bombeo hidraulico

BOMBEO HIDRAULICO INTRODUCCION La producción de petróleo requiere el consumo de energía para levantar el fuido a supercie; esta energía puede ser suministrada inicialmente por el mismo yacimiento, pero a medida que la presión declina, se hace nece necesar sario io sumi sumini nist stra rarr ener energí gía a exte extern rna. a. La me mejo jorr ma mane nera ra técn técnic ica a y económica de producir un poo es por fujo natural, por lo general la mayoría de los poos son capaces de producir de esta manera en la primera etapa de su vida; pero, una ve se nalia esta es necesario seleccionar un método de levantamiento !rticial que sea eciente. "ara seleccionar el mejor método de levantamiento articial primero se de#e tener en cuenta los siguientes par$metros% &isponi#ilidad de 'uentes de energía en supercie. (aracterística del petróleo que se va a producir. producir. La pro'undidad y presión est$tica del yacimiento. )l índice de producción. La tasa m$xima permitida para que no se generen pro#lemas de producción.

    

Los métodos m$s comunes de levantamiento articial son% el #om#eo mec$nico y el neum$tico. *in em#argo en los +ltimos aos el #om#eo hidr$ulico ha tomado gran impulso y ha mostrado #uenas perspectivas en di'erentes $reas.

-

PRODUCCION PETROLERA III

MARCO TEORICO PRINCIPIO Y FUNCIONAMIENTO DEL BOMBEO HIDRAULICO PRINCIPIO )l #om# #om#eo eo hidr hidr$ul $ulic ico o se #asa #asa en un prin princi cipi pio o se senc ncil illo lo%% La pres presió ión n ejercida so#re la supercie de un fuido se transmite con igual intensidad en todas las direcciones/. !sí se trasmite presión desde un equipo de #om#eo centraliado o individual en la supercie a través de una tu#ería llena de líquido, hasta cualquier n+mero de poos petroleros. !plicando este principio es posi#le inyectar desde la supercie un fuido a alta presión que va a pasar a través de un $rea reducida donde se produce un cam#io de energía potencial a energía cinética, originado a la salida de la #oquilla, y provocando de esta manera una succión del fuido de 'ormación 0BOMBA 0BOMBA TIPO JET1 JET1 o va a permitir accionar el pistón del motor de la unidad de su#suelo su#s uelo en el 'ondo de poo. )l pistón motor esta mec$nicamente ligado a otro pistón que se encarga de #om#ear el PISTON1. Los fuidos aceite producido por la 'ormación 0BOMBA 0BOMBA TIPO PISTON1. de pote potenc ncia ia m$ m$ss util utili iad ados os so son n agua agua y crud crudos os livi livian anos os que que pued pueden en provenir del mismo poo. FUNCIONAMIENTO

2


MARCO TEORICO PRINCIPIO Y FUNCIONAMIENTO DEL BOMBEO HIDRAULICO PRINCIPIO )l #om# #om#eo eo hidr hidr$ul $ulic ico o se #asa #asa en un prin princi cipi pio o se senc ncil illo lo%% La pres presió ión n ejercida so#re la supercie de un fuido se transmite con igual intensidad en todas las direcciones/. !sí se trasmite presión desde un equipo de #om#eo centraliado o individual en la supercie a través de una tu#ería llena de líquido, hasta cualquier n+mero de poos petroleros. !plicando este principio es posi#le inyectar desde la supercie un fuido a alta presión que va a pasar a través de un $rea reducida donde se produce un cam#io de energía potencial a energía cinética, originado a la salida de la #oquilla, y provocando de esta manera una succión del fuido de 'ormación 0BOMBA 0BOMBA TIPO JET1 JET1 o va a permitir accionar el pistón del motor de la unidad de su#suelo su#s uelo en el 'ondo de poo. )l pistón motor esta mec$nicamente ligado a otro pistón que se encarga de #om#ear el PISTON1. Los fuidos aceite producido por la 'ormación 0BOMBA 0BOMBA TIPO PISTON1. de pote potenc ncia ia m$ m$ss util utili iad ados os so son n agua agua y crud crudos os livi livian anos os que que pued pueden en provenir del mismo poo. FUNCIONAMIENTO

