BOMBEO ELECTROCENTRIFUGO
BOMBEO
ELECTROCENTRIFUGO
QUE ES EL SISTEMA ESP
El sistema de bombeo electrosumergible (ESP) es un
sistema de levantamiento artificial, que se emple...
COMPONENTES DE UN SISTEMA ESP
CABLE DE POTENCIA

El sistema de bombeo electro sumergible típico
consiste de un motor eléct...
Trabajo de la Bomba
El trabajo que la bomba Electrosumergible tiene que
realizar esta determinado por dos variables:
El co...
Profundidad (FT)

Perfil de Presión del Pozo
Presión en Superficie
100

Presión Manométrica

100

3,000’

Nivel de Fluido ...
EQUIPOS DE SISTEMA ELECTROSUMERGIBLE

Los equipos del sistema electrosumergible se dividen en :
EQUIPOS DE SUPERFICIE.

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EQUIPOS DE SUPERFICIE

Se compone de máquinas y accesorios eléctricos que regulan la
energía eléctrica, según los parámetr...
PARTES DE LOS EQUIPOS DE
SUPERFICIE
• TRANSFORMADOR .
• TABLERO DE CONTROL
• VARIADOR DE FRECUENCIA.
• CABLE DE SUPERFICIE...
TRANSFORMADOR
En los sistemas ESP se usan dos tipos de transformadores (reductor
y elevador).
Los variadores generalmente ...
TABLEROS DE CONTROL

Los tableros de control son alimentados por el sistema
eléctrico, estos suministran la potencia eléct...
Arrancador Directo
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Es un tablero de control de frecuencia
fija especialmente diseñado para ser
usado con equipo...
ARRANCADOR DIRECTO
El arrancador directo o switchboard (SB)
envía directamente la corriente al motor, el
SB cuenta un sist...
Variador de Frecuencia
Frec. Variable

50/60 Hz

El Controlador de Velocidad Variable usa componentes
electrónicos para va...
VARIADOR DE FRECUENCIA
El variador de frecuencia o controlador de velocidad
permite controlar el flujo en el fondo del poz...
TABLERO DE CONTROL / VARIADOR DE FRECUENCIA
CABLE DE SUPERFICIE
El cable de superficie conecta la caja de unión con el tablero
de control o variador de frecuencia.
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CAJA DE UNION O VENTEO
Una caja de unión o de venteo: Provee una conexión
para el cable de superficie desde el tablero de ...
EQUIPOS DE SUBSUELO
• CABLE DE POTENCIA.
• CABLE DE EXTENSION
• SENSOR DE PRESION.
• MOTOR.
• SELLO / PROTECTOR.
• SEPARAD...
CABLE DE POTENCIA
Los cables se clasifican por:
• Corriente y voltaje del motor
• La temperatura y profundidad del pozo
• ...
CABLE DE POTENCIA
Consiste de tres conductores de cobre que se extienden desde el tope del
cable plano del motor hasta la ...
Cable de Potencia
El cable puede ser redondo o plano dependiendo del espacio
disponible en el pozo.
ARMADURA
METALICA

CHA...
COMPONENTES DEL CABLE DE POTENCIA

Conductor - Propiedades eléctricas.
Material de Aislamiento - Protege y cubre los condu...
Cable de Extensión
 El cable de extensión del motor o MLE es un cable construido especialmente para ser
instalado en toda...
CABLE DE EXTENSION
Es un cable especial recubierto con una armadura
de monel , se empalma con el cable de potencia y
va co...
SENSOR DE FONDO

Es una herramienta de vigilancia donde se han
incorporado sensores de presión, temperatura y
vibración.
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COMPORTAMIENTO PIP SISTEMA BES
SENSOR DE FONDO
MOTOR
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ESTATOR
El estator es la parte externa del motor que rodea los
rotores sin hacer contacto con ellos. Contiene unos
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ROTORES
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una especie de jaula, donde se induce una
corriente y se genera el movi...
FUNCIONAMIENTO MOTOR
El estator viene unido a la carcasa del motor, pero están aislados
por una capa de material epóxico.
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FUNCIONAMIENTO MOTOR

El campo magnético corta al rotor generando
un torque en éste, que hace que se mueva.

Como todos lo...
DIMENCIONAMIENTO DEL MOTOR
El motor debe ser diseñado para entregar la potencia necesaria por
la bomba.
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VELOCIDAD DEL MOTOR
La velocidad en los motores de inducción depende de la
frecuencia de la corriente AC que lo alimenta.
...
PARTES DE MOTOR
SELLO O PROTECTOR
La función es acoplar el motor y la bomba,
para transmitir el torque a través del eje.
Proveer capacidad...
SELLO O PROTECTOR
Además de esto, el sello cumple las siguientes
funciones:
Regula la presión del aceite con la del fluido...
PARTES

Los fluidos del pozo hacen contacto con
la bolsa elástica del sello, por la cual se
regula la presión del aceite d...
FALLA DEL SISTEMA DE BOLSA
Si la bolsa se rompe, el fluido de pozos puede llegar
hasta el motor y dañarlo. Para esto, el s...
BOLSA

CAMARAS LABERINTICAS

CAMARA EMPUJE
BOMBA
Una bomba centrifuga es un dispositivo que transfiere energía mecánica
a un flujo por la acción rotativa de una turb...
BOMBA
Es una máquina que mueve fluidos rotándolos con
un impulsor rotativo dentro de un difusor que tiene
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ETAPAS DE LA BOMBA
Una etapa se compone de:
Un difusor, que es la parte estática.
Un impulsor (impeller), parte en movimie...
Etapas de la Bomba ESP

Según el tipo y diseño de cada bomba, cada etapa genera una presión
determinada.

Recuerde que ent...
Datos de diseño
Un sistema de bombeo depende de varios factores. Algunos son:
•El tipo de crudo y su viscosidad
•La cantid...
Curva de rendimiento
Las curvas de rendimiento dan información sobre una sola etapa de la
bomba ESP.

