1. Defina el Bombeo Mecánico

El bombeo mecánico es un procedimiento de succión y transferencia casi continua del petróleo hasta la superficie.

La unidad de superficie imparte el movimiento de sube y baja a la sarta de varillas de succión que mueve el pistón de la bomba, colocada en la sarta de producción, a cierta profundidad del fondo del pozo.

2. Cuáles son las partes más importantes en la instalación del Bombeo Mecánico. Explique uno de ellos

Componentes de un Sistema de Bombeo Mecánico

1. El Motor2. Equipo de bombeo de superficie: Estructura y balancín; Motor; Caja reductora.3. Tubería o tubing4. Sarta de varillas5. Bomba de Subsuelo

ContrapesoLos contrapesos ayudan a reducir el torque que la caja de engranaje debe suministrar.

En la carrera descendente, la caja levanta los contrapesos con la ayuda de las cargas de las varillas, quedando listos para ayudar nuevamente en la carrera ascendente. La condición operacional ideal es igualar el torque en la carrera ascendente y descendente usando la cantidad correcta del momento del contrabalanceo. Cuando esto ocurre la unidad esta balanceada.

Una unidad fuera de balance puede sobrecargar el motor y la caja de engranaje. Esto puede resultar en fallas costosas y perdidas de producción si no se corrige a tiempo.

3. Cuáles son los Equipos Sub-Superficiales del Bombeo mecánico

Equipo de Subsuelo

El equipo de subsuelo es el que constituye la parte fundamental de todo el sistema de bombeo. La API ha certificado las cabillas, las tuberías de producción y bomba de subsuelo.

Tubería de Producción. La tubería de producción tiene por objeto conducir el fluido que se está bombeando desde el fondo del pozo hasta la superficie. En cuanto a la resistencia, generalmente la tubería de producción es menos crítica debido a que las presiones del pozo se han reducido considerablemente para el momento en que el pozo es condicionado para bombear.

Cabillas o Varillas de Succión. La sarta de cabillas es el enlace entre la unidad de bombeo instalada en superficie y la bomba de subsuelo. Las principales funciones de las mismas en el sistema de bombeo mecánico son: transferir energía, soportar las cargas y accionar la bomba de subsuelo. Las principales características de las cabillas son:

a) Se fabrican en longitudes de 25 pies, aunque también pueden manufacturarse de 30 pies.

b) Se dispone de longitudes de 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10 y 12 pies denominados por lo general “niples de cabilla” que se utilizan para complementar una longitud determinada y para mover la localización de los cuellos de cabillas, a fin de distribuir el desgaste de la tubería de producción.

c) Se fabrican en diámetros de 5/8, 3/4, 7/8, 1, 1-1/8 de pulgadas.

Ventajas

a) La ausencia de cuellos y uniones elimina la posibilidad de fallas por desconexión.

b) La falta de uniones y protuberancias elimina la concentración de esfuerzos en un solo punto y consiguiente desgaste de la unión y de la tubería de producción.

c) Por carecer de uniones y cuellos, no se presentan los efectos de flotabilidad de cabillas.

Desventajas

a) Presentan mayores costos por pies que las cabillas convencionales.

b) En pozos completados con cabillas continuas y bomba de tubería, la reparación de la misma requiere de la entrada de una cabria convencional.

Anclas de Tubería. Este tipo está diseñado para ser utilizados en pozos con el propósito de eliminar el estiramiento y compresión de la tubería de producción, lo cual roza la sarta de cabillas y ocasiona el desgaste de ambos. Normalmente se utiliza en pozos de alta profundidad. Se instala en la tubería de producción, siendo éste el que absorbe la carga de la tubería. Las guías de cabillas son acopladas sobre las cabillas a diferentes profundidades, dependiendo de la curvatura y de las ocurrencias anteriores de un elevado desgaste de tubería.

