PARCIAL 1 FULA 2010 6 SEMESTRE UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

BOMBEO POR CAVIDADES PROGRESIVAS (PCP)METODOS DE PRODUCCIN

Cuando el yacimiento no tiene la suficiente energa para levantar los fluidos, es necesaria la instalacin de un sistema de levantamiento artificial que adicione presin y lleve los fluidos hasta la superficie.

El propsito la bomba PCP es minimizar los requerimientos de energa en la cara de la formacin productora, y maximizar el diferencial de presin a travs del yacimiento provocando as, mayor afluencia de fluidos. Este SLA consiste en una bomba de desplazamiento rotativo positivo accionada desde la superficie.INTRODUCCINPRINCIPIO FISICOCuando un lquido fluye a travs de una bomba, slo parte de la energa comunicada por el eje del impulsor es transferida el fluido.

BOMBA PCPEstas bombas de desplazamiento positivo consisten en un rotor de acero helicoidal y un estator de elastmero sinttico pegado internamente a un tubo de acero.

El estator se instala en el pozo conectado al fondo de la tubera de produccin, a la vez que el rotor esta conectado al final de la sarta de cabillas.ELECTRIC MOTORROODSTUBINGCASINGSTATORROTORSISTEMA PCP

Grampa de la barra pulidaRelacin de la transmisinMotor elctricoCabezal de rotacinBarra pulidaStuffing BoxPumping TeeCabezal de pozoRevestidor de produccinTubera de produccinSarta de cabillasTubera de produccinSarta de cabillasRotorEstatorPin de paroAncla antitorqueRevestidor de produccinEQUIPOS DE FONDOEQUIPOS DE FONDO:Tubera de produccin Es una tubera de acero que comunica la bomba de subsuelo con el cabezal y la lnea de flujo. Si no hay ancla de torsin, se debe ajustar con el mximo API, para prevenir el desenrosque de la tubera de produccin.

EQUIPOS DE FONDO:Sarta de varillas Es un conjunto de varillas unidas entre s por medio de cuplas. La sarta esta situada desde la bomba hasta la superficie. Los dimetros mximos utilizados estn limitados por el dimetro interior de la tubera de produccin.

EQUIPOS DE FONDO:Estator Es una hlice doble interna y moldeado a precisin, hecho de un elastmero sinttico el cual est adherido dentro de un tubo de acero.

El rotor est fabricado con acero de alta resistencia mecanizado con precisin y recubierto con una capa de material altamente resistente a la abrasin. Se conecta a la sarta de cabillas (bombas tipo Tubular) las cuales le transmiten el movimiento de rotacin desde la superficie (accionamiento o impulsor).

EQUIPOS DE FONDO:Rotor10

EQUIPOS DE FONDO:Niple de ParoEs parte componente de la bomba y va roscado al extremo inferior del estator. Su funcin es:

Hacer de Tope al rotor en el momento del espaciamiento, para que el rotor tenga el espacio suficiente para trabajar correctamente.

Servir de pulmn al estiramiento de las varillas, con la unidad funcionando.

Como succin de la bomba.

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EQUIPOS DE FONDO:Niple IntermedioSu funcin es la de permitir el movimiento excntrico de la cabeza del rotor con su cupla o reduccin de conexin al trozo largo de maniobra o a la ltima varilla, cuando el dimetro de la tubera de produccin no lo permite.

12 El Elastmero reviste internamente al Estator y en si es un polmero de alto peso molecular con la propiedad de deformarse y recuperarse elsticamente, esta propiedad se conoce como residencia o memoria, y es la que hace posible que se produzca la interferencia entre el Rotor y el Estator.

EQUIPOS DE FONDO:Elastmeros

13EQUIPOS DE FONDO:Elastmeros-ConsecuenciasRango de algunos elastmeros distribuidos comercialmente

Endurecimiento del centro del lbulo. Comienzo del desprendimiento del elastmero debido a la rigidez del mismoDesprendimiento profundo y falta de adherencia a la camisa del estator.Proyeccin del desprendimiento a lo largo del lbuloEjemplo de elastmeros en el yacimiento Diadema14EQUIPOS DE SUPERFICIE

EQUIPOS DE SUPERFICIE:Cabezal de rotacinSu funcin es la de permitir el movimiento excntrico de la cabeza del rotor con su cupla o reduccin de conexin al trozo largo de maniobra o a la ltima varilla, cuando el dimetro de la tubera de produccin no lo permite.

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EQUIPOS DE SUPERFICIE:MotorEs el equipo giratorio que genera el movimiento giratorio del sistema.

