INTEGRANTES •
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BALLESTEROS QUICHU EVA FRANCIESCA COLQUE BERAZAIN NAYRA XIMENA MIRANDA VASQUEZ ISIDRO QUINTANA LLANOS KARLA DAMARIS SONCKO QUENAYA VERONICA MARIA
1. INTRODUCCION El método de levantamiento artificial por Bombeo Electrosumergible (BES) tiene como principio fundamental levantar el fluido del reservorio hasta la superficie, mediante la rotación centrífuga de la bomba electrosumergible. La potencia requerida por dicha bomba es suministrada por un motor eléctrico que se encuentra ubicado en el fondo del pozo; la corriente eléctrica, necesaria para el funcionamiento de dicho motor, es suministrada desde la superficie, y conducida a través del cable de potencia hasta el motor. El Sistema BES representa uno de los métodos de levantamiento artificial más automatizables y fácil de mejorar, y está constituido por equipos complejos y de alto costo, por lo que se requiere, para el buen funcionamiento de los mismos, de la aplicación de herramientas efectivas para su supervisión, análisis y control.
1. INTRODUCCION El método de levantamiento artificial por Bombeo Electrosumergible (BES) tiene como principio fundamental levantar el fluido del reservorio hasta la superficie, mediante la rotación centrífuga de la bomba electrosumergible. La potencia requerida por dicha bomba es suministrada por un motor eléctrico que se encuentra ubicado en el fondo del pozo; la corriente eléctrica, necesaria para el funcionamiento de dicho motor, es suministrada desde la superficie, y conducida a través del cable de potencia hasta el motor. El Sistema BES representa uno de los métodos de levantamiento artificial más automatizables y fácil de mejorar, y está constituido por equipos complejos y de alto costo, por lo que se requiere, para el buen funcionamiento de los mismos, de la aplicación de herramientas efectivas para su supervisión, análisis y control.
2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO FUNCIONAMIENTO •
El BES tiene como principio fundamental levantar el fluido del reservatorio hasta la superficie, mediante la rotación centrífuga de la bomba electrosumergible.
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La potencia requerida por dicha bomba es suministrada por un motor eléctrico que se encuentra ubicado en el fondo del pozo; la corriente eléctrica, necesaria para el funcionamiento de dicho motor, es suministrada desde la superficie, y conducida a través del cable de
APLICACIONES DEL BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE Este es un método de levantamiento artificial altamente eficiente y aplicable para la producción de crudos livianos y medianos con baja presión de fondo, alta relación agua-petróleo, baja relación gaspetróleo y con alto levantamiento o energía. Sin embargo, es uno de los métodos de extracción de crudo que exige mayor requerimiento de supervisión, análisis y control, a fin de garantizar el adecuado comportamiento del sistema. Resulta eficiente ya que este sistema posee la capacidad de manejar grandes volúmenes de crudo, desde 150 hasta 100.000 barriles por día (BPD), desde profundidades hasta de 4.572 metros. Además de esto, el sistema BES permite controlar y programar la producción dentro de los límites del pozo, a través del empleo del variador de frecuencia. Otro de los beneficios que proporciona este método, es la indicación continúa de las condiciones de presión y temperatura en el pozo, gracias a las señales transmitidas por el censor de presión y temperatura.
COMPONENTES DE UNA INSTALACION BES EQUIPO DE SUBSUELO, el cual cuenta con: Motor eléctrico Bomba electrosumergible Cable de potencia Sellos Separador de gas Un sensor de fondo para temperatura y presión. EQUIPO DE SUPERFICIE, Transformadores Variador de frecuencia Caja de venteo Cabezal de descarga.
Variador de Frecuencia
Transformador Elevador
Caja de Venteo Es la caja de conexiones del sistema. Permite conectar el cable de energía del equipo de superficie con el cable de conexión del motor
Cabezal de Descarga
Transformador Reductor
EQUIPO DE SUBSUELO •
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Son aquellas piezas o componentes que operan instalados en el subsuelo. El conjunto de equipos de subsuelo se encuentra constituido por la bomba centrifuga, la sección de entrada estándar o el separador de gas, la sección de sello o protector, el motor eléctrico.
