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Producción 2Bombeo Mecánico
Bombeo Mecánico                                 Producción 2                  Su principal característica es la de utiliza...
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Rotaflex                            Producción 2                  El Rotaflex cumple casi a la                  perfección...
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Unidades Portatiles                                                 Producción 2                  Es un trailer montado, p...
Bombeo Mecánico                                     Producción 2                  Consideraciones para Bombeo Mecánico:   ...
Bombeo MecánicoCartas Dinamométricas
Cartas Dinamométricas   Producción 2Bombeo Mecánico
Cartas Dinamométricas                    Producción 2                                          Llenado Completo de Bomba: ...
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Producción 2 (bombeo mecanico)

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Producción 2 (bombeo mecanico)

  1. 1. Producción 2Bombeo Mecánico
  2. 2. Bombeo Mecánico Producción 2 Su principal característica es la de utilizar una unidad de bombeo para transmitir movimiento a la bomba de subsuelo a través de una sarta de cabillas y mediante la energía suministrada por un motor.Bombeo Mecánico
  3. 3. Bombeo Mecánico Producción 2 El método de levantamiento artificial más común y antiguo del mundo es el bombeo mecánico. Debido a su simplicidad y robustez, es posible su aplicación en casi todos los tipos de pozos que requieren levantamiento. Sin embargo, existen límites físicos para la aplicación en cuanto profundidad y caudales a levantar.Bombeo Mecánico
  4. 4. Bombeo Mecánico Producción 2 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. Este método consiste fundamentalmente en una bomba de subsuelo de acción reciprocante, abastecida con energía suministrada a través de una sarta de varillas. La energía proviene de un motor eléctrico o de combustión interna, la cual moviliza una unidad de superficie mediante un sistema de engranajes y correas.Bombeo Mecánico
  5. 5. Bombeo Mecánico Producción 2 El Bombeo Mecánico Convencional tiene su principal aplicación en el ámbito mundial en la producción de crudos pesados y extra pesados, aunque también se usa en la producción de crudos medianos y livianos. No se recomienda en pozos desviados y tampoco es recomendable cuando la producción de sólidos y/o la relación gas – líquido sea muy alta,Bombeo Mecánico ya que afecta considerablemente la eficiencia de la bomba.
  6. 6. Bombeo Mecánico Producción 2 Ventajas Desventajas - Puede ser usado durante toda la vida productiva - Susceptible de presentar bloqueo por excesivo gas del pozo. libre a la entrada de la bomba - La capacidad de bombeo puede ser cambiada - En pozos desviados la fricción entre las cabillas y la fácilmente para adaptarse a las condiciones de tubería puede generar fallas en el material productividad del pozo. - Puede producir intermitentemente, a través del - La unidad de superficie es pesada, necesita mucho uso de temporizadores y controladores remotos. espacio y es obtrusiva al ambiente. - En sitios poblados puede representar un peligro - Los componentes son fácilmente intercambiables. para las personas. - Puede Manejar la producción de pozos con - Cuando no se usan varillas de fibra de vidrio la inyección de vapor. profundidad puede ser una limitante. - Las unidades pueden cambiarse a otros pozos a mínimos costos. - Es eficiente, simple y fácil de operar - Puede levantar petróleos de alta viscosidad y temperatura.Bombeo Mecánico - Puede utilizar gas o electricidad como fuente de poder.
  7. 7. Bombeo Mecánico Producción 2 Sistema de Bombeo Mecánico • El sistema de Bombeo Mecánico está compuesto por: – Equipo de Superficie (Unidad de Bombeo) – Motor – Varillas – Bomba de SubsueloBombeo Mecánico
  8. 8. Bombeo Mecánico Producción 2 Unidad de Bombeo La función de la unidad de bombeo es convertir el movimiento rotatorio del motor principal en movimiento ascendente y descendente de la sarta de varillas. Este movimiento es denominado recorrido. La Unidad de Bombeo está compuesta por: • Caja Reductora (Gear Reducer) •Bombeo Mecánico Contrapesos (Counterweight)
  9. 9. Bombeo Mecánico Producción 2 COJINETE CENTRAL CAJA REDUCTORA CONTRAPESOBombeo Mecánico PARTES DE UNIDAD DE BOMBEO MECÁNICO CONVENCIONAL
  10. 10. Bombeo Mecánico Producción 2 • El Instituto Americano identifica de acuerdo con la geometría y forma de la estructura, tres clases de unidades de bombeo mecánico: Convencional, Neumático, Mark II. De la misma manera el API ha desarrollado un método estándar para la descripción de las unidades de bombeo. TIPO DE UNIDAD C - 320 - 256 - 100 C: Convencional A: Balanceadas por aire B: Con contrapeso en el balancín M: Mark II Máximo Recorrido en RM: Reverse Mark pulgadas. Máximo torque en la caja reductora en miles pulg-lbs. Se le adiciona la Máxima carga deBombeo Mecánico letra D si la caja tiene doble diseño estructural en reducción. cientos de libras.
