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7/28/2019 bombeomecanico-presentacion-120706000621-phpapp01

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Mélany Acevedo

Pedro Díaz

Germán López



El bombeo mecánico es un procedimiento desucción y transferencia casi continua delpetróleo hasta la superficie.

La unidad de superficie imparte elmovimiento de sube y baja a la sarta devarillas de succión que mueve el pistón de labomba, colocada en la sarta de producción,

a cierta profundidad del fondo del pozo.

¿Qué es el Bombeo

Mecánico?



¿Qué es el Bombeo

Mecánico?

Este método consiste fundamentalmente en una bomba de subsuelo,abastecida con energía suministrada a través de una sarta de varillas. Laenergía proviene de un motor eléctrico o de combustión interna, la cualmoviliza una unidad de superficie mediante un sistema de engranajes y

correas.

El método de levantamiento artificial más común y antiguo del mundo es elbombeo mecánico. Debido a su simplicidad y robustez, es posible suaplicación en casi todos los tipos de pozos que requieren levantamiento.



Sin embargo, existen límites físicos para la aplicación en cuanto profundidad ycaudales a levantar.

Aplicación

Tiene su principal aplicación en elámbito mundial en la producción decrudos pesados y extra pesados,aunque también se usa en laproducción de crudos medianos ylivianos.

No se

recomienda

En pozos desviados y tampoco esrecomendable cuando la producción desólidos y/o la relación gas – líquido seamuy alta, ya que afectaconsiderablemente la eficiencia de la

bomba.

¿Qué es el Bombeo

Mecánico?



Equipo

En Superficie:

Motor

Reductor de engranes

Unidad de bombeo superficial

Cabezal y conexiones superficiales

En Subsuelo:

Bomba

Sarta de varillas



MOTOR ELÉCTRICO

- Bajo costo inicial.- Menor costo de mantenimiento

MOTOR DE COMBUSTIÓN

- Control de velocidad más flexible.

Es el encargado de suministra la energía necesaria a la unidad de bombeo

para levantar los fluidos de pozo. Los motores pueden ser de combustión

interna o eléctricos.

Tipos de motores:

Equipo

Motor



Función: Este dispositivo permite cambiar por medio de engranajes la altavelocidad angular entregada por el motor a un mayor toque suficiente parapermitir el movimiento del balancín, para llegar a una velocidad de bombeo

adecuada.

Reductor de Engranes.

Equipo



Unidad de Bombeo Superficial.

1. Transfiere la energía 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.

Equipo



Unidades de Bombeo Mecánico Superficial

Existen diferentes tipos de unidades de BM, entre otras:

-La de balancín (BIMBA).

-La Hidroneumática de bombeo reciprocante (TIEBEN)-La de carrera larga (ROTAFLEX).

Equipo

Para mover la bomba de fondo se utilizan las UBM’s, su función esconvertir el movimiento rotativo de un motor en un movimientoreciprocante.




BIMBA: En una Bimba el motormediante el reductor de engraneshace girar las manivelas y que a suvez mueven el balancín.

UBH: En una UBH el motor mueve unabomba hidráulica para que mediante elsistema hidráulico se muevan en formareciprocante unos cilindros (gatos

hidráulicos)

Equipo



Equipo

Geometría de las Unidades (BIMBA)

• CLASE I Unidad Convencional

• CLASE III Aerobalanceada y MARK II



Equipo

Designación de Unidades (BIMBA



CARRERA LARGA: El BM de

carrera larga se aplica a pozos dealta capacidad de producción oprofundos, emplea un diseñocompletamente mecánico conuna cadena.


Equipo



Unidades de Bombeo Mecánico

-El peso de la sarta de varillas, la bomba y dela columna de fluidos desequilibran la fuerzanecesaria para el movimiento reciprocante,es decir, se requiere mucha fuerza para

levantar el aparejo, y solo la gravedad parabajar.

-Para disminuir este esfuerzo, el peso delaparejo se equilibra o balancea con masasde acero (contrapesos), en el caso de labimba y en el caso de la UBH con la fuerza

que proporciona el nitrógeno a presión.

-Una vez balanceado ,solo es necesaria pocafuerza para subir y bajar la bomba en elfondo , esto reduce por mucho el consumode energía necesaria, de ahí la importancia

de un buen balanceo.

Equipo



Cabezal y Conexiones Superficiales

En el cabezal del pozose utilizan válvulas

para el control ymanejo de los fluidos,así como accesoriospara la operación delequipo de bombeomecánico y el aparejo

de producción.

Equipo



Varilla PulidaEs el eslabón entre la sarta de varillas de succión y el equipo superficial.

En un momento del

ciclo las cargas quesoporta son:

- Peso del fluido- Peso de las varillas- Cargas de aceleración- Carga por vibración- Fuerza de flotación- Fuerzas de fricción

Equipo



Contrabalanceos de la Unidad

Función- Reducir la torsión en el reductor de engranes.- El efecto de contrabalanceo puede obtenerse colocando contra pesos en el balancín,biela o manivela.-El contrapeso tiene un peso aproximadamente igual al peso de las varillas (Wr) más la

mitad del peso del fluido (Wf).