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CURVA DE RENDIMIENTO

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Rango de Operacion

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bomba

Potencia del motor

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TUBERIA DE PRODUCCION

Existen diferentes tipos de tubos que varía desde el tipo de rosca,
grado y peso.
Sirve para transp...
SEPARADOR DE GAS
Es un equipo con características especiales que permiten reducir la
cantidad de gas que entra a la bomba....
SEPARADOR DE GAS
Tipo Dinámico
Los fluidos entran por la base del separador a un cámara
donde son centrifugados con un ind...
Separador de Gas Rotativo

•

La cámara rotativa actúa como una centrífuga y tiene
la mayor eficiencia de separación.

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...
CANALETAS – LINE GUARD - ZUNCHOS
CANALETAS .
Son protectores mecánicos del cable de extensión , que se instalan en
el conj...
INSTALACION TIPICA DE BES
Operación y tiempo de
vida de los equipos
Tiempo de Vida del Equipo
Factores que afectan el tiempo de vida
Diseño apropiado del equipo
Temperatura del pozo
Gas libr...
Tiempo de Vida del Equipo
Diseño apropiado del equipo
Es el primer factor para lograr un buen tiempo de vida
La bomba debe...
Tiempo de Vida del Equipo
Soluciones para un Diseño apropiado del equipo
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produ...
Tiempo de Vida del Equipo
Temperatura del pozo
La temperatura de fondo afecta principalmente al motor.
Temperaturas de fon...
Tiempo de Vida del Equipo
Soluciones a operaciones con altas temperaturas
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Alta Viscosidad del fluido
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Corrosión
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siguiente forma:
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Tiempo de Vida del Equipo
Soluciones a Problemas de Corrosión
Utilizar housings resistentes a la corrosión (9% a 12%
Cromo...
Tiempo de Vida del Equipo
Producción de Arena
La producción de arena causa los siguientes
problemas en el equipo Electrosu...
Tiempo de Vida del Equipo
Materiales Extraños
La producción de materiales extraños puede causar los
siguientes daños en la...
Tiempo de Vida del Equipo
Incrustaciones
La incrustación de materiales como escala o Asfaltenos en
las etapas de la bomba ...
Tiempo de Vida del Equipo
Fallas Eléctricas
Las fallas eléctricas son principalmente causadas por los
siguientes factores:...
Tiempo de Vida del Equipo
Errores de Operación
Los errores de operación mas comunes que ocasionan la
falla del equipo Elec...
Tiempo de Vida del Equipo
Envejecimiento del Equipo
El equipo Electrosumergible gira a 3,500 RPM, opera 24
horas al día en...
Operación del Equipo
Los tres parámetros básicos que deben ser monitoreados
constantemente para determinar la condición de...
Operación del Equipo
Producción del Pozo
Al evaluar constantemente los datos de producción del pozo
(flujo, presión en sup...
Operación del Equipo
Presión de Entrada a la Bomba
Al seguir de cerca el comportamiento de la presión de
fondo se pueden d...
Operación del Equipo
Corriente de Operación del Motor
Al monitorear la corriente de operación del motor se
puede:


Deter...
Operación del Equipo
Los siguientes son parámetros adicionales que ayudan a
determinar el estado de operación del equipo:
...
Operación del Equipo
Troubleshooting
Para determinar correctamente el comportamiento del
pozo con el equipo Electrosumergi...
ANALISIS DE CARTAS
AMPEROMETICAS PARA
PREVENIR FALLAS Y
POSIBLES SOLUCIONES
Análisis de Cartas
Amperométricas
Controles Externos
Sobrecarga
Problemas al arranque
Excesivos arranques Manuales
Carga Errática
CARTA IDEAL
IDEAL AMP CHART

1. Normal chart.
2. Steady load
A. No gas
B. No foreign material
3. Good power supply.
4. Properly sized
...
ERRATIC LOAD
POSSIBLE CAUSES:
1. Varying fluid viscosity and/or fluid
density.
2. Heavy brine (kill fluids) or drill mud.
...
ERRATIC LOAD
POSSIBLE CAUSES:
Continued:
1. Possible erratic inflow performance
and corresponding fluid level.

2. Possibl...
OVERLOAD

POSSIBLE CAUSES:
1. Viscosity change.
2. Sand possible, but doubtful.
3. Erratic & low voltage.

POSSIBLE SOLUTI...
PUMP OFF - GAS LOCK
A. Start
B. Steady load.
C. Amperage begins to decline.
D. Gas comes out of solution - Pump
gas locks ...
PUMP OFF - NO GAS
POSSIBLE CAUSES:
1. Unit too large for application.
2. High discharge pressure at
well head (not pump of...
GAS CHART
SOLUTIONS
1. Install a gas separator.
2. Choke system back.
3. Lower unit if possible.
4. Provide better venting...
UNDERLOAD SHUT DOWN
POSSIBLE CAUSES:
1. No fluid.
2. Broken shaft or coupling.
3. Pump screen and/or intake
plugged.
4. Fa...
ERRATIC AMPERAGE ON START
POSSIBLE CAUSES:
1. Pumping mud, sand, scale or some
other form of substance on start.
2. Proble...
TANK LEVEL SWITCH
POSSIBLE CAUSES:
1. Down time to short.

POSSIBLE SOLUTIONS
1. Increase time delay.
2. Reset timer for o...
POWER FLUCTUATIONS
ATTEMPTS TO RESTART
POSSIBLE CAUSES:

A

1.Switching transients - Electrical
storms.
2. Large single ph...
PUMP OFF - RESTART FAILURE
POSSIBLE CAUSES:
1. Pump too large for application.
2. Auto-Restart delay set too short.
3. Red...
UNDERLOAD
POSSIBLE CAUSES:
1. Not enough Fluid. Pump too large
for application.
2. Underload faulty, bypassed or
incorrect...
A. Possible pump off.
B. UL NOT SHUTTING SYSTEM DOWN
POSSIBLE PROBLEMS:
A.
1. Pump too large for application.
2. Possible ...
EXCESSIVE CYCLING
PROBLEM:
1. Excessive cycling.
2. Extremely hard on an ESP system.
Both electrically and mechanically.