Bomba de Subsuelo. Es un equipo de desplazamiento positivo (reciprocante), la cual es accionada por la sarta de cabillas desde la superficie. Los componentes básicos de la bomba de subsuelo son simples, pero construidos con gran precisión para asegurar el intercambio de presión y volumen a través de sus válvulas. Los principales componentes son: el barril o camisa, pistón o émbolo, 2 o 3 válvulas con sus asientos y jaulas o retenedores de válvulas.

Pintón. Su función en el sistema es bombear de manera indefinida. Esta compuesto básicamente por anillos sellos especiales y un lubricante especial. El rango de operación se encuentra en los 10K lpc y una temperatura no mayor a los 500°F.

Funciones de la Válvula

a) Secuencia de operación de la válvula viajera: permite la entrada de flujo hacia el pistón en su descenso y posteriormente hacer un sello hermético en la carrera ascendente permitiendo la salida del crudo hacia superficie.

b) Secuencia de operación de la válvula fija: permite el flujo de petróleo hacia la bomba, al iniciar el pistón su carrera ascendente y cerrar el paso el fluido dentro del sistema bomba-tubería, cuando se inicia la carrera descendente del pistón.

4. Que es el Motor de Bombeo Mecánico

Equipo que suministra el movimiento y potencia a la unidad de bombeo para levantar los fluidos del pozos. Este puede ser un equipo de combustión interna o eléctrico siendo este último el de mayor utilización en la industria.

Hay dos tipos de motores usados principalmente:

Motores eléctricos

Motores de combustión interna

5. Que es la Barra Pulida

Tubería fabricada de material resistente, generalmente se encuentran de diámetros de 11/4 y 1 ½ pulgadas y longitud de 15 y 22 pies. Se encarga de soportar el peso de la sarta de cabillas, de la bomba y del fluido dentro de la tubería.

En un momento del ciclo las cargas que soporta son:

- Peso del fluido

- Peso de las varillas

- Cargas de aceleración

- Carga por vibración

- Fuerza de flotación

- Fuerzas de fricción

6. Explique el ciclo que cifre el 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.

7. Para que sirve las Anclas de gas en el Bombeo Mecánico

Consiste en un tubo rasurado o perforado, colocado bajo la zapata de anclaje. Su objetivo es separar gas/liquido antes de la entrada del fluido a la bomba.

8. Cuáles son los problemas en las varillas que sufre el Bombeo mecánico

Todas las fallas en una sarta de varillas son por tensión o por fatiga

Fallas por Tensión

• Las fallas por tensión ocurren cuando la carga aplicada exceda la resistencia a la tensión de la varilla.

• La carga se concentrara en un punto de la varilla, crea una apariencia de encuellado descendente en torno a la circunferencia de la varilla y ocurre una fractura cuando se reduce la sección transversal.

Fallas Por Fatiga

• Las fallas por fatiga son progresivas y empiezan como grietas pequeñas por esfuerzo que crecen bajo la acción de esfuerzos cíclicos.

• Las fallas de fatiga son iniciadas por una multiplicidad de elevadores de esfuerzo (dobleces, corrosión, grietas, daños mecánicos, desgaste o cualquier combinación de los anteriormente dichos).

Fallas Por Corrosión

• La corrosión es uno de los mayores problemas que se encuentran con los fluidos producidos y representan alrededor de la mitad de todas las fallas de las varillas de bombeo.

• La corrosión es el resultado destructivo de una reacción electroquímica entre el acero usado en la fabricación de las varillas de bombeo y el ambiente operativo al que se someten.

Corrosión Ácida

• Es un adelgazamiento del metal, que deja la superficie con el aspecto de nódulos metálicos residuales agudos, plumados o como telarañas.

Corrosión con H2S:

• La picadura por H2S es redonda en su bar, profunda con paredes empinadas y bordes biselados.

• Normalmente es pequeña, aleatoria y esparcida en toda la superficie de la varilla.

• Otro mecanismo de corrosión es escama de sulfuro de hierro (esta escama negra se adhiere fuertemente a la superficie de la varilla.