COMPONENTES DE SUBSUELO MOTOR ELECTRICO O ELECTROSUMERGIBLE •
Es la fuente de potencia que genera el movimiento a la bomba para mantener la producción de fluidos. Se recomienda colocarlo por encima de las perforaciones.
El motor eléctrico colocado en la parte inferior de aparejo, recibe la energía desde una fuente superficial, a través de un cable; su diseño compacto es especial, ya que per mite introducirlo en la tubería de revestimiento existente en el pozo y satisfacer requerimientos de potencial grandes, también soporta una alta torsión momentánea durante el arranque hasta que alcanza la velocidad de operación
COMPONENTES DEL MOTOR ELECTRICO O ELECTROSUMERGIBLE
Estator
Es la pieza del motor que genera el campo magnético al hacer circular corriente por su bobinado, está compuesta por un arreglo de electroimanes individuales, los cuales forman un cilindro hueco con un polo de cada electroimán hacia el centro.
COMPONENTES DEL MOTOR ELECTRICO O ELECTROSUMERGIBLE
Rotor
Rotor, el rotor se encuentra dentro del estator; está compuesta por un eje donde se colocan pequeños rotores de 12 a 18 plg. de largo cada uno, cada rotor esta sostenido en sus extremos por una balinera la cual soporta cualquier movimiento radial que pueda tener el rotor al girar, cada uno de estos rotores aporta determinada potencia Hp la misma varía dependiendo del motor
COMPONENTES DEL MOTOR ELECTRICO O ELECTROSUMERGIBLE
Rotor Bearing
Rotor Bearing, su función es brindar la capacidad de empuje radial y axial al motor, el cual tiene agujeros de flujo para facilitar la lubricación del motor.
COMPONENTES DEL MOTOR ELECTRICO O ELECTROSUMERGIBLE
Thrust Bearing
Thrust Bearing, se ubica en la parte superior del motor y su función es soportar el empuje generado por todos los rotores
COMPONENTES DEL MOTOR ELECTRICO O ELECTROSUMERGIBLE
Eje Permite la circulación de aceite dieléctrico a través de él y del rotor bearing para asegurar la lubricación de sus partes móviles.
COMPONENTES DEL MOTOR ELECTRICO O ELECTROSUMERGIBLE
Pothead Este elemento permite conectar el motor de fondo, mediante el cable de potencia, a la potencia suministrada en superficie.
COMPONENTES DEL MOTOR ELECTRICO O ELECTROSUMERGIBLE
Housing Este componente del motor contiene y evita que los elementos internos del motor entren en contacto con el fluido del pozo.
COMPONENTES DE SUBSUELO BOMBA CENTRÍFUGA SUMERGIBLE
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Es el componente encargado de impulsar al flujo desde las profundidades del yacimiento hasta la superficie. El número de etapas centrifugas determina la velocidad, la presión y la energía requerida.
Es de tipo centrifugo-multicapas, cada etapa consiste en un impulsor rotativo y un difusor fijo. El número de etapas determina la capacidad de levantamiento y la potencia requerida para ello.
COMPONENTES DE SUBSUELO CABLE DE POTENCIA Este cable permite llevar energía eléctrica de superficie hasta el motor de fondo, el mismo va sujeto a la tubería de producción. En el fondo tenemos: la extensión de cable plano y el cable de potencia. La extensión de cable plano posee unas características especiales, por un extremo encontramos un conector para acoplarlo al motor mientras que el otro extremo este se empalma al cable de potencia, mientras que el cable de potencia se extiende desde el tope de la extensión del cable plano hasta superficie, pegado a la tubería.