...
SERVICIO DE POZO DE
BOMBEO
ELECTROSUMERGIBLE
PASOS A SEGUIR PARA UN WS BES
• Desfogar pozo a tanques del equipo o batería.
• Circular fluido de workover de tubos a for...
SURVEY POZO
PROCEDIMIENTO PARA INSTALAR UN
CONJUNTO BES
• Colocar motor en la mesa de trabajo.
• Verificar que el giro sea suave.
• Ac...
Continúa

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Realizar empalme entre cable de potencia y cable de extensión.
Continuar bajando con tube...
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GRACIAS
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  • Hola! me gustaría saber si pudieras decirme de donde sacaste la imagen del cable de potencia redondo y plano, es con fines academicos
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    1. 1. BOMBEO ELECTROCENTRIFUGO
    2. 2. BOMBEO ELECTROCENTRIFUGO
    3. 3. QUE ES EL SISTEMA ESP El sistema de bombeo electrosumergible (ESP) es un sistema de levantamiento artificial, que se emplea para extraer fluídos de los pozos. Las características respecto a otros sistemas de levantamiento artificial son: • Maneja altos caudales de fluido. • Su mantenimiento es rápido. • Permite una pronta atención a los pozos caídos. • Pronta recuperación de la inversión inicial de los equipos. • Se emplea pozos bajo GOR y altos volúmenes de producción
    4. 4. COMPONENTES DE UN SISTEMA ESP CABLE DE POTENCIA El sistema de bombeo electro sumergible típico consiste de un motor eléctrico acoplado a un protector, intake, bomba y a otros componentes auxiliares, los cuales se instalan en el pozo por medio de la tubería de producción. BOMBA INTAKE Hay una variedad de tamaños, capacidades, SELLO potencias y rangos de voltaje disponibles que se ajustan a las condiciones de operación que se CABLE DE EXTENSION requieran. MOTOR
    5. 5. Trabajo de la Bomba El trabajo que la bomba Electrosumergible tiene que realizar esta determinado por dos variables: El comportamiento del pozo (Indice de productividad)  Presión requerida para producir el caudal deseado Presión fluyente (PSI)  Flujo en la tubería Presión requerida para alcanzar la producción deseada Trabajo que debe realizar la bomba Curva de producción del pozo (IPR) 1,000 BPD Producción (BPD)
    6. 6. Profundidad (FT) Perfil de Presión del Pozo Presión en Superficie 100 Presión Manométrica 100 3,000’ Nivel de Fluido Dinámico a 3,000 pies Presión de Intake 5,000’ Profundidad de la bomba Presión de Descarga Profundidad de las perforaciones Presión (PSI) Intake de la Bomba a 5,000 pies
    7. 7. EQUIPOS DE SISTEMA ELECTROSUMERGIBLE Los equipos del sistema electrosumergible se dividen en : EQUIPOS DE SUPERFICIE. EQUIPOS DE SUBSUELO.
    8. 8. EQUIPOS DE SUPERFICIE Se compone de máquinas y accesorios eléctricos que regulan la energía eléctrica, según los parámetros de operación del equipo de fondo.
    9. 9. PARTES DE LOS EQUIPOS DE SUPERFICIE • TRANSFORMADOR . • TABLERO DE CONTROL • VARIADOR DE FRECUENCIA. • CABLE DE SUPERFICIE. • CAJA DE UNION O VENTEO.
    10. 10. TRANSFORMADOR En los sistemas ESP se usan dos tipos de transformadores (reductor y elevador). Los variadores generalmente requieren una tensión de entrada entre 460V y 380V. Esta tensión se logra con el transformador reductor que baja el voltaje desde las líneas de alta tensión (13.8kV o 34.5kV) a 460 V o 380 V. La tensión de salida del variador es generalmente inferior a la requerida por el motor, por eso se usa un transformador elevador que sube el voltaje hasta el requerido por el motor (1000V - 3760V)
    11. 11. TABLEROS DE CONTROL Los tableros de control son alimentados por el sistema eléctrico, estos suministran la potencia eléctrica al motor, según los parámetros de operación. TIPOS DE TABLEROS DE CONTROL •Arrancador Directo (Switchboard). •Variador de frecuencia.
    12. 12. Arrancador Directo • • • • • Es un tablero de control de frecuencia fija especialmente diseñado para ser usado con equipos BES. Existe conexión física entre el equipo de fondo y la línea de alta tensión. Es usado en conjunto con un controlador, el cual protege al motor y al cable de descargas de alto voltaje. El controlador protege al sistema BES de sobrecarga, baja carga, desbalance de corriente y arranques excesivos. Permite el arranque a máximo par. No existe protección por sobrecorriente en el arranque del equipo.
    13. 13. ARRANCADOR DIRECTO El arrancador directo o switchboard (SB) envía directamente la corriente al motor, el SB cuenta un sistema de protección de alta carga o baja carga y además cuenta con un registrador de amperaje. La potencia tanto a la entrada como a la salida del SB tiene una frecuencia constante de 60Hz, por lo tanto el motor siempre gira a +/- 3.600rpm Los arranques del motor son bruscos con este tipo de tablero y pueden consumir en el instante del arranque 5 a 8 veces la corriente del motor.
    14. 14. Variador de Frecuencia Frec. Variable 50/60 Hz El Controlador de Velocidad Variable usa componentes electrónicos para variar la frecuencia de entrada de 60Hz ó 50 Hz y convertirla a una frecuencia que puede oscilar entre 30 - 90 Hz. Esto permite operar la bomba a diferentes velocidades y producciones manteniendo una eficiencia alta en el sistema. La manipulación de la frecuencia de entrada al motor permite modificar la velocidad del equipo de fondo y por ende el rendimiento y rango operacional de la bomba electrosumergible. Permite un arranque gradual o “suave” en la operación de sistemas BES.
    15. 15. VARIADOR DE FRECUENCIA El variador de frecuencia o controlador de velocidad permite controlar el flujo en el fondo del pozo. Provee una relación constante entre el voltaje y la frecuencia para mantener condiciones apropiadas de operación. Recuerde que la velocidad en un motor eléctrico depende de la frecuencia de la corriente AC que lo alimenta. Los variadores de frecuencia (VSD) permiten que el motor trabaje a diferentes velocidades, variando la frecuencia de la corriente AC.
