumtica de bombeo reciprocante (TIEBEN) La de carrera larga (ROTAFLEX).EquipoPara mover la bomba de fondo se utilizan las UBMs, su funcin es convertir el movimiento rotativo de un motor en un movimiento reciprocante.BOMBEO MECNICO

Unidades de Bombeo Mecnico SuperficialBIMBA: En una Bimba el motor mediante el reductor de engranes hace girar las manivelas y que a su vez mueven el balancn.

UBH: En una UBH el motor mueve una bomba hidrulica para que mediante el sistema hidrulico se muevan en forma reciprocante unos cilindros (gatos hidrulicos)

Equipo10BOMBEO MECNICO

EquipoGeometra de las Unidades (BIMBA) CLASE I Unidad Convencional

CLASE III Aerobalanceada y MARK IIBOMBEO MECNICO

Equipo

Designacin de Unidades (BIMBABOMBEO MECNICO

CARRERA LARGA: El BM de carrera larga se aplica a pozos de alta capacidad de produccin o profundos, emplea un diseo completamente mecnico con una cadena.

Unidades de Bombeo Mecnico SuperficialEquipo13Unidades de Bombeo Mecnico

El peso de la sarta de varillas, la bomba y de la columna de fluidos desequilibran la fuerza necesaria para el movimiento reciprocante, es decir, se requiere mucha fuerza para levantar el aparejo, y solo la gravedad para bajar.

Para disminuir este esfuerzo, el peso del aparejo se equilibra o balancea con masas de acero (contrapesos), en el caso de la bimba y en el caso de la UBH con la fuerza que proporciona el nitrgeno a presin.

-Una vez balanceado ,solo es necesaria poca fuerza para subir y bajar la bomba en el fondo , esto reduce por mucho el consumo de energa necesaria, de ah la importancia de un buen balanceo.BOMBEO MECNICO

EquipoBOMBEO MECNICO

Cabezal y Conexiones Superficiales

En el cabezal del pozo se utilizan vlvulas para el control y manejo de los fluidos, as como accesorios para la operacin del equipo de bombeo mecnico y el aparejo de produccin.Equipo15BOMBEO MECNICO

Varilla PulidaEs el eslabn entre la sarta de varillas de succin y el equipo superficial.En un momento del ciclo las cargas que soporta son:

- Peso del fluido- Peso de las varillas- Cargas de aceleracin- Carga por vibracin- Fuerza de flotacin- Fuerzas de friccin

Equipo16BOMBEO MECNICO

Contrabalanceos de la UnidadFuncin- Reducir la torsin en el reductor de engranes.- El efecto de contrabalanceo puede obtenerse colocando contra pesos en el balancn, biela o manivela.-El contrapeso tiene un peso aproximadamente igual al peso de las varillas (Wr) ms la mitad del peso del fluido (Wf).

Equipo17BOMBEO MECNICO

Bomba SubsuperficialDesplazar los fluidos del yacimiento desde el fondo del pozo hasta la superficie por el interior de la tubera de produccin.Componentes:

1)Barril de trabajo /camisa dela bomba 2)mbolo o pistn3)Vlvula viajera4)Vlvula de pie o estacionaria

Equipo18BOMBEO MECNICO

El API ha desarrollado un mtodo para la designacin de las bombas de subsuelo20-125-R H B C-10-4-2Dimetro de la tubera15= 1.9 OD20= 2-3/8 OD25= 2-7/8 OD30= 3-1/2 ODDimetro ID de la bomba125= 1-1/4150= 1-1/2175= 1-3/4200= 2225= 2-1/4250= 2-1/2275= 2-3/4Tipo de barril para pistn metlicoH= de pared gruesaW= de pared delgadaTipo de barril para pistn soft packedS= de pared delgadap= de pared gruesaLongitud total de las extensiones en piesLongitud nominal del pistn en piesLongitud del barril en piesTipo de anclajeC = CopasM = MetlicoLocalizacin del anclajeA = en el TopeB = en el fondoTipo de bombaR = InsertaT = TuberaBOMBEO MECNICO

Ciclo de Bombeo Mecnico

(a)El mbolo se mueve hacia abajo cerca del fondo de la carrera. (b) El mbolo sube, cerca del fondo de la carrera.(c) El mbolo sube cerca de la parte superior de la carrera.(d) El mbolo se mueve hacia abajo cerca del tope de la carrera.Equipo20BOMBEO MECNICO

La Bomba Reciprocante

Est compuesta de dos partes principales: el mbolo y el barril; con sus vlvulas.Ciclo de bombeo:1.mbolo hacia abajo cerca del final de la carrera, el fluido pasa a travs del la vlvula viajera, el peso de la columna es soportado en la vlvula de pie.2.mbolo hacia arriba arrastrando los fluidos arriba de la vlvula viajera, la vlvula de pie admite fluidos del yacimiento.3.mbolo hacia arriba cerca del fin de la carrera, vlvula de pie abierta y viajera cerrada.4.mbolo hacia abajo, vlvula de pie cerrada por la compresin, la vlvula viajera se abre por el mismo efecto.Equipo21BOMBEO MECNICO

Sarta de VarillasLa sarta de varillas de succin es un sistema vibratorio complejo mediante el cual el equipo superficial transmite energa o movimiento a la bomba subsuperficial.