2


)n el sistema de #om#eo hidr$ulico 0KOBE/ OBE/OI OIL L MAST MASTER ER1, 1, el crudo o agua se toma del tanque de alm almac acen enam amie ient nto o y se ali alimenta a la #om#a 3riplex45+lti 3riplex45+ltiplex. plex. )l fuido de potencia, ahora con la pre presió sión aumentada por la #om#a triplex, est$ controlada por las v$lvul v$lvulas as en la estaci estación ón de control y distri#uida en uno o m$s poos. )l fuido de potencia pasa a través de las v$lvulas del ca#eal del poo y es dirigido a la #om#a hoyo hoyo a#ajo a#ajo.. )n una una inst instal alac ació ión n de #om# #om#a a de pist pistón ón,, es este te fuid fuido o de potencia acciona el motor que a su ve acciona la #om#a. )l fuido de potencia regresa a la supercie con el crudo producido y es enviado por tu#ería a tanque de almacenamiento. almacenamiento. )n cuan cuanto to a las las #om# #om#as as,, pode podemo moss co cons nsid ider erar ar dos dos posi posi#i #ili lida dade dess extremas% las que dan un gran caudal a pequea presión y las que dan un pequ peque eo o ca caud udal al a alta alta pres presió ión. n. La misi misión ón del del prim primer er tipo tipo se ser$ r$ evidentemente llenar r$pidamente las cavidades del circuito. Las del segundo tipo servir$n para hacer su#ir y mantener la presión en el circuito. (laro que en la mayoría de los casos no se van a usar dos #om# #om#as as.. 6tra 6trass co consi nside derac racio ione ness llev llevan an a la nece necesi sidad dad de co const nstru ruir ir #om#as que tengan características determinadas. !sí por ejemplo, nos puede interesar #om#as capaces de tra#ajar a dos caudales constantes% uno alto y otro #ajo, #om#as de caudal regula#le en uno o en dos sentidos, #om#as de potencia constante, etc. Las #om#as se 'a#rican en muchos tamaos y 'ormas ya sean mec$nicas o manuales; con muchos mecanismos di'erentes de #om#eo dependiendo el tipo de aplicación a la que ser$ expuesta. COMPONENTES DEL EQUIPO

7


Los componentes que con'orman el sistema de Levantamiento por 8om#eo 9idr$ulico pueden ser clasicados en dos grandes grupos%  

)quipo de supercie )quipo de su#suelo

EQUIPOS DE SUPERFICIE TANQUES DE ALMACENAMIENTO, TANQUES SEPARADORES Y/O TRATADORES (uando se utilia petróleo como fuido de potencia en un sistema a#ierto, dicho fuido se o#tiene de tanques de almacenamiento 0tanque donde esta contenido el fuido y que se lo lleva a la #om#a 3riplex45+ltiplex.1 o de oleoductos, de donde se suministran al sistema de #om#eo o de distri#ución. *i se est$ en un sistema cerrado, el fuido de potencia, #ien sea agua o petróleo es manejado en un circuito cerrado, el cual de#e disponer de su propio tanque de almacenamiento y equipos de limpiea de sólidos, estos equipos operan independientemente de las operaciones en las estaciones de producción. !sí mismo encontramos un TANQUE SEPARADOR DE FLUIDOS, donde el crudo de potencia meclado con el crudo producido regresa de los poos para su tratamiento y reacondicionamiento.

TANQUES DE ALMACENAMIENTO

UNIDAD DE POTENCIA )l #om#eo hidr$ulico se caracteria por trasmitir energía en 'orma de presión y caudal de fuido inyectado, 0llamado fuido motri1 desde la supercie hasta el 'ondo del poo para accionar una #om#a en el 'ondo. )sta 'unción de trasmitir energía se denomina Ley "ascal/, la cual indica que la presión aplicada a un fuido es trasmitida con la misma :


intensidad a todas las paredes que contiene el fuido. &e esta 'orma se trasmite energía al 'ondo del poo con un alto nivel de eciencia.

La energía del fuido motri inyectado acciona la #om#a en el 'ondo del poo. La #om#a que inyecta la energía en supercie es normalmente la #om#a reciprocante de desplaamiento positivo. ui$ una de las complicaciones del sistema es que la #om#a opera al lado del poo donde aspira fuidos con gas en solución y descarga a presiones mayores a 7<<< psi. )stas condiciones complican el tra#ajo de la #om#a reciprocante de desplaamiento positivo. SISTEMA DE POTENCIA HIDRÁULICO Los motores hidr$ulicos son los m$s com+nmente utiliados, su 'uncionamiento se #asa en la trans'ormación de la potencia hidr$ulica del fuido en potencia mec$nica. ! di'erencia de los sistemas electromec$nicos, donde la potencia es transmitida a través de engranajes y palancas, en un sistema con fuidos estos elementos se sustituyen, parcial o totalmente, por tu#erías de conducción que llevan el fuido a presión a los pistones de inyección. )l fuido que m$s se utilia es el aceite de#ido, principalmente, a sus propiedades lu#ricantes en aplicaciones que involucran grandes cargas. )n los sistemas hidr$ulicos es com+n utiliar presiones que varían entre los =< y -:< >g4cm 2. Las ventajas del motor hidr$ulico con respecto al eléctrico pueden resumirse principalmente en% 

@

?$cil variación de velocidades, regulando el volumen de fuido.