    16. 16. TABLERO DE CONTROL / VARIADOR DE FRECUENCIA
    17. 17. CABLE DE SUPERFICIE El cable de superficie conecta la caja de unión con el tablero de control o variador de frecuencia. El cable de superficie es el cable que conecta el tablero de control con el lado secundario del transformador. Hay una longitud máxima de cable estipulada para cada sección del cable de superficie.
    18. 18. CAJA DE UNION O VENTEO Una caja de unión o de venteo: Provee una conexión para el cable de superficie desde el tablero de control al cable de potencia en el pozo. Permite ventear el gas que haya migrado a través del cable de potencia. Provee fácil acceso para puntos de medición para chequeo de los parámetros eléctricos del equipo de subsuelo.
    19. 19. EQUIPOS DE SUBSUELO • CABLE DE POTENCIA. • CABLE DE EXTENSION • SENSOR DE PRESION. • MOTOR. • SELLO / PROTECTOR. • SEPARADOR DE GAS. • INTAKE. • BOMBA. • TUBERIA DE PRODUCCION. • CANALETAS. • PROTECTORES DE CABLE O LINE GUARD / ZUNCHOS.
    20. 20. CABLE DE POTENCIA Los cables se clasifican por: • Corriente y voltaje del motor • La temperatura y profundidad del pozo • Nivel de aislamiento eléctrico del cable El cable de potencia transporta la energía eléctrica desde el equipo de superficie hasta el motor, en el equipo de fondo. El tamaño del cable se basa en el amperaje y la caída de voltaje La temperatura de fondo es crítica para la selección del cable.
    21. 21. CABLE DE POTENCIA Consiste de tres conductores de cobre que se extienden desde el tope del cable plano del motor hasta la caja de venteo o cabezal del pozo. El cable de potencia se sujeta en la tubería de producción y es empalmada con el cable de extensión. Existen diferentes tipos de cable que varía de acuerdo al diámetro del conductor, a la potencia en KV y al tipo de cable (plano, redondo).
    22. 22. Cable de Potencia El cable puede ser redondo o plano dependiendo del espacio disponible en el pozo. ARMADURA METALICA CHAQUETA AISLAMIENTO AISLAMIENTO BARRERA PROTECTORA CONDUCTOR ARMADURA METALICA CHAQUETA CONDUCTOR BARRERA PROTECTORA Cable Redondo Cable Plano
    23. 23. COMPONENTES DEL CABLE DE POTENCIA Conductor - Propiedades eléctricas. Material de Aislamiento - Protege y cubre los conductores. Chaqueta de Barrera - Protege y cubre el aislamiento. Material de la Chaqueta - Elastómero diseñado considerando temperatura, químicos y gas. Armadura Externa - Es la protección externa que sostiene todo junto.
    24. 24. Cable de Extensión  El cable de extensión del motor o MLE es un cable construido especialmente para ser instalado en toda la longitud del equipo de fondo debido a que este es mas delgado y disminuye el diámetro exterior del conjunto que un cable de potencia . Posee una conexión o POT HEAD que va conectado al motor en uno de sus extremos y por el otro extremo se empalma al cable de potencia.
    25. 25. CABLE DE EXTENSION Es un cable especial recubierto con una armadura de monel , se empalma con el cable de potencia y va conectada al motor. Existen diferentes tipos de cable que varía de acuerdo al diámetro del conductor y la potencia en KV y su longitud.
    26. 26. SENSOR DE FONDO Es una herramienta de vigilancia donde se han incorporado sensores de presión, temperatura y vibración. Es una herramienta que permite optimizar el sistema de producción y se puede emplear para todo sistema de producción artificial. Permite programar un trabajo en el pozo. Se instala debajo del motor y la señal lo envía a través del cable de alimentación del motor y son recibidas en superficie en un panel de control que esta envía la información vía satélite hasta el centro de control del campo.
    27. 27. COMPORTAMIENTO PIP SISTEMA BES
    28. 28. SENSOR DE FONDO
    29. 29. MOTOR La potencia requerida por la bomba es suministrada por un motor eléctrico de inducción. Este se compone de un estator y varios rotores. El motor contiene aceite dieléctrico en su interior para refrigerar y lubricar sus componentes. Estos están diseñados para resistir temperaturas hasta de 260°C. Está sellado para evitar que penetre el fluido de pozos en su interior.
    30. 30. ESTATOR El estator es la parte externa del motor que rodea los rotores sin hacer contacto con ellos. Contiene unos devanados que generan un campo magnético al ser excitados con corriente alterna.
    31. 31. ROTORES Los rotores son barras de cobre que forman una especie de jaula, donde se induce una corriente y se genera el movimiento al interactuar con los campos magnéticos de los devanados. Las barras están unidas por medio de láminas de acero
    32. 32. FUNCIONAMIENTO MOTOR El estator viene unido a la carcasa del motor, pero están aislados por una capa de material epóxico. En el interior del estator están los rotores acoplados a un eje. Se usan cojinetes para separar los rotores del estator. El motor funciona asi: Los embobinados del estator son alimentados con corriente alterna, generando un campo magnético que cambia de dirección con el tiempo (líneas amarillas y naranjas)
    33. 33. FUNCIONAMIENTO MOTOR El campo magnético corta al rotor generando un torque en éste, que hace que se mueva. Como todos los rotores están montados en el mismo eje, la potencia de salida del motor es la suma de la potencia entregada por cada rotor.
    34. 34. DIMENCIONAMIENTO DEL MOTOR El motor debe ser diseñado para entregar la potencia necesaria por la bomba. Cada etapa de la bomba requiere una potencia para ser accionada, mientras que cada rotor del motor genera 10 HP.
    35. 35. VELOCIDAD DEL MOTOR La velocidad en los motores de inducción depende de la frecuencia de la corriente AC que lo alimenta. Rpm = 120 x f np rpm: Velocidad del motor en revoluciones por minuto. f: Frecuencia en Hertz. np: Número de polos del motor. Los motores del equipo ESP tienen todos 2 polos. Para variar la velocidad del motor se requiere variar la frecuencia de la corriente AC y para ello se usan los variadores de velocidad (VSD). HZ rpm 70 60 50 40 30 4.200 3.600 3.000 2.400 1.800
