Una Bomba de cavidad progresiva consiste en una bomba de desplazamiento positivo, engranada en forma espiral, cuyos componentes principales son un rotor metlico y un estator cuyo material es elastmero. El crudo es desplazado en forma continua entre los filamentos de tornillo del rotor y desplazado axialmente mientras que el tornillo rota.Este tipo de bombas se caracteriza por operar a baja velocidades y permitir manejar altos volmenes de gas, slidos en suspensin y cortes de agua, as como tambin es ideal para manejar crudos de mediano y bajo Grado API.Resea HistricaA fines de los aos 20, Rene Moineau desarroll el concepto para una serie de bombas helicoidales. Una de ellas tom el nombre de Bombeo por Cavidades Progresivas (BCP) con el cual hoy es conocido.En 1979, algunos operadores de Canad, donde existan yacimientos con petrleos viscosos y con alto contenido de arena, comenzaron a experimentar con Bombas de Cavidades Progresivas. Muy pronto, las fbricas comenzaron con importantes avances en trminos de capacidad, presin de trabajo y tipos de elastmeros.En los ltimos aos las BCP han experimentado un incremento gradual como un mtodo de extraccin artificial comn. Sin embargo el bombeo de cavidades progresivas est recin en la infancia si las comparamos con los otros mtodos de extraccin artificial como las bombas electro sumergible o el bombeo mecnico.Hoy en da el bombeo por cavidades progresivas es destacado como sistemas de levantamiento artificial, en recuperacin de petrleos pesados. El uso de ests bombas se extendi a diferentes pases como; Venezuela (tiene el depsito ms grande de petrleos pesados y extra-pesados), Argentina, California, Canad entre otros.

Equipos de subsueloTubera de produccin:Es una tubera de acero que comunica la bomba de subsuelo con el cabezal y la lnea de flujo.En caso de haber instalado un ancla de torsin, la columna se arma con torsin ptimo API, correspondiente a su dimetro. Si existiera arena, an con ancla de torsin, se debe ajustar con la torsin mxima API, de este modo en caso de quedar el ancla atrapada, existen ms posibilidades de librarla, lo que se realiza girando la columna hacia la izquierda. Si no hay ancla de torsin, se debe ajustar tambin con el mximo API, para prevenir el desenrosque de la tubera de produccin.

Sarta de cabillas:Es un conjunto de cabillas unidas entre s por medio de cuplas formando la mencionada sarta, se introduce en el pozo y de esta forma se hace parte integral del sistema de bombeo de cavidad progresiva. 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, utilizndose dimetros reducidos y en consecuencia cuplas reducidas, de manera, de no raspar con el tubing.

Estator:Usualmente est conectado a la tubera de produccin; es una hlice doble interna y moldeado a precisin, hecho de un elastmero sinttico el cual est adherido dentro de un tubo de acero. En el estator se encuentra una barra horizontal en la parte inferior del tubo que sirve para sostener el rotor y a la vez es el punto de partida para el espaciamiento del mismo.

Elastmero:Es una goma en forma de espiral y est adherida a un tubo de acero el cual forma el estator. El elastmero es un material que puede ser estirado varias veces su longitud original teniendo la capacidad de recobrar rpidamente sus dimensiones una vez que lafuerzaes removida.

Rotor:Suspendido y girado por las varillas, es la nica pieza que se mueve en la bomba. Este consiste en una hlice externa con un rea de seccin transversal redondeada, tornada a precisin hecha de acero al cromo para darle mayorresistenciacontra la abrasin. Tiene como funcin principal bombear el fluido girando de modo excntrico dentro del estator, creando cavidades que progresan en forma ascendente.Estando el estator y el rotor al mismo nivel, sus extremos inferiores del rotor, sobresale del elastmero aproximadamente unos 460 mm a 520 mm, este dato permite verificar en muchos casos si el espaciamiento fue bien realizado. En caso de presencia de arena, aunque sea escasa, esta deja muchas veces marcada la hlice del rotor. De este modo, al retirar el rotor por cualquier motivo, se puede observar en qu punto estuvo trabajando dentro del estator, partiendo del extremo superior del rotor.

Niple DeParo:Es 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.Los ms usuales son los de rosca doble, con una rosca hembra en su extremo superior, que va roscada al estator y una rosca macho de la misma medida en su extremo inferior, para permitir instalar debajo el ancla de torsin o cualquier otro elemento. A la vez el centro de la misma hace de tope con el rotor, durante el espaciamiento.