EXISTEN DIFERENTES TIPOS DE TRANSFORMADORES PERO LO MAS UTILIZADO SON •
Transformador reductor (SDT) se usa en caso de que la energía suministrada al sistema provenga de una línea de alta tensión . Este transformador reducirá el voltaje de la línea , al voltaje de la entrada del controlador si la energía proviene de generadores de potencia
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Transformador elevador (SUT) autotransformador incrementa el voltaje que sale del controlador de frecuencia a los requerimientos del motor para que opere eficientemente
VARIADOR DE FRECUENCIA También conocido como vsd es un dispositivo electrónico que varia la frecuencia de la corriente que llega al motor y por lo tanto se puede aumentar o disminuir la velocidad de la bomba . Los rangos de operación son entre 30 y 90Hz ,la velocidad de la bomba es directamente proporcional a la frecuencia de operación
CAJA DE VENTEO O DE CONEXIONES ELÉCTRICAS Esta ubicada entre el cabezal del pozo y el tablero de control , conecta el cable de energía del equipo de superficie con el cable de conexión del motor , además permite ventear a la atmosfera el gas que fluye a través del cable impidiendo que llegue al tablero de control
CABEZAL DE DESCARGA Su función es sostener todo el equipo de fondo como ser (motor, sello, bomba, cable de potencia y TP)y monitorear y controlar altas presiones que frecuentemente se presentan en el pozo Los cabezales comúnmente utilizados son Tipo roscado.- para alta presión de gas en el espacio anular o para instalaciones a alta profundidad . La tubería esta roscada al colgador es usado en operaciones costa afuera Tipo hércules.- para baja presión en el espacio anular y en instalaciones no muy profundas . Posee un colgador tipo cuña y un pasaje para el cable •
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ACCESORIOS Para una mejor operación es mejor contar con algunos accesorios Válvula de contra presión Se coloca de una a tres lingadas de tubería por arriba de la bomba . Permite el flujo en sentido ascendente de manera que cuando el motor deja de trabajar impide el regreso de la columna de fluido evitando el giro de la flecha en sentido contrario
VÁLVULA DE DRENAJE Al utilizar válvula de retención debe utilizarse una válvula de drenaje una junta por encima de está, como factor de seguridad para cuando se requiera circular el pozo del anular a la tubería de producción. Su función es establecer comunicación entre el espacio anular y la tubería de producción, con el propósito de que ésta se vacíe cuando se extrae el aparejo del pozo.
CONTROLADOR DE VELOCIDAD VARIABLE Este dispositivo puede ser considerado como equipo accesorio u opcional, únicamente bajo ciertas circunstancias que impone el mismo pozo. El rango de ajuste de la frecuencia es de 30 a 90 Hz, lo que implica su amplio rango de velocidades y por lo tanto de gastos que es posible manejar. Una alta frecuencia incrementa la velocidad y el gasto; una baja frecuencia, los disminuye.
CENTRALIZADORES Como su nombre lo indica, se utilizan para centrar el motor, la bomba y el cable durante la instalación. Se utilizan en pozos ligeramente desviados, para mantener el motor centrado y así permitir un enfriamiento adecuado. También evitan que el cable se dañe por roce con el revestidor, a medida que es bajado en el pozo. Al utilizar centralizadores se debe tener cuidado de que estos no giren o muevan hacia arriba o hacia abajo la tubería de producción.
BANDAS DE CABLE También se denominan flejes, se utilizan para fijar el cable de potencia a la tubería de producción durante la instalación, y el cable de extensión del motor al equipo. Las bandas se 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.
PARÁMETROS PARA LA APLICACIÓN DEL BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE. Temperatura: limitado por > 350ºF para motores y cables
especiales. Presencia de gas: saturación de gas libre < 10% Presencia de arena: < 200 ppm. Viscosidad: limite cercano a los 200 cp. Profundidad: 6000 – 8000 pies Tipo de completación: Tanto en pozos verticales, como desviados. Volumen de fluido: hasta 4000 BPD
DATOS NECESARIOS PARA EL DISEÑO DE BES Los datos requeridos para diseñar adecuadamente un equipo Electrosumergible son: Datos del pozo, datos de producción, disponibilidad de corriente eléctrica, y condiciones especiales tales como abrasivos, corrosivos, parafinas, emulsión, incrustaciones.
VENTAJAS DEL BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE • •
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Puede levantar altos volúmenes de fluidos. Profundidades altas 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.