    36. 36. PARTES DE MOTOR
    37. 37. SELLO O PROTECTOR La función es acoplar el motor y la bomba, para transmitir el torque a través del eje. Proveer capacidad de almacenamiento para la expansión y contracción del aceite del motor debido a los cambios de temperatura. Cuando la temperatura del aceite del motor sube a causa de la carga de trabajo, el aceite aumenta su volumen debido a la expansión térmica. Este volumen adicional de aceite es contenido por el sello. Actúa como una cámara de sello para prevenir la entrada de fluidos al motor.
    38. 38. SELLO O PROTECTOR Además de esto, el sello cumple las siguientes funciones: Regula la presión del aceite con la del fluido del pozo. Absorbe la fuerza de empuje causada por la bomba y el motor.
    39. 39. PARTES Los fluidos del pozo hacen contacto con la bolsa elástica del sello, por la cual se regula la presión del aceite del motor. Las cámaras laberínticas son cavidades que junto con los sellos mecánicos actúan en caso que se rompa la bolsa. La cámara de empuje absorbe las cargas axiales de la bomba y del motor.
    40. 40. FALLA DEL SISTEMA DE BOLSA Si la bolsa se rompe, el fluido de pozos puede llegar hasta el motor y dañarlo. Para esto, el sello cuenta con un sistema de cámaras laberínticas y sellos mecánicos. Si la bolsa se rompe, un sello mecánico actúa. Si este falla, el fluido entra en la primera cámara de laberinto. El Laberinto retarda el paso hacia la segunda cámara. Se encuentra otro sello. Si este falla, el fluido ingresa a la segunda cámara donde también es retardado. Finalmente si se rompe el último sello, el fluido de pozos entra al motor y lo daña irremediablemente.
    41. 41. BOLSA CAMARAS LABERINTICAS CAMARA EMPUJE
    42. 42. BOMBA Una bomba centrifuga es un dispositivo que transfiere energía mecánica a un flujo por la acción rotativa de una turbina -llamada impulsor- que gira dentro de una cavidad o difusor. A este conjunto impulsor - difusor se le llama etapa de la bomba.
    43. 43. BOMBA Es una máquina que mueve fluidos rotándolos con un impulsor rotativo dentro de un difusor que tiene una entrada central y una salida tangencial. La trayectoria del fluido es en forma espiral, el fluido ingresa por el centro del impulsor y sale en forma tangencial del difusor. El impulsor transmite energía cinética al fluido. En el difusor, parte de la energía cinética es transformada en energía potencial (altura).
    44. 44. ETAPAS DE LA BOMBA Una etapa se compone de: Un difusor, que es la parte estática. Un impulsor (impeller), parte en movimiento. El impulsor va acoplado al difusor como se muestra en la figura y con sus alabes en movimiento es el que hace que el fluido suba El difusor prepara el fluido para entregarlo al impulsor de la siguiente etapa.
    45. 45. Etapas de la Bomba ESP Según el tipo y diseño de cada bomba, cada etapa genera una presión determinada. Recuerde que entre más etapas aumenta la presión de descarga, pero el caudal se mantiene constante, ya que el caudal depende de la velocidad del motor
    46. 46. Datos de diseño Un sistema de bombeo depende de varios factores. Algunos son: •El tipo de crudo y su viscosidad •La cantidad de agua •El caudal (que depende de la velocidad del motor) •La presión del yacimiento Para facilitar esta labor, los fabricantes de bombas entregan unas curvas de rendimiento, las cuales permiten obtener todos los parámetros requeridos de una manera sencilla, tales como: •Número de etapas de la bomba •Potencia del motor •Cabeza entregada por la bomba
    47. 47. Curva de rendimiento Las curvas de rendimiento dan información sobre una sola etapa de la bomba ESP. Con base a esta información se puede calcular, la cabeza entregada por toda la bomba, el caudal o capacidad, la eficiencia y otros parámetros con que debe operar.
    48. 48. CURVA DE RENDIMIENTO Cabeza Punto mejor eficiencia Rango de Operacion Eficiencia de la bomba Potencia del motor Capacidad (BPD)
    49. 49. TUBERIA DE PRODUCCION Existen diferentes tipos de tubos que varía desde el tipo de rosca, grado y peso. Sirve para transportar los fluidos del pozo hasta la superficie. También sirve para sujetar el cable de potencia que lleva la energía al motor desde la superficie.
    50. 50. SEPARADOR DE GAS Es un equipo con características especiales que permiten reducir la cantidad de gas que entra a la bomba. Los separadores pueden ser de dos tipos: Estático - Dinámico Tipo Estático Los fluidos entran por una multitud de pasajes que cambian la dirección del flujo, favoreciendo la separación gravitacional de los líquidos separando el gas libre para que escape hacia el espacio anular. Este separador de gas se llama estático porque no tiene partes movibles que ejerzan trabajo sobre el fluido.
    51. 51. SEPARADOR DE GAS Tipo Dinámico Los fluidos entran por la base del separador a un cámara donde son centrifugados con un inductor que termina en “aspas rectas”. Los fluidos mas pesados se desplazan hacia la parte externa y el gas se queda en el centro. Por medio de un desviador (by-pass) el gas pasa al espacio anular y el líquido a la bomba.
    52. 52. Separador de Gas Rotativo • La cámara rotativa actúa como una centrífuga y tiene la mayor eficiencia de separación. • El inductor en el intake provee un desplazamiento positivo hacia la cámara de separación • El gas libre es físicamente separado del resto de los fluidos al final del separador • Areas de soporte radial pueden ser construidas de materiales resistentes a la abrasión • La corriente rica en gas es venteada al espacio anular.