Ancla de Torsin:Al girar la sarta en el sentido de las agujas del reloj, o hacia la derecha (vista desde arriba) se realiza la accin de girar la columna tambin hacia la derecha, es decir hacia el sentido de desenrosque de los caos. A esto se suman las vibraciones producidas en la columna por lasondasarmnicas ocasionadas por el giro de la hlice del rotor dentro del estator, vibraciones que son tanto mayores cuanto ms profunda es la instalacin de la bomba. La combinacin de ambos efectos puede producir el desprendimiento de la tubera de produccin, el ancla de torsin evita este problema. Cuanto ms la columna tiende al desenrosque, ms se ajusta el ancla. Debe ir siempre instalada debajo del estator.

Es el elemento de la columna donde el esfuerzo de torsin es mayor, no siempre es necesaria su instalacin, ya que en bombas de menor caudal a bajas velocidades y bajas profundidades no se tienen torques importantes y no se producen grandes vibraciones. No obstante, es recomendable en todos los casos.

Equipos de superficie

Principio de funcionamientoLa bomba est constituida por dos piezas longitudinales en forma de hlice, una mvil o rotor que gira internamente y en permanente contacto dentro de la otra, denominada estator, en forma de doble hlice, que est fija, formando as el engranaje helicoidal. El rotor est fabricado en acero generalmente cromado, y el estator es una camisa de acero revestida internamente en caucho moldeado.La operacin de la bomba es sencilla; a medida que el rotor gira excntricamente dentro del estator, se van formando cavidades selladas entre las superficies de ambos, para mover el fluido desde la succin dela bomba hasta su descarga. El estator va en el fondo del pozo enroscado a la tubera de produccin con un empaque no sellante en su parte superior. El dimetro de este empaque debe ser lo suficientemente grande como para permitir el paso de fluidos a la descarga de la bomba sin presentar restriccin de ningn tipo, y lo suficientemente pequeo como para no permitir el paso libre delos acoples de la extensin del rotor. El rotor va roscado en las varillas por medio del niple espaciador o intermedio, las varillas son las que proporcionan el movimiento desde la superficie hasta la cabeza del rotor. La geometra del conjunto es tal, que forma una serie de cavidades idnticas y separadas entre s. Cuando e rotor gira en el interior del estator estas cavidades se desplazan axialmente desde el fondo del estator hasta la descarga generando de esta manera el bombeo por cavidades progresivas. Debido a que las cavidades estn hidrulicamente selladas entre s, el tipo de bombeo es de desplazamiento positivo. La instalacin de superficie est compuesta por un cabezal de rotacin, que est conformado, por el sistema de trasmisin y el sistema de frenado. Estos sistemas proporcionan la potencia necesaria para poner en funcionamiento al a bomba de cavidades progresivas. Otro elemento importante en este tipo de instalaciones es el sistema de anclaje, que debe impedir el movimiento rotativo del equipo ya que, de lo contrario, no existir accin de bombeo.El desplazamiento de las BCP es constante y sin pulsaciones.Es funcin del tamao de las cavidades y dela velocidad de operacin del sistema.El tamao de las cavidades depende de su geometra, la cual es gobernada por cuatro parmetros:Relacin de RadiosPaso del EstatorExcentricidadDimetro del Rotor Aqu vienen los paint

Ventajas Sistema de levantamiento artificial de mayor eficiencia. Excelente para produccin de crudos altamente viscosos. Capacidad de bombear arena y gas libre. No tiene vlvulas, evitando bloqueos por gas. Buena resistencia a la abrasin. Bajos costo inicial y potencia requerida. Equipo de Superficie relativamente pequeo. Relativamente silenciosa. Consumo de energa continua y de bajo costo. Fcil de instalar y operar. Bajo mantenimiento de operacin.Desventajas El elastmero se hincha o deteriora en exposicin a ciertos fluidos. El estator tiende a daarse si la bomba trabaja al vaci. La temperatura a la profundidad de la bomba afecta el elastmero. No opera con eficiencia a grandes extensiones de cabillas necesarias. No se emplea en crudo livianos. Baja eficiencia del sistema cuando existe alto contenido de gas libre. Desgaste de cabillas y tubera en pozos altamente desviados. Tendencia a alta vibracin si el pozo trabaja a altas velocidades.

ImportanciaEl sistema de bombeo de cavidades progresivas es una tecnologa que ha demostrado ser la ms eficiente en levantamiento artificial, en la produccin de petrleos con elevada viscosidad y en pozos de difcil operacin (alta temperatura, presencia de gas y porcentajes de agua elevados), los componentes de este sistema fue diseado para trabajar eficazmente en condiciones extremas.Utilizando este sistema se tendra la recuperacin ms rentable de petrleos pesados, en las reservas se tiene una mayor cantidad de estos, que los petrleos convencionales. La seleccin de cada uno de sus componentes lo hace ms eficiente que los otros sistemas de recuperacin secundaria.Las 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.