La seleccin de la sarta de varillas depende de la profundidad del pozo y las condiciones de operacin de este.

Su diseo consiste en seleccionar la sarta ms ligera y por lo tanto ms econmica, sin exceder el esfuerzo de trabajo de las propias varillas.

- El esfuerzo de trabajo depende de la composicin qumica de las varillas, propiedades mecnicas y fluido bombeado.

Equipo22BOMBEO MECNICO

Ejemplo: Varilla API No. 86Clases de varillaClase K- Resistente a corrosin

- Clase CResistente a corrosin, trabajo pesado - Clase DTrabajo extra pesado sin H2S

Equipo23BOMBEO MECNICO

Ventajas y DesventajasVENTAJAS:Fcil de operar y de hacer mantenimiento.

Puede ser usado durante toda la vida productiva del pozo.

Puede bombear elpozo a unamuy baja presin de entrada para obtener la mxima produccin.

Usualmente es la ms eficiente forma delevantamiento artificial.

Se puede fcilmente intercambiar de unidades de superficie.

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Puede levantar petrleos de alta viscosidad y temperatura.

Puede ser monitoreada remotamente con un sistema de control de supervisin de bomba.

Puede utilizar gas o electricidad como fuente de poder.

DESVENTAJAS:Ventajas y Desventajas

Es problemtico en pozos con altadesviacin.

Susceptible de presentar bloqueo por excesivo gas libre a la entrada de la bomba

25BOMBEO MECNICO

La unidad de superficie es pesada, necesita mucho espacio y es obtrusiva al ambiente.

Es obtrusivo en reas urbanas. Peligro para las personas.

No puede funcionar con excesiva produccin de arena.

Cuando no se usan varillas de fibra de vidrio la profundidad puede ser una limitante.

Ventajas y DesventajasBOMBEO MECNICO

Productividad

Los equipos deben ser capaces de manejar la produccin disponible. Los equipos de superficie deben soportar las cargas originadas por los fluidos y equipos de bombeo de pozo.

Criteriospara laSeleccindeun Balancn.

Profundidad

La profundidad del pozo es unfactor determinante delos esfuerzos de tensin, de elongacin y del peso.

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TIPOS DE BALANCNUnidad Convencional

Unidad Mark II

Unidad Balanceada por Aire

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Tipos de BalancnUNIDAD CONVENCIONAL

Es el ms antiguo y usado en la industria. Las unidades convencionales basan su geometra en un sistema de palanca CLASE I, es decir con un punto de apoyo en el medio de la viga balancn. La rotacin de la manivela puede ser en ambas direcciones.

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Tipos de BalancnVENTAJAS

Tiene bajo costo de mantenimientoCostos menores que otro tipo de unidades.Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj y contrario.Puede bombear ms rpido que la Mark II sin problemas.Requiere menos contrabalanceo que la Mark II.DESVENTAJAS

En muchas aplicaciones, no es tan eficiente como la Mark II.

Puede requerir una caja de velocidades mayor que otro tipo de unidades (especialmente con varillas de acero).BOMBEO MECNICO

Tipos de Balancn

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Tipos de BalancnUNIDAD MARK II

Las unidades Mark II basan su geometra en tres caractersticas, las cuales reducen el torque y la carga con respecto a una unidad Convencional. Estas son:

La ubicacin de la caja reductora.Un punto de apoyo en el extremo de la unidadUna manivela desfasada.

Adicionalmente los costos de electricidad y del tamao del motor pueden ser reducidos.BOMBEO MECNICO

VENTAJAS

Tiene bajo torque en muchos casos (con varillas de acero).

Puede bajar costo (5 a 10 %) comparada con el siguiente tamao de la unidad convencional.DESVENTAJAS

En muchas aplicaciones, no puede bombear tan rpido como la Convencional.

Puede girar solamente en sentido contrario a las manecillas del reloj.

Puede causar ms dao a las varillas y bomba en caso de fluido pesado.

Tipos de BalancnBOMBEO MECNICO

Tipos de Balancn

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Tipos de BalancnUNIDAD BALANCEADA POR AIRE

La utilizacin de aire comprimido en vez de pesadas manivelas y contrapesos, el sistema de aire ha sido tan simplificado que las nicas partes de funcionamiento continuo son el cilindro y el pistn equilibrio. Como resultado, el tamao de la unidad es considerablemente ms pequeo, minimizando los costos de traslado y de montaje.BOMBEO MECNICO

Tipos de BalancnVENTAJAS

Es ms compacta y fcil de balancear que las otras unidades.