    53. 53. CANALETAS – LINE GUARD - ZUNCHOS CANALETAS . Son protectores mecánicos del cable de extensión , que se instalan en el conjunto de subsuelo. LINE GUARD. Son protectores mecánicos y sujetadores del cable de potencia , se instalan en la unión de dos tubing. ZUNCHOS. Son láminas de acero que sirven para sujetar el cable de potencia , se instalan en la unión de dos tubing.
    54. 54. INSTALACION TIPICA DE BES
    55. 55. Operación y tiempo de vida de los equipos
    56. 56. Tiempo de Vida del Equipo Factores que afectan el tiempo de vida Diseño apropiado del equipo Temperatura del pozo Gas libre Viscosidad Corrosión Arena o materiales extraños Escala Fallas eléctricas Problemas de operación Tiempo de operación del equipo
    57. 57. Tiempo de Vida del Equipo Diseño apropiado del equipo Es el primer factor para lograr un buen tiempo de vida La bomba debe ser diseñada para operar dentro del rango de operación recomendado durante la vida del pozo La información del índice de productividad del pozo y las propiedades del fluido son indispensables para diseñar correctamente la bomba Un mal diseño puede ocasionar una falla prematura al ocasionar que la bomba opere fuera de su rango recomendado Datos incorrectos sobre las características del fluido pueden causar un error en el calculo de la potencia del motor
    58. 58. Tiempo de Vida del Equipo Soluciones para un Diseño apropiado del equipo Buenos datos del yacimiento y del índice de productividad Buenos datos de las propiedades del fluido Historia de instalaciones y problemas anteriores Utilizar correlaciones apropiadas Usar Variadores para dar mayor flexibilidad al equipo y aumentar el tiempo de vida
    59. 59. Tiempo de Vida del Equipo Temperatura del pozo La temperatura de fondo afecta principalmente al motor. Temperaturas de fondo por encima de 220 oF son consideradas como altas para una aplicación ESP La temperatura de operación del motor depende principalmente de los siguientes factores:  Temperatura del fluido  Carga del motor  Velocidad del fluido alrededor del motor  Porcentaje de Agua, gas y petróleo  Viscosidad del fluido  Calidad de la energía (desbalance de corriente, voltaje, etc…)
    60. 60. Tiempo de Vida del Equipo Soluciones a operaciones con altas temperaturas El sistema ESP puede operar por largos periodos en pozos con altas temperaturas siempre y cuando se diseñe el equipo apropiado. Se recomiendan las siguientes opciones en el equipo:  Aceite dieléctrico de alta temperatura (CL-5 o CL-6) - retiene sus propiedades en altas temperaturas  Elastómeros de alta temperatura - Cables con aislamiento de EPDM, bolsas de Aflas en el sello  Motores con construcción especial para asegurar tolerancias apropiadas  Cuando sea apropiado, de-ratear los motores en pozos con altas temperaturas
    61. 61. Tiempo de Vida del Equipo Alta Viscosidad del fluido La producción de fluidos con alta viscosidad puede causar los siguientes problemas en el equipo Electrosumergible  Incrementa el requerimiento de potencia del equipo  Reduce la eficiencia de la bomba  Incrementa las pérdidas por fricción en la tubería incrementando el trabajo del equipo Soluciones a la producción de fluidos con alta viscosidad  Diseñar bombas con etapas de caudales mas altos y motores de mayor potencia  Utilizar diluyente
    62. 62. Tiempo de Vida del Equipo Corrosión Fluidos corrosivos afectan al equipo Electrosumergible en la siguiente forma:  CO2 causa corrosión en el housing, cabeza y base del equipo de fondo  CO2 causa corrosión en la armadura de acero galvanizado del cable, conectores y Motor Lead  H2S reacciona con el cobre del cable ocasionando que el cable se desintegre  H2S ocasiona corrosión en ciertos tipos de aceros
    63. 63. Tiempo de Vida del Equipo Soluciones a Problemas de Corrosión Utilizar housings resistentes a la corrosión (9% a 12% Cromo) Bases y cabezas de acero inoxidable Cables con armadura de monel o acero inoxidable Ejes de monel o inconel Cable con recubrimiento de plomo para protejer al cable de H2S
    64. 64. Tiempo de Vida del Equipo Producción de Arena La producción de arena causa los siguientes problemas en el equipo Electrosumergible  Desgaste por abrasión en las etapas de la bomba  Vibración excesiva en el eje de la bomba  Falla del sello mecánico en el sello  Posible falla en el motor por migración de fluido Soluciones a la producción de fluidos con arena  Utilizar bombas con insertos de tungsteno resistentes a la abrasión. Provee soporte axial y radial  Arrancar pozos lentamente para evitar producción de arena  Utilizar separadores de arena en el fondo del equipo  Utilizar recubrimientos en las etapas de la bomba
    65. 65. Tiempo de Vida del Equipo Materiales Extraños La producción de materiales extraños puede causar los siguientes daños en la bomba:  Destruir las etapas de la bomba  Taponar los espacios entre los alabes de las etapas  Bajo flujo alrededor del motor causado por el taponamiento parcial de la bomba genera recalentamiento del motor o el cable resultando en una falla prematura Soluciones a la producción de materiales extraños:  Limpiar apropiadamente el pozo después de cada Workover  Utilizar mallas en en intake de la bomba  Arrancar pozos lentamente para disminuir la producción excesiva de materiales extraños atrapados en el fondo del pozo
    66. 66. Tiempo de Vida del Equipo Incrustaciones La incrustación de materiales como escala o Asfaltenos en las etapas de la bomba incrementan los requerimientos de potencia (HP) y pueden taponar la bomba y la tubería. Los tipos de incrustaciones mas comunes son:  Escala (Carbonatos)  Asfaltenos  Parafinas Algunas soluciones para este tipo de problemas son:  Inyección de químicos  Incrementar la temperatura de la tubería (excepto Carbonatos)  Controlar la presión de entrada a la bomba
