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Bombeo electro presentar Bombeo electro presentar Document Transcript

  • FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA ING. INDUSTRIAL TECNOLOGÍA DEL PETRÓLEO TEMA: Resumen del Bombeo Electrosumergible REALIZADO POR: Cristian Espín 535 Gustavo Herrera 188 Juan Pullupaxi 900 Luis Iza 518SEPTIEMBRE 2009- FEBRERO 2010
  • BOMBEO ELECTROSUMERGIBLEEl sistema de bombeo electrosumergible (B.E.S) es un sistema de levantamiento artificialque emplea la energía eléctrica convertida en energía mecánica para levantar una columnade fluido desde un nivel determinado hasta la superficie, descargándolo a una determinadapresión.El bombeo electrosumergible ha probado ser un sistema artificial de producción eficiente yeconómico. En la industria petrolera, comparativamente con otros sistemas artificiales deproducción tiene ventajas y desventajas, debido a que por diversas razones no siemprepuede resultar el mejor, es decir un pozo candidato a producir artificialmente con bombeoelectrosumergible, debe reunir características que no afecten su funcionamiento como lasaltas relaciones gas/aceite, las altas temperaturas, la presencia de arena en los fluidosproducidos, que son factores con influencias indeseables sobre la eficiencia del aparato.Entre las características del sistema están su capacidad de producir volúmenesconsiderables de fluido desde diferentes profundidades, bajo una amplia variedad decondiciones del pozo y particularmente se distingue por qué, el motor está directamenteacoplado con la bomba en el fondo del pozo. El ensamble de bombeo eléctrico trabaja sobreun amplio rango de profundidades y volúmenes, su aplicación es particularmente exitosacuando las condiciones son propicias para producir altos volúmenes de líquidos con bajasrelaciones gas-aceite.Descripción del bombeo Electrosumergible.Una unidad típica de bombeo electrosumergible está constituida en el fondo del pozo porlos siguientes componentes: motor eléctrico, protector, sección de entrada, bombaelectrosumergible y cable conductor. Las partes superficiales son: cabezal, cablesuperficial. Tablero de control, transformador.Pasos a seguir para diseñar una instalación de Bombeo Electrosumergible:Recopilación de la información del pozo:  Diámetro, grado y peso de los forros.  Intervalos perforados.  Profundidad estimada de la Bomba.  Presiones: estática y fluyente al punto medio de perforaciones.Datos del Reservorio:  Presión de BurbujaDatos de Producción:  Régimen estimado  % de agua  G.L.R.  Nivel Estático  Nivel Dinámico
  • Características del Fluido:Gravedad Específica del PetróleoGravedad Específica del AguaViscosidad del PetróleoConsideraciones Adicionales a tener en cuenta:  Producción de Finos  Corrosión  Incrustaciones  Emulsiones  Presencia de Sales  Presencia de H2S  Alta TemperaturaPrincipales Componentes de un Sistema de Bombeo Electrosumergible: 1. Motor 2. Bomba (Etapas, constituida por impulsor y difusor cada una) 3. Cable 4. Suncho de Sujeción del Cable 5. Separador de Gas 6. Sección Sellante 7. Sensor de Presión de Fondo 8. Transformador (superficie) 9. Variador de Control COMPONENTES SUPERFICIALESBanco de Transformación Eléctrica:Es aquel que está constituido por transformadores que cambian el voltaje primario de lalínea eléctrica por el voltaje requerido para el motor. Este componente se utiliza para elevarel voltaje de la línea al voltaje requerido en la superficie para alimentar al motor en el fondodel pozo; algunos están equipados con interruptores "taps" que les dan mayor flexibilidadde operación. Se puede utilizar un solo transformador trifásico o un conjunto de trestransformadores monofásicos.Tablero de control:Es el componente desde el que se gobierna la operación del aparejo de producción en elfondo del pozo. Dependiendo de la calidad de control que se desea tener, se seleccionan losdispositivos que sean necesarios para integrarlos al tableroVariador de Frecuencia:Permite arrancar los motores a bajas velocidades, reduciendo los esfuerzos en el eje de labomba, protege el equipo de variaciones eléctricas. View slide