  

La relación entre el torque y la velocidad es aproximadamente lineal. "ermite paradas y arranques r$pidos de#ido al pequeo momento de inercia. "ermite relaciones #ajas de peso potencia, lo que posi#ilita alcanar altas velocidades de inyección del material

FLUIDO MOTOR O DE POTENCIA Los fuidos empleados con m$s 'recuencia son agua o crudos livianos provenientes del poo, pero todo depende de las condiciones del mismo. "or condiciones am#ientales y de seguridad es pre'eri#le utiliar agua. La inyección del fuido de potencia requiere de un sistema hidr$ulico instalado en supercie, que posee un equipo de tratamiento para eliminar el gas y los sólidos indeseados que se encuentren en el fuido a ser inyectado. )s recomenda#le realiar un tratamiento a los fuidos que se utilian como fuidos motrices, el o#jetivo de tratar el fuido es mejorar la vida +til de los equipos de 'ondo y supercie. )l fuido motri tratado se almacena para alimentar la #om#a de supercie considerando requerimientos de presión y de alimentación. )l fuido motri constituye la parte esencial del #om#eo hidr$ulico, porque es el encargado de trasmitir la energía a la #om#a de su#suelo; por lo tanto su calidad, especialmente el contenido de sólidos es un 'actor importante que determina la vida +til de las #om#as.

A


BOMBAS SUPERFICIE

DE

8om#as triplex o m+ltiplex de alta presión est$n diseadas especialmente para este sistema de levantamiento articial. Las que se emplean generalmente, son las triplex. Las presiones de operación de estas #om#as fuct+an generalmente entre 2.<<< y :.<<< psi y ratas de fuido motri del orden de hasta @.<<< 8?"&. Bormalmente se usan #om#as de desplaamiento positivo, cuyos di$metros de pistón varían dependiendo de la cantidad de fuido motri y la presión a manejar.

Las #om#as de desplaamiento positivo 'uncionan de acuerdo a una ley antigua, que dice que dos cosas no !"d"n oc!a# "$ %&s%o "sac&o a$ %&s%o '&"%o. *i la línea de descarga se #loquea, el pistón o el em#olo, no podr$ desplaar el fuido en el cilindro y la presión aumentara. Las #om#as de desplaamiento positivo usan motores a gas, eléctricos o diesel.

=


A(

BOMBAS

)stas #om#as de% Cm#olo, metal, v$lvula tipo

TRIPLE)% constan (amisa #ola.

de

B( BOMBAS M*LTIPLE)+ 3ienen un terminal de potencia y una de fuido. )l terminal de potencia comprende, entre otras partes% el cigDeal, la #iela y los engranajes. )l terminal de fuido est$ 'ormado por pistones individuales, cada uno con v$lvulas de retención y descarga. Esualmente, estas v$lvulas est$n provistas de resorte. Las #om#as m+ltiplex m$s com+nmente instaladas en el campo son las de conguración horiontal y las que com+nmente llamamos #om#as de fuido motri. Las #om#as m+ltiples usualmente varían sus pistones entre y 2 F/ y sus caudales entre @<< y 7.<<< 8?"&.

G


BOMBA DE FLUIDO MOTRI )l fuido del recipiente de acondicionamiento o tanques separadores alimenta la #om#a de fuido motri en la supercie 0#om#as m+ltiples o triples1 que proporciona el líquido presuriado para operar la #om#a hidr$ulica en el su#suelo. La #om#a de fuido motri se impulsa con un motor eléctrico, a diesel o a gas. (omponentes de la #om#a% Cm#olos de acero al car#uro. H$lvula para alivio de presión. Interruptores de seguridad. 5+ltiples opciones para impulsar la #om#a. )lección de tamaos de los ém#olos y camisas para proporcionar el volumen y presión requeridos para el 'uncionamiento de las unidades de producción en el su#suelo.

    

Helocidad de la #om#a% Las #om#as KOBE est$n diseadas para carreras relativamente cortas y de alta eciencia. )n términos de velocidad, las velocidades son similares al #om#eo de varillas. "or ejemplo, G< carreras de -2J por minuto en una #om#a K68)46IL5!*3) tienen la misma velocidad que una unidad de varilla que 'uncione a -@ carreras de A:J por minuto.