    67. 67. Tiempo de Vida del Equipo Fallas Eléctricas Las fallas eléctricas son principalmente causadas por los siguientes factores:  Falla en los componentes eléctricos o electrónicos de superficie  Problemas en la generación de energía, como desbalance de voltaje  Falla en el cable de potencia causada por picos de voltaje o descompresión del cable  Sobrecarga del controlador o transformador debido a cambios en las condiciones de fondo
    68. 68. Tiempo de Vida del Equipo Errores de Operación Los errores de operación mas comunes que ocasionan la falla del equipo Electrosumergible son:  Operar la bomba por fuera del rango recomendado  Arranques excesivos del pozo  Operar la unidad con la válvula de superficie cerrada (El motor o MLE se quemara por falta de refrigeración al no haber movimiento de fluido)  Operar la unidad cuando el pozo se queda sin nivel  Bajar rápidamente la presión fluyente del pozo (puede causar descompresión en el cable, MLE, o conectores)  Incrementar muy rápidamente la producción del pozo puede causar el movimiento excesivo de arena o materiales extraños
    69. 69. Tiempo de Vida del Equipo Envejecimiento del Equipo El equipo Electrosumergible gira a 3,500 RPM, opera 24 horas al día en condiciones hostiles y sin ningún tipo de mantenimiento al equipo de fondo. Es por esto que el envejecimiento del equipo de fondo es una de las razones más comunes por las que se tiene que realizar un pulling. Algunas de las causas mas comunes son:  Baja producción debido a desgaste de la bomba  Falla del motor debido a sobrecarga o altas temperaturas  Falla del motor debido a contaminación de los fluidos del pozo  Falla del cable o el MLE debido a daños por descompresión
    70. 70. Operación del Equipo Los tres parámetros básicos que deben ser monitoreados constantemente para determinar la condición del equipo Electrosumergible son:  Producción del pozo  Presión de entrada a la bomba  Corriente de operación del motor Al evaluar constantemente estos datos se puede determinar el estado actual del equipo y prevenir posibles problemas
    71. 71. Operación del Equipo Producción del Pozo Al evaluar constantemente los datos de producción del pozo (flujo, presión en superficie, corte de agua) se pueden determinar los siguientes factores:  Punto de operación dentro de la curva de la bomba  Tendencia de producción del pozo  Desgaste o taponamiento de la bomba  Huecos en tubería La caída de producción es unos de los primeros indicadores de un problema en el sistema Electrosumergible
    72. 72. Operación del Equipo Presión de Entrada a la Bomba Al seguir de cerca el comportamiento de la presión de fondo se pueden determinar:  Problemas relacionados al pozo o a la bomba  La operación actual de equipo en comparación a los datos de diseño  Anticipar la pérdida de nivel en la entrada de la bomba  Huecos en tubería  Desgaste o taponamiento de la bomba La caída o incremento de la presión de entrada a la bomba es un indicador de la operación de la bomba y el comportamiento del pozo
    73. 73. Operación del Equipo Corriente de Operación del Motor Al monitorear la corriente de operación del motor se puede:  Determinar tendencias de la carga del equipo  Detectar posibles daños eléctricos o mecánicos del equipo  Determinar cambios en las condiciones del fluido de fondo  Gas  Emulsión Cambios en la corriente de operación indican que el motor está reaccionando a un cambio en la bomba, el pozo o el sistema eléctrico.
    74. 74. Operación del Equipo Los siguientes son parámetros adicionales que ayudan a determinar el estado de operación del equipo:  Presión de descarga de la bomba  Temperatura de descarga de la bomba  Temperatura de fondo  Temperatura de operación del motor  Vibración del Motor  Pérdidas de corriente
    75. 75. Operación del Equipo Troubleshooting Para determinar correctamente el comportamiento del pozo con el equipo Electrosumergible se debe analizar la siguiente información:  Historia del pozo (Incluyendo Workovers, tratamientos químicos, etc..)  Historia y operación de las instalaciones anteriores  Cartas amperométricas  Tendencias históricas de producción  Indice de productividad del pozo  Información de paradas y arranques
    76. 76. ANALISIS DE CARTAS AMPEROMETICAS PARA PREVENIR FALLAS Y POSIBLES SOLUCIONES
    77. 77. Análisis de Cartas Amperométricas
    78. 78. Controles Externos
    79. 79. Sobrecarga
    80. 80. Problemas al arranque
    81. 81. Excesivos arranques Manuales
    82. 82. Carga Errática
    83. 83. CARTA IDEAL
    84. 84. IDEAL AMP CHART 1. Normal chart. 2. Steady load A. No gas B. No foreign material 3. Good power supply. 4. Properly sized equipment. 5. Ideal sample
    85. 85. ERRATIC LOAD POSSIBLE CAUSES: 1. Varying fluid viscosity and/or fluid density. 2. Heavy brine (kill fluids) or drill mud. 3. Producing sand. 4. Bad power supply. POSSIBLE SOLUTIONS: 1. Attempt to circulate back through pump. If possible, adjust the controls (UL/OL) to keep unit running until condition clears. Application data must be reviewed to establish an UL/OL range range based on each application. 2. Check for sand production. Decrease flow if excessive. 3. Verify voltage and current balance. 4. If due to heavy fluids, reduce flow.
    86. 86. ERRATIC LOAD POSSIBLE CAUSES: Continued: 1. Possible erratic inflow performance and corresponding fluid level. 2. Possible spinning diffuser. POSSIBLE SOLUTIONS: 1.
    87. 87. OVERLOAD POSSIBLE CAUSES: 1. Viscosity change. 2. Sand possible, but doubtful. 3. Erratic & low voltage. POSSIBLE SOLUTIONS 1. Determine cause for overload shutdown before attempting to restart. 2. Check other near by well charts for the same pattern - may indicate power supply problem for field.
    88. 88. PUMP OFF - GAS LOCK A. Start B. Steady load. C. Amperage begins to decline. D. Gas comes out of solution - Pump gas locks shutting system down on underload. POSSIBLE SOLUTIONS 1. Install smaller pump. 2. Choke pump back. 3. Lower unit if possible (not below perfs) 4. Install a VSD. 5. Lower unit if possible (add shroud if setting below perfs) 6. Increase annulus pressure to keep gas in solution.