  • Caja de venteo:Esta ubicada entre el cabezal del pozo y el tablero de control, conecta el cable de energíadel equipo de superficie con el cable de conexión del motor.Cabezal de descarga:El cabezal del pozo debe ser equipado con un cabezal en el tubing tipo hidratante oempaque cerrado.Válvula de contra presiónSe coloca de una a tres lingadas de tubería por arriba de la bomba. Esta válvula permite elflujo en sentido ascendente, de manera que cuando el motor deja de trabajar, impide elregreso de la columna de fluidos y evita el giro de la flecha de la bomba en sentidocontrario, lo cual la dañaría.Válvula de drenajeAl utilizar válvula de retención debe utilizarse una válvula de drenaje una junta por encimade está, como factor de seguridad para cuando se requiera circular el pozo del anular a latubería de producción.CentralizadoresComo su nombre lo indica, se utilizan para centrar el motor, la bomba y el cable durante lainstalación. Se utilizan en pozos ligeramente desviados, para mantener el motor centrado yasí permitir un enfriamiento adecuadoBandas de CableTambién se denominan flejes, se utilizan para fijar el cable de potencia a la tubería deproducción durante la instalación, y el cable de extensión del motor al equipo. Las bandasse fabrican de tres materiales distintos:  Bandas de acero negro, se utilizan en pozos donde no exista corrosión.  Bandas de acero inoxidable, se usan en pozos moderadamente corrosivos.  Bandas de monel, se usan en ambientes corrosivos. COMPONENTES SUBSUELOSon aquellas piezas o componentes que operan instalados en el subsuelo. Las compañías debombeo electrosumergible se especializan en la fabricación de estos equipos, mientras quelos componentes de los otros dos grupos son considerados misceláneos.Sensor de FondoEl sensor de presión es un equipo que se coloca acoplado en la parte final del motor. Estáconstituido por circuitos que permitan enviar señales a superficie registradas mediante uninstrumento instalado en controlador, convirtiendo estas, en señales de presión a laprofundidad de operación de la bomba. View slide
  • Motor eléctricoEs la fuente de potencia que genera el movimiento a la bomba para mantener la producciónde fluidos. Se recomienda colocarlo por encima de las perforaciones.El motor eléctrico colocado en la parte inferior de aparejo, recibe la energía desde unafuente superficial, a través de un cable; su diseño compacto es especial, ya que permiteintroducirlo en la tubería de revestimiento existente en el pozo y satisfacer requerimientosde potencial grandes, también soporta una alta torsión momentánea durante el arranquehasta que alcanza la velocidad de operación, que es aproximadamente constante para unamisma frecuencia.ProtectorEste componente también llamado Sección sellante, se localiza entre el motor y la bomba:está diseñado principalmente para igualar la presión del fluido del motor y la presiónexterna del fluido del pozo a la profundidad de colocación del aparejo.Las funciones básicas de este equipo son:  Permitir la igualación de presión entre el motor y el anular.  Absorber la carga axial desarrollada por la bomba a través del cojinete de empuje, impidiendo que estas se reflejen en el motor eléctrico.  Prevenir la entrada de fluido del pozo hacia el motor.  Proveer al motor de un depósito de aceite para compensar la expansión y contracción del fluido lubricante, durante los arranques y paradas del equipo eléctrico.  Transmitir el torque desarrollado por el motor hacia la bomba, a través del acoplamiento de los ejes.Sección Succión:El siguiente componente a considerar es la succión o intake. Esta es la puerta de acceso delos fluidos del pozo hacia la bomba, para que esta pueda desplazarlos hasta la superficie.Existen dos tipos básicos de succiones o intakes de bombas:  Las succiones estándar  Los separadores de Gas Las succiones estándar solamente cumplen con las funciones de permitir el ingreso de losfluidos del pozo a la bomba y transmitir el movimiento del eje en el extremo del sello al ejede la bomba.Separador de Gas:Los separadores de gas, además de permitir el ingreso de fluidos al interior de la bomba,tiene la finalidad de eliminar la mayor cantidad del gas en solución contenido en estosfluidos. Su uso es opcional y se emplea cuando se prevé alta RGP.