BOMBA KOBE TRIPLE) PARA ALTA PRESION DE BOMBEO

M


BOMBAS HIDRÁULICAS TRIPLE)

UNIDAD UNIDRAULIC Los fuidos producidos son enviados por una línea de fujo a la #atería de producción y el fuido motri se limpia de impureas por medio de separadores tipo (iclón/ los cuales de#en desarenarlo, para ser utiliado por la #om#a de supercie que lo envía hacia el 'ondo a alta presión.

-ENTAJAS . UNIDAD UNIDRAULIC    

6pera independiente para cada poo. Bo requiere de otros equipos de producción, para separar el gas, limpiar ecientemente el fuido motri y separar el crudo del agua. Enidad compacta y '$cilmente instala#le, compati#le para 89 tipo pistón y jet. Nunto al fuido motri, se puede inyectar químicos para tratar las emulsiones e inhi#ir la corrosión.

-<


SISTEMAS

DE

CONTROL

M*LTIPLES DE CONTROL (uando se opera una cantidad aprecia#le de poos desde una #atería central, se suele usar un m+ltiple de control para dirigir los fujos directamente a cada uno de los poos. "ara regular y4o distri#uir el suministro de fuido de potencia a uno o m$s poos, se usan varios tipos de v$lvulas de control. La v$lvula m$s com+n a todos los sistemas de #om#eo li#re es la de cuatro vías o v$lvula de control del ca#eal del poo.

Los m+ltiples de control de#en proporcionar% --


   

"resión nominal de tra#ajo de @<<< psi. En diseo que permita que una o m$s unidades de potencia se conecten. ?acilidad de conectarse con estaciones de poos adicionales. 3u#erías con capacidad adecuada para resistir la presión prevista de operación.

TABLERO DE CONTROL )s muy com+n en las aplicaciones petroleras generalmente para este caso se utilia un panel 5urphy con indicadores y controles de límite para garantiar la seguridad en el arranque, operación y apagado, los controles siempre de#en mantenerse cali#rados con el n de lograr una protección adecuada para el personal y equipos. Los dispositivos est$ndar generalmente proveen el monitoreo de% • • • • • • • •

8ajo nivel de lu#ricante de la #om#a 8ajo nivel de lu#ricante de empaques !lta presión en la descarga 8aja presión en la descarga !lta presión en la succión 8aja presión en la succión Hi#ración de #om#a y motor !lta temperatura de motor

LUBRICADOR )s una piea de tu#ería extendida con una línea lateral para desviar el fujo de fuido cuando se #aja o se extrae la #om#a del poo. 3am#ién se -2


utilia para controlar la presencia de gases corrosivos que pueden o#staculiar la #ajada de la #om#a o su remoción del poo.

EQUIPOS DE SUBSUPERFICIE SISTEMA DE FLUIDO DE POTENCIA )n los sistemas de #om#eo hidr$ulico, el fuido motor transmite la potencia a la #om#a de su#suelo y, a la ve, lu#rica todas las partes móviles de la misma. )l transporte del fuido de potencia y del fuido producido se realia a través de un sistema o arreglo de tu#erías que depende del sistema de fuido de potencia elegido. )n los sistemas hidr$ulicos de #om#eo de poos petroleros Ko#e46il master hay dos circuitos de fuido de potencia #$sicos% EL FLUIDO DE POTENCIA ABIERTO OPF( Y EL SISTEMA DE FLUIDO DE POTENCIA CERRADO CPF(0 *e lo denomina sistema de fuido a#ierto, porque permite que el fuido de potencia agotado se mecle con el fuido producido, se designa así para distinguirlo del sistema de fuido do potencia cerrada, que mantiene el fuido de potencia separado del fuido producido. SISTEMA DE FLUIDO DE POTENCIA CERRADO CPF( )n este caso, el fuido de potencia no se mecla con el fuido producido, lo cual hace necesario el uso de tres tu#erías en el 'ondo del poo% una para inyectar el fuido de potencia, una de retorno del mismo y otra del fuido de producción. )l sistema de fuido de potencia cerrado 0("?1 proporciona un método de retorno, del fuido de potencia del motor de la #om#a que se encuentra en 'ondo de poo a la supercie a través de un canal separado. &e esta manera, no se mecla con el fuido de producción. )n e'ecto, el fuido de potencia hidr$ulica est$ en un Jcircuito cerradoJ. )l mismo fuido se usa una y otra ve sólo con la adición de un volumen pequeo para reponer alg+n volumen perdido. )l fuido de reposición reemplaa al fuido usado para lu#ricar el extremo de la #om#a de pistón hoyo a#ajo. )l fuido de potencia usado se puede seleccionar de una amplia variedad de fuidos disponi#les, pero el m$s com+n es el crudo limpio o agua producidos. "or cuanto el fuido de potencia en el sistema cerrado no se mecla con el fuido de producción, la 'uente principal de contaminación del fuido se elimina. -7


!sí, el sistema ("? asegura una larga vida +til de la #om#a proporcionando mejor calidad del fuido de potencia.