  11. 11. Bombeo Mecánico Producción 2 Motor • La función del motor es suministrar la energía que el sistema de bombeo necesita para moverse. La potencia del motor depende de la profundidad de la bomba, nivel de fluido, de la velocidad de bombeo y del balanceo de la unidad y demás características propias del pozo. • Hay dos tipos de motores usados principalmente: • Motores eléctricosBombeo Mecánico • Motores de combustión interna
  12. 12. Bombeo Mecánico Producción 2 Varillas • La sarta de varillas conecta la bomba de subsuelo con la varilla pulida, su principal función es transmitir el movimiento reciprocante de la varilla pulida a la bomba.Bombeo Mecánico
  13. 13. Problemas en Cabillas Producción 2 Fallas por SobretorqueBombeo Mecánico
  14. 14. Problemas en Cabillas Producción 2 Fatiga por Diseño y OperaciónBombeo Mecánico
  15. 15. Problemas en Cabillas Producción 2 Fallas por H2SBombeo Mecánico
  16. 16. Problemas en Cabillas Producción 2 Fallas por CO2Bombeo Mecánico
  17. 17. Problemas en Cabillas Producción 2 Fallas por Tensión Fallas por TensiónBombeo Mecánico
  18. 18. Problemas en Cabillas Producción 2 Fallas por PandeoBombeo Mecánico
  19. 19. Bombeo Mecánico Producción 2 Bombas de Subsuelo • Las partes básicas de la bomba de subsuelo son simples, pero construidas con una gran precisión para asegurar su intercambiabilidad y eficiencia. • Estas partes son: – Barril – Pistón – Válvula viajera – Válvula fijaBombeo Mecánico
  20. 20. Bombeo Mecánico Producción 2 El API ha desarrollado un método para la designación de las bombas de subsuelo. 20-125-R H B C-10-4-2 Diámetro de la tubería Longitud total de las 15= 1.9” OD extensiones en pies 20= 2-3/8” OD 25= 2-7/8” OD Longitud nominal del 30= 3-1/2” OD pistón en pies Diámetro ID de la bomba Longitud del barril en 125= 1-1/4” pies 150= 1-1/2” 175= 1-3/4” Tipo de anclaje 200= 2” C = Copas 225= 2-1/4” M = Metálico 250= 2-1/2” 275= 2-3/4” Localización del anclaje Tipo de bomba A = en el Tope R = Inserta Tipo de barril para pistón metálico B = en el fondoBombeo Mecánico T = Tubería H= de pared gruesa W= de pared delgada Tipo de barril para pistón soft packed S= de pared delgada p= de pared gruesa
  21. 21. Bombeo Mecánico Producción 2 Tipo de Bombas de Subsuelo Bombas de Tubería: son aquellas en las cuales el barril forma parte integral de la tubería. Esta varilla está conectada al fondo de la tubería y corre con la sarta de la tubería de producción. Bombas de Varilla: Es un ensamble TP RWA completo de bombeo que va dentro del pozo, TH RHA sobre la sarta de varillas. Sólo el niple de asentamiento va con la sarta de la tubería de producción a la profundidad de bombeoBombeo Mecánico deseada.