Requiere bajos costos de mantenimiento, posee alta eficiencia, bajos costos de energa, es de fcil operacin y de muy bajo ruido.

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EQUIPOS DE SUPERFICIE:Variadores de frecuenciaEstos equipos son utilizados para brindar la flexibilidad del cambio de velocidad en muy breve tiempo y sin recurrir a modificaciones mecnicas en los equipos.

El Variador de frecuencia rectifica la corriente alterna requerida por el motor y la modula electrnicamente produciendo una seal de salida con frecuencia y voltaje diferente.

18EQUIPOS DE SUPERFICIE:Sistema de correas y poleasDispositivo utilizado para transferir la energa desde la fuente de energa primaria hasta el cabezal de rotacin.

La relacin de transmisin con poleas y correas debe ser determinada dependiendo del tipo de cabezal seleccionado y de la potencia/torque que se deba transmitir a las varillas de bombeo (a la PCP).

19 Profundidad mxima de Bomba: 3200 piesNivel esttico: 1000 piesNivel dinmico: 2645 piesProduccin petrleo para 2645 pies: 80 b/dProduccin agua para 2645 pies: 20 b/dGradiente esttico en el anular: 0,373 lpc/pieGradiente dinmico en el anular: 0,370 lpc/pie.Gradiente de los fluidos en el eductor: 0,425 lpc/piePresin en cabezal tubera produccin.: 100 lpcPresin en cabezal revestidor: 0 lpcDiferencial de presin en el eductor: 240 lpcVelocidad mxima: 250 r.p.m.

DATOSAmplio rango de produccin para cada modelo, rangos de velocidades recomendados desde 25 hasta 500 RPM, lo que da una relacin de 20 a 1 en los caudales obtenidos.

La ausencia de pulsaciones en la formacin cercana al pozo generar menor produccin de arena de yacimientos no consolidados. La produccin de flujo constante hacen ms fcil la instrumentacin.

El esfuerzo constante en la sarta con movimientos mnimos disminuye el riesgo de fallas por fatiga y la pesca de varillas de bombeo.

Su pequeo tamao y limitado uso de espacio en superficies, hacen que la unidad BPC sea perfectamente adecuada para locaciones con pozos mltiples y plataformas de produccin costa fuera.VENTAJASResistencia a la temperatura de hasta 280F o 138C (mxima de 350F o 178C).Alta sensibilidad a los fluidos producidos (elastmeros pueden hincharse o deteriorarse con el contacto de ciertos fluidos por perodos prolongados de tiempo).Tendencia del estator a dao considerable cuando la bomba trabaja en seco por perodos de tiempo relativamente cortos (que cuando se obstruye la succin de la bomba, el equipo comienza a trabajar en seco).Desgaste por contacto entre las varillas y la caera de produccin en pozos direccionales y horizontales.Requieren la remocin de la tubera de produccin para sustituir la bomba (ya sea por falla, por adecuacin o por cambio de sistema).

DESVENTAJASFalla de la varilla pulida o de la abrazadera de esta.Falla del freno contra giro.Cabeza motriz desenroscada de la T de flujo.Mala alineacin del rodamiento axial de empuje.El nico otro problema comn es que el prense pudiera tener salidero.Excesivo o demasiada vibracin en la columna motriz.

PROBLEMAS DE LA OPERACIN PCPEN SUPERFICIE

Produccin de crudo pesado y bitumen (< 12 API) con cortes de arena hasta 50.Produccin de crudos medianos (de 12 a 20 API) con contenido limitado de H2S.Produccin de crudos livianos dulces (> 20 API) con limitaciones en el contenido de aromticos.Pozos de agua superficialPozos productores con altos cortes de agua y temperaturas relativamente altas.Evaluacin de nuevas reas de produccin.

RANGO DE APLICACIONCONCLUSIONESLas varias ventajas que aporta este sistema lo hace ms confiable en la produccin de petrleos pesados. Este tipo de levantamiento es de gran ayuda en el aporte de energa, ya que del petrleo pesado se puede sacar ms derivados.Esta tecnologa que ha demostrado ser una de las ms eficientes en levantamiento artificial, en la produccin de petrleos con elevada viscosidad y en pozos de difcil operacin. Utilizando este sistema se tendra una recuperacin rentable de petrleos pesados. La seleccin de cada uno de sus componentes lo hace ms eficiente que los otros sistemas de recuperacin secundaria.

American Petroleum Institute, NORMA API, Progressive cavity pumps systems for artificial liftPart 1: Pumps Part 2: Surface drive systems, | 1220 L Street, NW | Washington, DC 20005-4070 | USA Petroleum and natural gas industries.

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