SISTEMA DE FLUIDO DE POTENCIA ABIERTO OPF( )n el sistema de fuido de potencia a#ierto, el fuido motor se mecla con el fuido del poo, lo cual hace necesario el uso de dos tu#erías en el 'ondo% una para inyectar el fuido de potencia y otra para el retorno de la mecla. )n el sistema 6"?, la #om#a supercial o#tiene crudo limpio 0o agua1 de un tanque do asentamiento o de un

recipiente separado4reservorio.

-:


9ay cuatro #$sicas hoyo en el sistema 6"?, quo son%

disposiciones a#ajo

INSERCI1N FIJA+ )n este sistema, la #om#a hoyo a#ajo se inserta en una sarta pequea adentro de la tu#ería de producción. )l fuido do potencia de entrada va hacia a#ajo a través de la pequea sarta interior, y el fuido de producción m$s el fuido de potencia regresan arri#a a través del espacio anular entro las dos sartas. Oas li#re se produce a través del espacio anular del tu#o de producción y la tu#ería de revestimiento.

-@


TUBER2A DE RE-ESTIMIENTO FIJA % )n este sistema, la #om#a hoyo a#ajo se inserta en cualquier tamao de tu#o y se apoya en un o#turador de la tu#ería de revestimiento. )l fuido de potencia de entrada va hacia a#ajo en esta sarta de tu#o y el fuido de producción m$s el fuido de potencia regresan hacia arri#a en el espacio anular. 3odo el gas li#re se de#e producir a través de la #om#a.

PARALELA LIBRE+ )n este sistema se tiene dos sartas conectadas independientemente en el 'ondo a través de un #loque de cruceta, adem$s se tiene una v$lvula ja recupera#le. La #om#a es circulada hacia el 'ondo en la sarta de mayor di$metro, y se lo asienta en la v$lvula ja; tam#ién podemos o#servar un collar en la parte superior que servir$ como sello en esa $rea. Ena ve que comiena la circulación continua del fuido de potencia 'unciona el motor de la #om#a. )l fuido de producción m$s el fuido de potencia van a través del #loque de cruceta y regresa hacia supercie a través de la sarta de menor di$metro. )l gas li#re es producido a través del espacio anular de la tu#ería de revestimiento P producción.

-A


TUBER2A DE RE-ESTIMIENTO LIBRE+ )n este sistema, se inserta una sarta y se la apoya en el o#turador de la tu#ería de revestimiento. La #om#a es circulada hacia el 'ondo dentro de esta y cuando el sistema est$ en 'uncionamiento, el fuido de potencia m$s el fuido de producción se produce hacia supercie en el espacio anular de la tu#ería de revestimiento. 3odo el gas li#re se de#e producir a través de la #om#a.

BOMBAS HIDRÁULICAS )xisten dos tipos #$sicos de conguraciones de este tipo de levantamiento articial% BOMBA FIJA+ La #om#a es jada al nal de la sarta de tu#ería de producción. )n esta conguración la #om#a reposa so#re un apato asentado en la tu#ería que de#e tener un di$metro interno mayor que el di$metro externo de la #om#a. )l fuido de potencia es enviado a través de la tu#ería de producción y el fuido de interés es producido a través del espacio anular entre la tu#ería de producción 03E8IBO1 y la tu#ería de revestimiento 0(!*IBO1. La sarta por la cual fuye el fuido de potencia es usualmente de F/, -/ o - F/ dependiendo del tamao de la tu#ería de producción.

-=


DISE3O LIBRE DE BOMBA+ La #om#a es jada a la pro'undidad deseada dependiendo de las necesidades energéticas del fuido, de esta 'orma permite la circulación en el 'ondo del poo. Los 'a#ricantes 03I(6PK68), B!3I6B!L, &)*), !5(61, presentan ta#las con las especicaciones #$sicas de las #om#as, a partir de las cuales se puede seleccionar el tipo de #om#a deseado.

-G


INSTALACI1N DE UNA BOMBA EN EL FONDO DE POO

BOMBA HIDRÁULICA TIPO JET *e #asa en el principio de H)B3EI, que consiste en el paso de un fuido a través de un $rea reducida donde se produce un cam#io de energía potencial a energía cinética, originado a la salida de la #oquilla, y provocando de esta manera una succión del fuido de 'ormación. )stos fuidos entran en un $rea constante llamada garganta, luego la mecla de los fuidos su're un cam#io de energía cinética a potencial a la entrada de un $rea expandida llamada di'usor, donde la energía potencial es la responsa#le de llevar el fuido hasta la supercie.