    89. 89. PUMP OFF - NO GAS POSSIBLE CAUSES: 1. Unit too large for application. 2. High discharge pressure at well head (not pump off) POSSIBLE SOLUTIONS 1. Unit possibly needs to be resized. 2. Back pressure on tubing. 3. Run a VSD. 4. Increase back pressure on tubing to reduce flow rate.
    90. 90. GAS CHART SOLUTIONS 1. Install a gas separator. 2. Choke system back. 3. Lower unit if possible. 4. Provide better venting of annulus. 5. Shroud the unit and lower below the perforations if possible. 6. Increase annulus pressure to keep gas in solution.
    91. 91. UNDERLOAD SHUT DOWN POSSIBLE CAUSES: 1. No fluid. 2. Broken shaft or coupling. 3. Pump screen and/or intake plugged. 4. Faulty motor controller. POSSIBLE SOLUTIONS 1. Check idle amperage. Should be roughly 50% of full load. 2. Verify OL, UL and timers are working properly.
    92. 92. ERRATIC AMPERAGE ON START POSSIBLE CAUSES: 1. Pumping mud, sand, scale or some other form of substance on start. 2. Problem cleared roughly 2.1 hours after start. 3. Short term gas from formation - monitor well for reoccurring gas. POSSIBLE SOLUTIONS 1. Circulate or bail well on next installation. 2. Exercise proper startup procedures for sandy wells.
    93. 93. TANK LEVEL SWITCH POSSIBLE CAUSES: 1. Down time to short. POSSIBLE SOLUTIONS 1. Increase time delay. 2. Reset timer for one hour or more depending on setting depth and only if there is a check valve installed. 3. Decrease flow via back pressure to match demand. 4. Install closed-loop VSMC.
    94. 94. POWER FLUCTUATIONS ATTEMPTS TO RESTART POSSIBLE CAUSES: A 1.Switching transients - Electrical storms. 2. Large single phase loads. B 3. Training - Multiple attempts to restart. POSSIBLE SOLUTIONS 1. Install surge protection. 2. Never restart a system that has gone down on overload until system is checked. Note: Excessive attempts to restart will destroy equipment. (Motor, flat cable, round cable, etc. are all susceptible to damage beyond repair.
    95. 95. PUMP OFF - RESTART FAILURE POSSIBLE CAUSES: 1. Pump too large for application. 2. Auto-Restart delay set too short. 3. Reduced flow from producing zone or plugged perforations. NOTE: Restart time too short to allow well to recover. Nevertheless, the pump in this application is simply too large. POSSIBLE SOLUTIONS 1. Resize unit. 2. Rework well. 3. Increase back pressure at surface to reduce flow rate or install VSD.
    96. 96. UNDERLOAD POSSIBLE CAUSES: 1. Not enough Fluid. Pump too large for application. 2. Underload faulty, bypassed or incorrectly set. 3. Possible plugged pump and/or flow line. 4. Closed surface valve. POSSIBLE SOLUTIONS 1. Resize unit. 2. Reset underload. 3. Acidize. May aid in cleaning pump if it is plugged. 4. Verify discharge pressure and/or flow rate at surface.
    97. 97. A. Possible pump off. B. UL NOT SHUTTING SYSTEM DOWN POSSIBLE PROBLEMS: A. 1. Pump too large for application. 2. Possible plugged pump - verify discharge pressure. 3. Closed surface valve. B. Underload faulty, bypassed or incorrectly set. SOLUTIONS: 1. Resize unit. 2. Acidize. May aid in clearing pump if it is plugged. 3. Reset underload or replace.
    98. 98. EXCESSIVE CYCLING PROBLEM: 1. Excessive cycling. 2. Extremely hard on an ESP system. Both electrically and mechanically. POSSIBLE SOLUTIONS 1. Unit is too large for application. 2. Resize. 3. Back pressure on tubing, but do to the frequency of off/on, it is doubtful this would rectify the problem. 4. Set unit deeper, but not below perforations. 5. Install VSD. ACTUAL EXAMPLE
    99. 99. SERVICIO DE POZO DE BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE
    100. 100. PASOS A SEGUIR PARA UN WS BES • Desfogar pozo a tanques del equipo o batería. • Circular fluido de workover de tubos a forros para controlar el pozo. (matar el pozo). • Desarmar el cabezal del pozo. • Instalar BOP. • Conectar pup joint al tubing hanger y templar. • Instalar polea para cable de potencia. • Sacar tres a cuatro tubing a la velocidad moderada de acuerdo al tipo del pozo. • Pasar cable de potencia por la polea y acomodar el caballete. • Continuar con operación de sacar todos los tubing a velocidad moderada. • Desconectar cable de potencia con cable de extensión y tomar medidas eléctricas. • Inspeccionar cabezal de la bomba. • Inspeccionar giro de la bomba • Inspeccionar protector todas las cámaras. • Realizar reporte de inspección.
    101. 101. SURVEY POZO
    102. 102. PROCEDIMIENTO PARA INSTALAR UN CONJUNTO BES • Colocar motor en la mesa de trabajo. • Verificar que el giro sea suave. • Acoplar motor con protector y verificar que el giro sea suave. • Verificar contenido de aceite en las cámaras del protector. • Acoplar protector con bomba. • Verificar que el giro sea suave y no tenga juego axial y radial. • Acoplar cable de potencia en el motor. • Desplazar aceite dieléctrico desde el motor hasta llenar las tres cámaras del protector y verificar que no quede burbujas de aire en el motor y protector. • Verificar acoplamiento del motor , protector y bomba por el método de generación de corriente. • Conectar el primer tubing a la cabeza de descarga. • Instalación de las canaletas para proteger el cable de potencia a lo largo del conjunto BES.
    103. 103. Continúa • • • • • • • • • • • Realizar empalme entre cable de potencia y cable de extensión. Continuar bajando con tubería hasta la profundidad recomendada instalando line guard dejando un tubing. Conectar tubing con tubing hanger y sentar el tubing hanger. Retirar BOP. Colocar cabezal BES. Pasar cable por mini mandrel. Colocar epóxica en minimandrel. Instalar cabezal a la línea de producción. Conectar cable a caja de venteo. Conectar cable al tablero o variador de frecuencia. Arrancar pozo.
    104. 104. COMPLETACION
    105. 105. GRACIAS
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