Bombeo-Mecanico

Bombeo Mecnico

Monroy Franco Francisco Barragn Gonzlez Juan Carlos Martnez Espinosa Noel Oswaldo Meja Lara Jos Luis Ordoez Luis Rodolfo

FACTORES PARA ELEGIR UN SAP

Propiedades de los fluidos

Estado mecnico del pozo

Pruebas de produccin

Aforos y/o condiciones de operacin

Registros de presin/temperatura

Disponibilidad de la fuente de energa

Existen diferentes sistemas artificiales entre ellos el bombeo mecnico reciprocante.

Su funcin es extraer fluidos mediante un movimiento ascendente-descendente, que se transmite por medio de la sarta de varillas a la bomba colocada dentro de la TP en el fondo, cerca del yacimiento.

Los fluidos que se acumulan en la TR llegan a la superficie a travs de la TP.

Varillas de succin

Cabezal

Bomba subsuperficial

UBM

Bombeo Mecnico Reciprocante

Varillas de succin

Cabezal

Bomba subsuperficial

UBM

Unidad de Bombeo Mecnico. Cabezal y Conexiones Superficiales. Sarta de Varillas. Bomba Reciprocante.

Componentes Principales

Un bajo ndice de productividad.

Que no haya produccin de arena, si la hay que sea muy baja.

Que exista una presin de fondo fluyendo suficiente para que los fluidos alcancen un nivel esttico en el pozo.

Que no haya depsito de parafinas.

Que la Pwf > Pb a la profundidad de colocacin de la bomba.

APLICACIN

SUPERFICIAL

Motor

Reductor de engranes

Unidad de bombeo

SUBSUPERFICIAL

Bomba

Sarta de varillas

EQUIPO

MOTOR ELCTRICO

Bajo costo inicial.

Menor costo de mantenimiento

Facilidad para ajuste en un sistema de automatizacin

MOTOR DE COMBUSTIN

Control de velocidad ms flexible.

Menor costo de combustible.

Tipo de Motores

Funcin: Reducir la velocidad del motor principal a una velocidad de bombeo adecuada.

Sujeto a una torsin mxima.

La polea de la unidad recibe la potencia del motor principal a travs de bandas.

Reductor de Engranes

FUNCIONES:

Transfiere la energa del motor principal a la sarta de varillas.

Convierte el movimiento rotatorio del motor a uno oscilatorio

Reduce la velocidad del motor a una velocidad adecuada de bombeo

Mantiene la verticalidad de la varilla pulida.

Unidad Superficial

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.

Cabezal y Conexiones Superficiales

El peso de la sarta de succin, 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.

Unidades de Bombeo Mecnico

Para mover la bomba de fondo se utilizan las UBMs, su funcin es convertir el movimiento rotativo de un motor en un movimiento reciprocante.

Existen diferentes tipos de unidades, entre otras:

Unidades de Bombeo Mecnico

Rotaflex

Hidroneumticas

de balancn (bimba)

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.

Rotaflex

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

Hidroneumticas

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

de balancn (bimba)

Clasificacin de los Balancines

- CLASE I Unidad Convencional

Estos poseen un reductor de

velocidad (engranaje)

localizado en su parte

posterior y un punto de apoyo

situado en la mitad de la viga.

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 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).

Unidad Convencional

Compensador

Cable Colgador

Guarda Bandas

(Tolva)

Contra Peso

Reductor de Engranes

Freno

Mun

Brazo Pitman

(Bielas)

Patn

Escalera

Poste Sampson

Motor Principal

Cable del Freno

Palanca delFreno

Balancn

Cabeza deCaballo

Manivela

Cojinete Central

Barra Portadora

o elevador

Varilla Pulida

Fig. 28 Unidad de Bombeo Mecnico Convencional

- CLASE III Aerobalanceada y MARK II

Estos poseen un reductor de velocidad en su parte delantera y un punto de apoyo localizado en la parte posterior del balancn. Esta clase de unidades se clasifican en balancines mecnicamente balanceados mediante contrapesos y por balancines balanceados por aire comprimido. Los balancines de aire comprimido son 35% ms pequeas y 40% mas livianas que las que usan manivelas.

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, porque puede causar problemas de fallas en las varillas.

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.

Puede someter a la sarta de varillas en el fondo del pozo a severa compresin que puede causar fallas por pandeo.

Unidad Mark II

VENTAJAS

Es ms compacta y ms fcil para balancear que otras unidades.

Los costos de transportacin son menores que otras unidades.

Puede girar en el sentido de las manecillas del reloj o sentido contrario.

DESVENTAJAS

Es ms complicada y requiere mayor mantenimiento (compresor de aire, cilindro de aire).

La condensacin de agua en el cilindro puede causar problemas.

La caja de velocidades puede ser daada si el cilindro pierde presin de aire.