Equipo



Bomba Subsuperficial

Desplazar los fluidos del yacimiento desde el fondo del pozo hasta lasuperficie por el interior de la tubería de producción.

Componentes:

1)Barril de trabajo /camisadela bomba2)Émbolo o pistón3)Válvula viajera4)Válvula de pie o estacionaria

Equipo



El API ha desarrollado un método para la designación de las

bombas de subsuelo

20-125-R H B C-10-4-2Diámetro de la tubería

15= 1.9” OD

20= 2-3/8” OD

25= 2-7/8” OD

30= 3-1/2” OD

Diámetro ID de la bomba

125= 1-1/4”

150= 1-1/2”

175= 1-3/4”

200= 2”

225= 2-1/4”

250= 2-1/2”

275= 2-3/4”

Tipo de barril para pistón metálico

H= de pared gruesa

W= de pared delgada

Tipo de barril para pistón soft packed

S= de pared delgada

p= de pared gruesa

Longitud total de las

extensiones en pies

Longitud nominal del

pistón en pies

Longitud del barril en

pies

Tipo de anclaje

C = Copas

M = Metálico

Localización del

anclaje

A = en el Tope

B = en el fondo

Tipo de bomba

R = Inserta

T = Tubería



Ciclo de Bombeo Mecánico

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

Equipo



La Bomba Reciprocante

Está compuesta de dos partes principales: elémbolo y el barril; con sus válvulas.

Ciclo de bombeo:1.Émbolo hacia abajo cerca del final de la

carrera, el fluido pasa a través del la válvulaviajera, el peso de la columna es soportado enla válvula de pie.2.Émbolo hacia arriba arrastrando los fluidosarriba de la válvula viajera, la válvula de pieadmite fluidos del yacimiento.

3.Émbolo hacia arriba cerca del fin de lacarrera, válvula de pie abierta y viajeracerrada.4.Émbolo hacia abajo, válvula de pie cerradapor la compresión, la válvula viajera se abrepor el mismo efecto.

Equipo



Sarta de Varillas

-La sarta de varillas de succión es un sistemavibratorio complejo mediante el cual el equiposuperficial transmite energía o movimiento a labomba subsuperficial.

-La selección de la sarta de varillas depende de laprofundidad del pozo y las condiciones de operaciónde este.

-Su diseño consiste en seleccionar la sarta más ligeray por lo tanto más económica, sin exceder el

esfuerzo de trabajo de las propias varillas.

- El esfuerzo de trabajo depende de la composiciónquímica de las varillas, propiedades mecánicas yfluido bombeado.

Equipo



Ejemplo: Varilla API No. 86

Clases de varillaClase K- Resistente a corrosión

- Clase CResistente a corrosión, trabajo pesado

- Clase DTrabajo extra pesado sin H2S

Equipo



Ventajas y Desventajas

VENTAJAS:

Fácil de operar y de hacer mantenimiento.

Puede ser usado durante toda la vida productiva del pozo.

Puede bombear el pozo a una muy baja presión de entrada para obtener lamáxima producción.

Usualmente es la más eficiente forma de levantamiento artificial.

Se puede fácilmente intercambiar de unidades de superficie.



Puede levantar petróleos de alta viscosidad y temperatura.

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

Puede utilizar gas o electricidad como fuente de poder.

DESVENTAJAS:


o Es problemático en pozos con alta desviación.

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



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

o Es obtrusivo en áreas urbanas. Peligro para las personas.

o No puede funcionar con excesiva producción de arena.

o Cuando no se usan varillas de fibra de vidrio la profundidad puedeser una limitante.




• Productividad

Los equipos deben ser capaces de manejar la produccióndisponible. Los equipos de superficie deben soportar lascargas originadas por los fluidos y equipos de bombeo depozo.

Criterios para la Selección de un Balancín.

• Profundidad

La profundidad del pozo es un factor determinantedelos esfuerzos de tensión, de elongación y del peso.



TIPOS DE BALANCÍN

Unidad Convencional

Unidad Mark II

Unidad Balanceada por Aire



Tipos de Balancín

UNIDAD CONVENCIONAL

Es el más antiguo y usado en la industria. Las unidades convencionales basan sugeometría en un sistema de palanca CLASE I, es decir con un punto de apoyo en elmedio de la viga balancín. La rotación de la manivela puede ser en ambas direcciones.



Tipos de Balancín

VENTAJAS

Tiene bajo costo de mantenimiento Costos menores que otro tipo de

unidades.

Puede girar en el sentido de lasmanecillas del reloj y contrario.

Puede bombear más rápido que laMark II sin problemas.

Requiere menos contrabalanceo quela Mark II.

DESVENTAJAS

o En muchas aplicaciones, no estan eficiente como la Mark II.

o Puede requerir una caja develocidades mayor que otro tipode unidades (especialmente convarillas de acero).