Los costos de envi son mas bajos que otras unidades (debido a que pesa menos)

Puede rotar tanto en sentido horario como antihorario.DESVENTAJAS

Son ms complicadas y requieren mayor mantenimiento (compresor de aire, cilindro de aire).

La condensacin del aire en el cilindro puede constituir un serio problema.

La caja de engranaje podra daarse si el cilindro pierde la presin de aire.36BOMBEO MECNICO

Tipos de Balancn

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Tipos de BalancnExisten tambin otros tipos de unidad tales como: REVERSE MARK II Esta unidad ofrece una alternativa mejorada al diseo y geometra de las unidades convencionales. A pesar de las similitudes en la apariencia la geometra de las unidades Reverse Mark II pueden reducir el torque y los requerimientos de potencia en muchas aplicaciones de bombeo.

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Tipos de BalancnUNIDAD DE BOMBEO CHURCHILL Disponibles exclusivamente por el Fabricante Lufkin, estas ofrecen la misma dureza y resistencia que las unidades convencionales. Han sido utilizadas regularmente en pozos poco profundos.

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Tipos de Balancn UNIDADES DE BOMBEO DE BAJO PERFIL Unidades de bombeo compactas diseadas para instalacin en campos de irrigacin con sistemas de aspersores mviles o en reas urbanas donde las caractersticas del bajo perfil seria deseadas

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Tipos de BalancnUNIDADES DE BOMBEO ROTAFLEX Este sistema utiliza tecnologa probada e innovacin en el diseo para proveer una eficiencia excelente y eficacia en los costos para pozos profundos, problemticos y de alto potencial.

El Rotaflex cumple casi a la perfeccin con la situacin ideal para bombeo mecnico: carrera larga y baja velocidad. Esta combinacin asegura un mejor llenado de la bomba y cargas parsitas muy bajas (aceleracin, friccin mecnica y viscosa) y por eso, la carta de superficie de una instalacin con Rotaflex es casi parecida a la ideal.

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Tipos de BalancnManejo eficiente de altos volmenes, mayores cargas y desviacin de pozos.

Reduce el desgaste en las cabillas y las tuberas. Incrementando la vida til.

Menos ciclos.

Aumento en la eficiencia del sistema Estos diseos con carreras largas pueden reducir significativamente los costos de levantamiento con las siguientes caractersticas:

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Tipos de BalancnFcil de Instalar y hacer servicio.

Torques menores, lo que se traduce en menores requerimientos de energa.

Reduccin significativa de las cargas dinmicas, resultando en menores costos operacionales.

Proporciona una mejor razn de compresin a la bomba lo que minimiza problemas de bloqueo por gas.

Facilidad para balancearlo ya que esta operacin consiste simplemente en quitar o agregar bloques a la caja de contrapesas.

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UNIDAD DE BOMBEO DYNAPUMPDynapump es un sistema de unidad de bombeo computarizado. El dynapump utiliza sensores electrnicos, equipamiento hidrulico y sistemas de monitoreo computarizado con el propsito de extraer petrleo lo mas eficientemente posible tanto para pozos profundos como para pozos someros. El Dynapump consiste en dos componentes principales que son la unidad de bombeo y la unidad de potencia. La unidad de potencia maneja la unidad de bombeo y es el control central del sistema. Este consiste en una computadora controlada con un sistema de modem radio, electrnica slida, controladores de motor y bombas hidrulicas.

Tipos de BalancnBOMBEO MECNICO

CARTAS DINAMOMTRICAS

Cartas DinamomtricasBOMBEO MECNICO

Anclajes Libres o Flojos: la vlvula viajera abre durante la carrera descendente, la carga del fluido es transferida al pistn provocando un estiramiento en la sarta de tubera.Llenado Completo de Bomba: Condiciones de operacin normal de la bombaCartas DinamomtricasBOMBEO MECNICO

Desgaste de Vlvula o Pistn: Cuando el pistn atraviesa la seccin desgastada, ocurre una fuga de fluido, causando una cada de carga de fluido.

Golpe de Bomba: Cuando el pistn de la bomba queda espaciado muy abajo, puede quedar golpeando el fondo en la carrera descendente.Cartas DinamomtricasBOMBEO MECNICO

Golpe de Fluido: Cuando la bomba se llena parcialmente en la carrera ascendente, debido a bajo aporte de la formacin.Interferencia por Gas: Este problema puede ocasionar el bloqueo total de la bomba y el pozo se queda sin produccin.Cartas DinamomtricasBOMBEO MECNICO

GRACIAS