Unidad Aerobalanceada

Convencional Balanceada por aire

Mark II

1. Muy eficiente 1. La de menor

eficiencia

1. Muy eficiente

2. Muy confiable debido a su

diseo simple

2. Las ms compleja de las unidades

2. Igual que la convencional

3. La ms econmica

3. La ms costosa

3. Moderadament

e costosa

Caractersticas de las Unidades de Bombeo

Sistemas Artificiales de Produccin

Comparacin: Produccin y Condiciones Mecnicas

1 Bueno a Excelente 2 Regular a bueno 3 No recomendable

Condicin Especifico

Jet Otro

Numero de Pozos 1 1 1 2 2 3 1

1 a 20 1 1 1 1 2 1

Mas de 20 1 1 1 1 1 1

Gastos Menos de 1,000 B/D 1 1 1 1 2 2

1,000 a 10,000 B/D 2 2 2 2 1 1

Mas de10,000 B/D 3 3 3 3 1 1

Profundidad Menos de 750 Mts 1 1 2 2 2 2

750 a 2290 Mts. 2 2 2 2 1 1

Mas de 2290 Mts 2 3 1 1 1 1

Tamao de Casing 4 1/2" 1 1 1 1 2 2

5 1/2" 1 1 1 1 1 1

7" 2 2 2 2 1 1

9 5/8 o mayor 2 3 2 2 1 1

Inclinacin Vertical 1 1 1 1 1 1

Desviado 2 3 2 2 1 1

Horizontal 2 3 2 2 1 1

Dogleg Severity Menos de 3 por 100' 1 1 1 1 1 1

3 a 10 por 100' 2 2 1 1 1 1

Mas de 10 por 100' 3 3 1 1 1 2

Electric Submersible PumpRod Pump Progressing Cavity Pump Hydraulic Pumps Gas Lift

Apropiados para Aguas Profundas!


Comparacin: Condiciones de Yacimiento


Condicin Especifico

Jet Otro

Temperatura Menos de 121C 1 1 1 1 1 1

121 a 177 C 1 3 1 1 1 1

Mas de 177C 1 3 1 1 1 2

Barreras de 0 1 1 1 1 1 1

Seguridad 1 1 1 2 2 1 1

2 3 3 3 3 1 2

Presin Fluyente Mas de 70 Kg/cm2 1 1 1 1 1 1

7 a 70 Kg/cm2 1 1 1 1 2 1

menos de 7 Kg/cm2 1 1 2 1 3 1

Acceso al Requerido 3 3 3 3 1 2

Yacimiento No Requerido 1 1 1 1 1 1

Completacin Simple 1 1 1 1 1 1

Dobles o multizonas 3 2 3 3 1 2

Estabilidad Estable 1 1 1 1 1 1

Variable 1 1 1 1 1 2

Recuperacin Primaria 1 1 1 1 1 1

Secundaria 1 1 2 2 3 1

Terciaria 2 2 2 2 2 2

Rod Pump Progressing Cavity Pump Hydraulic Pumps Gas Lift Electric Submersible Pump


Comparacin: Propiedades de los Fluidos Condicin Especifico

Corte de Agua Bajo 1 1 2 2 1 1

Moderado 1 1 1 1 2 1

Alto 1 1 1 1 3 1

Viscosidad Menos de 100 cp 1 1 1 1 1 1

100 a 500 cp 1 1 1 1 1 1

mas de 500 cp 1 1 2 2 2 3

Corrosivos Si 2 2 2 2 1 2

No 1 1 1 1 1 1

Arena y Abrasivos Menos de 10 ppm 1 1 1 1 1 1

10 a 100 ppm 2 1 2 2 1 2

Mas de 100 ppm 3 1 3 3 1 3

GOR Menos de 90 M3/M3 1 1 1 1 2 1

90 a 356 M3/M3 2 2 2 2 1 1

Mas de 356 M3/M3 3 2 2 2 1 2

GLR Menos de 0.1 1 1 1 1 2 1

0.1 a 1.0 2 2 2 2 1 2

Mas de 1.0 2 2 3 2 1 2

Contaminantes Escala 2 1 2 2 1 2

Parafina 2 1 2 2 2 2

Asfaltenos 2 1 2 2 2 2

Tratamientos Inhibidor de Escala 1 2 1 1 1 2

Inhibidor de Corrosin 1 2 1 1 1 2

Solventes 1 3 1 1 1 2

Acido 2 2 2 2 1 2

Gas Lift Electric Submersible PumpRod Pump Progressing Cavity Pump Hydraulic Pumps


Condicin Especifico

Jet Otro

Ubicacin Tierra 1 1 1 1 1 1

Costa afuera 3 2 2 2 1 1

Remota 2 1 2 2 2 1

Ambiente sensitivo 2 2 2 2 2 1

Energa Elctrica Red de distribucin 1 1 1 1 1 1

Generacin 2 2 1 1 1 2

Combustible Gas natural

Diesel o Gasolina

Restricciones de Si 3 2 2 2 2 1

Espacio No 1 1 1 1 1 1

SCADA Si

No

Servicio de Pozos Workover Rig 1 1 1 1 1 1

Pulling Unit 1 1 1 1 1 1

Unidad de CT 3 3 1 1 1 2

Unidad Snubbing 3 3 1 1 1 2

Unidad de WL 3 3 1 1 1 3

Rod Pump Progressing Cavity Pump Hydraulic Pumps Gas Lift Electric Submersible Pump


Comparacin: Infraestructura Superficial


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