-M


DESCRIPCI1N DE LAS BOMBAS HIDRÁULICAS TIPO JET )s un tipo especial de #om#as de su#suelo que a di'erencia de las de pistón que operan por medio de un pistón de #om#a reciprocante de desplaamiento positivo accionado por un pistón motri acoplado, no emplea partes móviles y ejecuta su acción de #om#eo mediante la trans'erencia de momentun entre el fuido motri y el fuido de producción que se produce al meclarse estos, pasando a través de la unidad de su#suelo. (on las #om#as hidr$ulicas tipo Net, siempre se tiene un sistema de fuido motri a#ierto. La ausencia de partes móviles estrechamente ajustadas permite a la #om#a jet tolerar fuidos de producción, fuidos motrices a#rasivos y corrosivos que para el caso de otros sistemas el levantamiento articial son limitaciones importantes. 6tra ventaja de las #om#as jet es la solides de la sección de tra#ajo, que hace que pueda adaptarse a casi cualquier completación de 'ondo de poo, 'recuentemente se pueden o#tener tasas de producción m$s altas que con las #om#as de pistón, por lo que se recomienda su uso en poos con altos índices de productividad 0I"1, así como tam#ién en poos con presencia de gas y arena. )stas #om#as no son aplica#les a todos los poos, pues necesitan presiones de succión relativamente altas para evitar cavitación y no requerir altas potencias. ELEMENTOS QUE CONFORMAN LA BOMBA JET 2<


N4LE BOQUILLA( )s una herramienta 'a#ricada por aleación para soportar altas presiones, la característica de esta #oquilla es que en el extremo superior tiene un di$metro m$s grande que en el extremo in'erior. )sto para crear mayor velocidad y menor presión a la salida de la #oquilla. )l fuido motri pasa a través de esta #oquilla donde virtualmente toda su presión se trans'orma en energía cinética. THROAT 5AR5ANTA( 3am#ién se lo conoce como tu#o de mecla, es en donde se mecla el fuido inyectado y el fuido producido. La característica es que a lo largo del tu#o el di$metro va aumentando. ESPACIADOR )s una herramienta que se coloca entre la #oquilla y la garganta. )s aquí en donde entra el fuido producido para meclarse con el fuido inyectado. DIFUSOR 3iene un $rea expandida donde la velocidad se trans'orma en presión suciente para levantar los fuidos a la supercie.

2-


BOMBA JET CLA6 CON-ENCIONAL

22


)n poos con tu#ería de revestimiento 0(!*IBO1 deteriorado, es recomenda#le utiliar solamente este tipo de #om#a, de#ido a que la presión de retorno por el espacio anular es #aja. *e utilia com+nmente para la producción continua de los poos y para prue#as de producción. *e desplaa y se recupera hidr$ulicamente. La 8om#a Net (laQ (onvencional se aloja en una camisa deslia#le o en una cavidad.

BOMBA JET CLA6 RE-ERSA 27


)ste tipo de #om#a se utilia para poos exploratorios, arenados y para recuperación de $cidos y solventes en poos que han reci#ido tratamientos. *e utilia 'recuentemente para o#tener datos del yacimiento en 'orma instant$nea, por cuanto es necesario solamente desplaar los fuidos que se u#ican en la tu#ería de producción 03E8IBO1, para que inmediatamente se o#tenga el fuido de 'ormación. )sta #om#a se aloja en una camisa deslia#le de circulación, es desplaada y recuperada de manera r$pida y e'ectiva con unidad de ca#le delgado 0*LI(K LIB)1 a través de la tu#ería de producción 03E8IBO1.

ANÁLISIS COMPARATI-O DE LA BOMBA JET CON-ENCIONAL CON LA BOMBA JET RE-ERSA "ara este an$lisis se ha tomado en cuenta la estructura de cada #om#a, la posición de #oquilla y garganta y la vía de inyección del fuido motri. 2:


La u#icación de la #oquilla y garganta es di'erente en los dos tipos de #om#as. La vía de inyección del fuido motri cuando se usa una #om#a jet reversa es por el anular 0el fuido ingresa por la parte in'erior de la #om#a1 y el fuido motri R producción retorna por el 3E8IBO. )n este caso la #oquilla se encuentra a#ajo y la garganta arri#a.