  22. 22. Bombeo Mecánico Producción 2 VENTAJAS • Diseño del sistema relativamente simple. • Unidades fáciles de cambiar a otros pozos con costo mínimo. • Eficientes ,simples y fáciles de operar en campo. Puede utilizar bajas presiones para su bombeo. • Flexible, puede semejar la rata de desplazamiento a la capacidad del pozo a medida que este declina. • Puede levantar petróleo con altas viscosidades y temperaturas. • Se puede cambiar fácilmente de la tasa de producción por cambio en la velocidad de bombeo o stroke. • Puede ser monitoreada remotamente con un sistema de control de supervisión de bomba. • Se puede usar motores a gas como movedores primarios si la electricidad no esta disponible.Bombeo Mecánico
  23. 23. Bombeo Mecánico Producción 2 DESVENTAJAS • No apto para locaciones urbanas. • Pesado y voluminoso en operaciones Offshore. • Susceptible a las parafinas. • El tubing no puede ser revestido internamente para prevenir la corrosión. • Alta producción de sólidos. • En pozos de gas se obtienen bajas eficiencias volumétricas. • Limite de profundidad, debido a la capacidad de las varillas principalmente. • Es problemático en pozos con alta desviación. • No puede funcionar con excesiva producción de arena. • La eficiencia volumétrica cae drásticamente cuando se tiene gas libre.Bombeo Mecánico
  24. 24. Tipos de Balancín Producción 2 • Unidad Convencional • Unidad Mark II • Unidad Balanceada por Aire • Unidad Reverse Mark • Unidad Churchill Beam-Balanced • Unidad Low Profile • Unidad Rotaflex • Unidades PortatilesBombeo Mecánico
  25. 25. Unidad Convencional Producción 2 Es el más antiguo y usado en la industria cuyos orígenes se basan en los aparatos usados para perforar los pozos. La rotación de la manivela puede ser en ambas direcciones.Bombeo Mecánico
  26. 26. Unidad Convencional Producción 2 Ventajas Desventajas • Costos de Mantenimiento bajos. • En varias aplicaciones no es • Cuesta menos que otras Unidades. tan eficiente como el Mark II u • Usualmente es mejor que el Mark II otros tipos de unidades. con sarta de cabillas de fibra de vidrio. • Puede rotar en sentido horario y • Podría requerir cajas de antihorario. engranaje más grandes que • Puede bombear más rápido que las otros tipos de unidad Unidades Mark II sin problemas. (especialmente con cabillas de • Requiere menos contrabalanceo que acero). las Mark II.Bombeo Mecánico
  27. 27. Unidad Mark II Producción 2 Se introdujo a principio de los años 60 con su revolucionario diseño que requería menos energía que uno convencional para levantar la misma carga de fluidos. Las contrapesas están colocadas en una manivela de doble brazos separados y opuestos a la manivela de los pines con un ángulo de desfase que oscila entre 19 y 28°. Este desfasamiento hace que el torque de las pesas se atrase respecto al de la carga de fluidos al comienzo de la carrera ascendente y que se adelante al comienzo de la descendente.Bombeo Mecánico
  28. 28. Unidad Mark II Producción 2 El Mark II, debido al desfase angular, es más rápido en la carrera descendente lo que se traduce en mayor aceleración y menores cargas mínimas en la barra pulida.Bombeo Mecánico En crudos viscosos, esta característica debe ser tomada en cuenta para evitar velocidades que puedan generar flotación de la sarta de cabillas.
  29. 29. Unidad Mark II Producción 2 Ventajas Desventajas • Tiene menor torque en la • En varias aplicaciones, no puede mayoría de los casos. bombear tan rápido como una unidad convencional debido a su • Podría costar menos (5%, -10%) velocidad en la carrera comparada con el siguiente descendente. tamaño en una unidad • Solo puede rotar en sentido anti convencional. horario. • Es más eficiente que las • En caso de existir golpe de fluido podría causar mas daño a la sarta unidades convencionales en la de cabillas y la bomba. mayoría de los casos. • Puede colocar la base de la sarta de cabillas en severa compresión causando fallas por pandeo. • Puede experimentar torques mas altos que las unidades convencionales cuando se usanBombeo Mecánico cabillas de fibra de vidrio, además, de la posibilidad de colocarlas en compresión