Tipos de Balancín



Tipos de Balancín

UNIDAD MARK II

Las unidades Mark II basan su geometría entres características, las cuales reducen eltorque y la carga con respecto a una unidad

Convencional. Estas son:

• La ubicación de la caja reductora.• Un punto de apoyo en el extremo de la

unidad• Una manivela desfasada.

Adicionalmente los costos de electricidad y deltamaño del motor pueden ser reducidos.



VENTAJAS

Tiene bajo torque en muchos casos (convarillas de acero).

Puede bajar costo (5 a 10 %) comparada

con el siguiente tamaño de la unidadconvencional.

DESVENTAJAS

o En muchas aplicaciones, no puedebombear tan rápido como laConvencional.

o

Puede girar solamente en sentidocontrario a las manecillas del reloj.

o Puede causar más daño a lasvarillas y bomba en caso de fluidopesado.

Tipos de Balancín



Tipos de Balancín



Tipos de Balancín

UNIDAD BALANCEADA POR AIRE

La utilización de airecomprimido en vez de pesadas

manivelas y contrapesos, elsistema de aire ha sido tansimplificado que las únicaspartes de funcionamientocontinuo son el cilindro y elpistón equilibrio. Como

resultado, el tamaño de launidad es considerablementemás pequeño, minimizando loscostos de traslado y de montaje.



Tipos de Balancín

VENTAJAS

Es más compacta y fácil debalancear que las otras unidades.

Los costos de envió son masbajos que otras unidades (debidoa que pesa menos)

Puede rotar tanto en sentidohorario como antihorario.

DESVENTAJAS

o Son más complicadas y requierenmayor mantenimiento (compresor deaire, cilindro de aire).

o La condensación del aire en el cilindropuede constituir un serio problema.

o La caja de engranaje podría dañarse siel cilindro pierde la presión de aire.



Tipos de Balancín



Tipos de Balancín

Existen también otros tipos de unidad tales como:

REVERSE MARK II

Esta unidad ofrece una alternativamejorada al diseño y geometría de lasunidades convencionales. A pesar delas similitudes en la apariencia lageometría de las unidades ReverseMark II pueden reducir el torque y losrequerimientos de potencia en muchasaplicaciones de bombeo.



Tipos de Balancín

UNIDAD DE BOMBEO CHURCHILL

Disponibles exclusivamente por el

Fabricante Lufkin, estas ofrecen lamisma dureza y resistencia quelas unidades convencionales. Hansido utilizadas regularmente enpozos poco profundos.



Tipos de Balancín

UNIDADES DE BOMBEO DE BAJO PERFIL

Unidades de bombeo

compactas diseñadas parainstalación en campos deirrigación con sistemas deaspersores móviles o en áreasurbanas donde las

características del bajo perfilseria deseadas



Tipos de Balancín

UNIDADES DE BOMBEO ROTAFLEX

Este sistema utiliza tecnología probada einnovación en el diseño para proveer unaeficiencia excelente y eficacia en los costospara pozos profundos, problemáticos y de

alto potencial.

El Rotaflex cumple casi a la perfección conla situación ideal para bombeo mecánico:carrera larga y baja velocidad. Estacombinación asegura un mejor llenado de

la bomba y cargas parásitas muy bajas(aceleración, fricción mecánica y viscosa) ypor eso, la carta de superficie de unainstalación con Rotaflex es casi parecida a laideal.



Tipos de Balancín

Manejo eficiente de altos volúmenes, mayores cargas y desviación de pozos.

Reduce el desgaste en las cabillas y las tuberías. Incrementando la vida útil.

Menos ciclos.

Aumento en la eficiencia del sistema

Estos diseños con carreras largas pueden reducir significativamente los costos delevantamiento con las siguientes características:



Tipos de Balancín

Fácil de Instalar y hacer servicio.

Torques menores, lo que se traduce en menores requerimientos deenergía.

Reducción significativa de las cargas dinámicas, resultando en menorescostos operacionales.

Proporciona una mejor razón de compresión a la bomba lo que minimizaproblemas de bloqueo por gas.

Facilidad para balancearlo ya que esta operación consiste simplemente enquitar o agregar bloques a la caja de contrapesas.



UNIDAD DE BOMBEO DYNAPUMP

Dynapump es un sistema de unidad de bombeocomputarizado. El dynapump utiliza sensores electrónicos,equipamiento hidráulico y sistemas de monitoreo

computarizado con el propósito de extraer petróleo lo maseficientemente posible tanto para pozos profundos comopara pozos someros.

El Dynapump consiste en dos componentes principales queson la unidad de bombeo y la unidad de potencia. La unidad

de potencia maneja la unidad de bombeo y es el controlcentral del sistema. Este consiste en una computadoracontrolada con un sistema de modem radio, electrónicasólida, controladores de motor y bombas hidráulicas.

Tipos de Balancín



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