La vía de inyección con la #om#a jet convencional es por el tu#ing 0fuido motri ingresa por la parte superior de la #om#a1 y el fuido motri mas el fuido de producción retorna por el espacio anular. )n este caso la #oquilla est$ arri#a y la garganta a#ajo. Los resultados en supercie se o#tienen en menor tiempo cuando se usa la #om#a jet reversa. La inyección del fuido motri por el anular tiene que desplaar el fuido contenido en el tu#ing que es de menor volumen que el fuido contenido en el anular, de tal 'orma que en supercie se o#tiene el fuido de potencia m$s el fuido de producción en menor tiempo. La #om#a jet convencional se #aja y se recupera hidr$ulicamente, mientras que la #om#a jet reversa se #aja y se recupera con SI) LIB). 2@


DIFERENCIAS ENTRE LA BOMBA JET CON-ENCIONAL Y LA BOMBA JET RE-ERSA BOMBA JET CON-ENCIONAL     

)sta #om#a se desplaa hidr$ulicamente Los resultados de las prue#as se realian en mayor tiempo )stas #om#as se recuperan hidr$ulicamente La inyección del fuido motri se realia mediante el tu#ing 3iene presiones altas de operación

BOMBA JET RE-ERSA     

)sta #om#a se desplaa con SI) LIB) Los resultados se o#tienen en menor tiempo )sta #om#a se recupera con SI) LIB) La inyección del fuido motri se lo realia mediante el (!*IBO Las presiones de operación son #ajas

BOMBA HIDRAULICA TIPO JET

2A


CICLO DE INSTALACI1N Y OPERACI1N PUMP IN )n este ciclo la #om#a de 'ondo se encuentra asentada en el nal de la sarta o est$ en proceso de ensam#le, la #om#a de alimentación circula los fuidos y estos pueden fuir li#remente a lo largo del poo.

OPERACI1N )l fuido de potencia pone en 'uncionamiento la #om#a de 'ondo una ve que la #om#a est$ asentada en la posición adecuada junto con la v$lvula de fuido de potencia, una ve que se cumple este ciclo, el fuido de potencia circula por una v$lvula de escape que comunica con el espacio anular y dicho fuido vuelve a supercie.

2=


PUMP OUT La v$lvula de fujo se a#re y permite el paso de fuido de potencia a través del espacio anular, permitiendo así el fujo a través de la #om#a, en esta ocasión fuido de potencia y de producción su#en a supercie.

OPERACI1N DE LA BOMBA TIPO JET ealia la acción de #om#eo mediante la trans'ormación de energía entre dos corrientes de fuido en movimiento. )l fuido de potencia a alta presión aplicada desde supercie, pasa a través de la #oquilla donde su energía potencial 0presión1 es convertida en energía cinética 0velocidad1. )l fuido de producción es succionado y meclado con el fuido de potencia en la garganta de la #om#a y en su paso al di'usor adquiere la presión suciente para ser llevado a supercie. La capacidad de levantamiento de una #om#a jet est$ en 'unción de la velocidad del fuido de potencia y de la relación de $reas entre la #oquilla y la garganta ya que esto determina la velocidad de la mecla que sale de la garganta. Las pro'undidades varían de -.<<< a 2<.<<< pies con tasas de producción de -<< a -<.<<< 8?"&. "ara un tamao de #oquilla especíco, al reducir la garganta aumentara la velocidad del fuido motri a la salida de la garganta, incrementando la capacidad del levantamiento, reduciendo de esta 'orma el fuido motri. 2G


Las presiones de operación m$s usuales varían en un rango de 2.<<< a :.<<< psi. Los sistemas hidr$ulicos en supercie utilian #om#as triplex o multiplex que alcanan potencia de 7< a A2@ 9p. La #om#a tipo jet no requiere varillas ni ca#les eléctricos para transmisión de energía y puede ser instalada o retirada del 'ondo del poo hidr$ulicamente. Bo nos olvidemos que los fuidos producidos pueden ser usados como fuido de potencia en varios poos. APLICACIONES DEL BH TIPO JET 







)n el caso de evaluaciones o producciones tempranas se requiere de una unidad de supercie port$til. )n poos productores se requiere de una unidad estacionaria. )l fuido motri que se puede utiliar en este sistema es agua, petróleo, diesel u otros, el fuido de retorno puede ser almacenado en tanques en locación o enviado a una estación de producción, permitiendo medir, en los dos casos, el caudal de inyección, producción y gas. (on este tipo de levantamiento articial no existen limitaciones de pro'undidad o temperatura, la #om#a Net puede ser instalada en completaciones de 'ondo simples o do#les. "ara que el sistema 'uncione se requiere en supercie de una unidad de #om#eo de alta presión que puede ser de desplaamiento positivo, un separador y un ca#eal.