  30. 30. Unidad Balanceada por Aire Producción 2 Estas unidades utilizan aire comprimido para compensar la carga y en lugar de haz de pesos tienen manivelas. El sistema de aire ha sido tan simplificado que las únicas partes de funcionamiento continuo son el cilindro y el pistón equilibrio. La capacidad del depósito del cilindro se agranda por medio de un receptor de acero que se mueve con el cilindro como una unidad. • Perfecto contrabalanceo con el torque de los pistones. • Longitudes de carrera de hasta 20 pies para pozos con alto potencial. • Fácil de InstalarBombeo Mecánico
  31. 31. Unidad Balanceadas por Aire Producción 2 Ventajas Desventajas • Es más compacta y fácil de • Son más complicadas y requieren balancear que las otras unidades. mayor mantenimiento (compresor • Los costos de transporte son mas de aire, cilindro de aire). bajos que otras unidades (debido • La condensación del aire en el a que pesa menos) . cilindro puede constituir un serio • Vienen en tamaños más grandes problema. que cualquier otro tipo de • La caja de engranaje podría unidad. dañarse si el cilindro pierde la • Puede rotar tanto en sentido presión de aire. horario como anti horario.Bombeo Mecánico
  32. 32. Unidad Reverse Mark Producción 2 Aunque la manivela tiene también un ángulo de desfase entre -9 y -12°, ambos están en el mismo brazo. La manivela del Reverse Mark gira sólo en sentido horario. En el campo, la identificación se realiza con el observador colocado al costado de la unidad con el cabezal del pozo a su derecha. A partir del cambio de la posición de las contrapesas, se reduce el torque y el requerimiento de energía . Además la eficiencia de la bomba aumenta debido a que el movimiento reciprocante se reduce.Bombeo Mecánico
  33. 33. Rotaflex Producción 2 El Rotaflex cumple casi a la perfección con la situación ideal para bombeo mecánico: carrera larga y baja velocidad. Esta combinación asegura un mejor llenado de la bomba y cargas parásitas muy bajas (aceleración, fricción mecánica y viscosa) y por eso, la carta de superficie de una instalación con Rotaflex es casi parecida a la ideal. Los fabricantes aseguran que los requerimientos de torque del Rotaflex puede ser hasta un 80% más bajo que los de una unidad Convencional.Bombeo Mecánico
  34. 34. Rotaflex Producción 2 Otra ventaja del Rotaflex es la facilidad para balancearlo ya que esta operación consiste simplemente en quitar o agregar bloques a la caja de contrapesas. El mantenimiento es muy bajo por ser una unidad con menos partes movibles. Tiene un dispositivo de seguridad que apaga el motor y aplica el freno automáticamente si se produce un cambio de velocidad en la unidad que esté fuera de los valores previamente establecidos por el operador.Bombeo Mecánico
  35. 35. Unidades Portatiles Producción 2 Es un trailer montado, porta válvulas de una unidad convencional de bombeo que reduce el costo de transporte por carretera. Puede ser levantado y totalmente, funcional en pocos minutos en el sitio así. Estas unidades están disponibles para la venta, alquiler o arrendamiento. Las aplicaciones típicas incluyen: la eliminación de los fluidos de fracturamiento, stripper pozo de bombeo, extracción de agua de gas, pruebas de pozos, y una alternativa a las unidades de limpieza.Bombeo Mecánico
  36. 36. Bombeo Mecánico Producción 2 Consideraciones para Bombeo Mecánico: - Bomba de Subsuelo. - Tasa de Producción. - Manejo de Sólidos. - Profundidad y Sarta de Cabillas. - Costos de Inversión. - Cargas en las cabillas y cajas de engranajes. - Costos de energía y eficiencia del sistema.Bombeo Mecánico
  37. 37. Bombeo MecánicoCartas Dinamométricas
  38. 38. Cartas Dinamométricas Producción 2Bombeo Mecánico
  39. 39. Cartas Dinamométricas Producción 2 Llenado Completo de Bomba: Condiciones de operación normal de la bomba Anclajes Libres o Flojos: la válvula viajera abre durante la carrera descendente, la carga del fluido es transferida al pistón provocando un estiramiento en la sarta deBombeo Mecánico tubería.
  40. 40. Cartas Dinamométricas Producción 2 Desgaste de Válvula o Pistón: Cuando el pistón atraviesa la sección desgastada, ocurre una fuga de fluido, causando una caída de carga de fluido. Golpe de Bomba: Cuando el pistón de la bomba queda espaciado muy abajo, puede quedar golpeando el fondo en la carrera descendente.Bombeo Mecánico
  41. 41. Cartas Dinamométricas Producción 2 Golpe de Fluido: Cuando la bomba se llena parcialmente en la carrera ascendente, debido a bajo aporte de la formación. Interferencia por Gas: Este problema puede ocasionar el bloqueo total de la bomba y el pozo se queda sin producción.Bombeo Mecánico

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