  • Bomba Centrífuga SumergibleEs de tipo centrifugo-multicapas, cada etapa consiste en un impulsor rotativo y un difusorfijo. El número de etapas determina la capacidad de levantamiento y la potencia requeridapara ello.El movimiento rotativo del impulsor imparte un movimiento tangencial al fluido que pasa através de la bomba, creando la fuerza centrifuga que impulsa al fluido en forma radial, esdecir, el fluido viaja a través del impulsor en la resultante del movimiento radial ytangencial, generando al fluido verdadera dirección y sentido de movimiento.Cables:La unión eléctrica entre los equipos descritos, instalados en el subsuelo, y los equipos decontrol en superficie son los cables.Existen varios tipos de cables en una instalación de bombeo electrosumergible:  Extensión de Cable Plano.  Cable de Potencia.  Conectores de Superficie.Características principales de un sistema de Bombeo ElectrosumergibleEs necesario tener presente las condiciones que tienden a limitar el empleo de este sistema: 1. No es recomendable emplear este sistema en pozos de alta relación GLR. 2. No es recomendable emplear este sistema en pozos de bajo P. I. y Baja Presión. 3. Es fundamental para el diseño, conocer la presión de burbuja del reservorio que el pozo va drenar, así como la presión actual del reservorio. 4. La importancia de esto último radica en que no es lo mismo bombear una sola fase (líquido) que dos fases (gas + líquido), debido a que la ecuación del Indice de Productividad cambia según sea el caso, de allí el porqué se hace necesario conocer la presión del reservorio y su valor respecto a su presión de burbuja. 5. La condiciones mecánicas del pozo pueden ser otro factor limitante por lo que es necesario conocer las características de la completación (diámetro del casing y los intervalos abiertos a producción). 6. Otro factor a tener en cuenta sin duda es el corte de agua, como la mayoría de los sistemas de levantamiento artificial, éste se ha diseñado para fluidos incompresibles, y como sabemos el petróleo sí es compresible, más aun cuando está acompañado de gas. 7. Es necesario también considerar el tipo de fluido del reservorio y sus características (la alta viscosidad del fluido es un factor limitante, y en algunos casos, en reservorios no consolidados, los fluidos producidos son acompañados por granos de arena y en otros, se forman incrustaciones al ingresar a la instalación, dañando sus partes).
  • Sus ventajas son:  Puede levantar altos volúmenes de fluidos  Maneja altos cortes de agua( aplicables en costa a fuera)  Puede usarse para inyectar fluidos a la formación.  Su vida útil puede ser muy larga.  Trabaja bien en pozos desviados  No causan destrucciones en ambientes urbanos  Fácil aplicación de tratamientos contra la corrosión y formaciones de escamas.  No tiene casi instalaciones de superficie a excepción de un control de velocidad del motor.  La motorización es eléctrica exclusivamente y el motor se encuentra en la bomba misma al fondo del pozo.  Su tecnología es la más complicada y cara pero son preferidas en caso de tener que elevar grandes caudales.Sus desventajas son:  Inversión inicial muy alta.  Alto consumo de potencia.  No es rentable en pozos de baja producción.  Los cables se deterioran al estar expuestos a temperaturas elevadas.  Susceptible a la producción de gas y arena.  Su diseño es complejo.  Las bombas y motor son susceptibles a fallas.  Es un sistema difícil de instalar y su energización no siempre es altamente confiable.  En cuanto al costo de instalación, es el más alto, pero el mantenimiento de superficie es mínimo y limitado a los componentes electrónicos de los variadores de velocidad y protecciones eléctricas.
  • ANEXOS Diagrama esquemático de los equipos de superficie y subsuelo
  • Distribución de los componentes como quedan colocados en el pozo.Cable conductor eléctrico.
  • Bomba Centrífuga Sumergible Muestra de un Separador de GasProtector o Sección Sellante
  • REFERENCIAS BIBLIOGRAFICASwww.petroblogger.comwww.1bp.blogspot.com