-ENTAJAS  Consta de once partes, ninguna de ellas móviles.  Son construidas en acero de alta calidad con tratamiento térmico, lo cual prologa su

vida útil en ambientes severos.  Puede desplazarse o recuperarse hidráulicamente.  Aplicable en pozos exploratorios, de desarrollo o p roducción.  Puede realizar cierre en ondo para restauración de presiones.  !os Memory Gauges para P " # pueden alo$arse dentro de la bomba.  #raba$a en pozos direccionales, horizontales o verticales.

2M


 Puede generar dierenciales de presión en la ormación, sin necesidad de hacer

cambio de bomba.  %btención inmediata de los datos del "acimiento como el &P, presión de reservorio "

presión de ondo lu"ente. !os costos operativos son ba$os.

BOMBA HIDRAULICA TIPO PISTON )l principio de operación de una #om#a de pistón hoyo a#ajo es extremadamente simple. )l motor es accionado por el fuido de potencia controlado por la v$lvula del motor. )l pistón del motor lleva una varilla 0que acciona hidr$ulicamente la v$lvula1 que conecta al pistón de la #om#a. )l diseo K68) utilia varillas y pistones que son huecos de modo que la misma presión del fuido de potencia se ejerce en las mismas $reas superior e in'erior, de modo que el conjunto est$ siempre en equili#rio hidr$ulico total. Las #om#as de pistones est$n 'ormadas por un conjunto de pequeos pistones que van su#iendo y #ajando de 'orma alternativa de un modo parecido a los pistones de un motor a partir de un movimiento rotativo del eje. )stas #om#as disponen de varios conjuntos pistónPcilindro de 'orma que mientras unos pistones est$n aspirando liquido, otros lo est$n impulsando, consiguiendo así un fujo menos pulsante; siendo m$s continuo cuantos m$s pistones haya en la #om#a; el liquido pasa al interior del cilindro en su carrera de expansión y posteriormente es expuls$ndolo en su carrera de compresión, produciendo así el caudal. Las #om#as tipo pistón no son aconseja#les en poos con alta relación gasPaceite ya que si el fuido de producción contiene mucho fuido gaseoso, la capacidad de manejar el fuido liquido disminuye cada ve que el gas aumente, lo que traduce #aja eciencia.

7<


FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA COMIENO DE LA CARRERA DESCENDENTE )l motor de la #om#a es mostrado en la gura, en donde el fuido motri a alta presión se dirige directamente a la parte superior del pistón de la #om#a.

FIN DE LA CARRERA DESCENDENTE 7-


(uando el pistón alcana el n de la carrera, el di$metro reducido en la parte superior de la varilla del pistón permite que el fuido de alta presión entre hacia la parte #aja del motor.

COMIENO DE LA CARRERA ASCENDENTE (on la v$lvula del motor en posición para su#ir, como se muestra en la gura, la dirección de fujo cam#ia, entonces la #om#a comiena a hacer la carrera ascendente.

72


FIN DE LA CARRERA ASCENDENTE (uando el pistón encuentra el n de la carrera ascendente, el di$metro reducido cerca del extremo m$s #ajo de la v$lvula de la varilla, conecta el $rea #ajo la v$lvula hacia la descarga, o lado de #aja presión del motor.

PRINCIPALES ASPECTOS HIDRAULICO TIPO PISTON

DEL

DISE3O

DEL

BOMBEO

&esplaamiento de la #om#a. &esplaamiento del motor. ?ricción en la #om#a. ($lculos de presión. "otencia.

    

CONSIDERACIONES DEL DISE3O    

3ipo de *istema 0a#ierto o cerrado1. !rreglo de tu#ería de producción. )lección de #om#as de supercie. &iseo del sistema de limpiea del fuido motri.

COMPARACI1N DE LA BOMBA TIPO JET CON LA BOMBA TIPO PISTON 



77

Las #om#as hidr$ulicas de pistón son aplica#les en poos con producciones medianas y altas, con #ajas presiones de 'ondo, pero de#e tenerse mucho cuidado en poos con alta relación Oas P "etróleo 0O61, o con presencia de arena, las #om#as tipo jet tiene la capacidad de manejar vol+menes extremadamente altos, adem$s puede tra#ajar con sólidos y fuidos corrosivos. )n la #om#a tipo Net, las partes internas pueden ser reemplaadas '$cilmente en el campo y solamente tienen dos partes sujetas a desgaste 0#oquilla y garganta1. La ausencia de partes móviles, como en las #om#as tipo pistón, estrechamente ajustadas permite a la #om#a jet tolerar fuidos de 'ormación y motri a#rasivos y


bombeo hidraulico

Recommend Documents