UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIA FACULT ACULTAD AD DE INGENIERIA IN GENIERIA UDABOL ING. EN GAS Y PETROLEO
INTRODUCCIÓN El
bombeo mecánico es el más antiguo, antiguo, mas económico y más común de los métodos de extracción artificial.
Aproximadamente Aproximadamente
el 85% 85% de de los pozos de bombeo en el mundo utilizan este método.
Los
componentes principales son: la sarta componentes principales de varillas, la tubería de producción, el equipo superficial o aparato de bombeo y el motor de impulso.
ANTECEDENTES
El bombeo mecánico nació prácticamente en la par con la industria petrolera, cuando el Coronel Drake perforo su pozo en Pensilvania en 1859 1859,, en aquellos tiempos la perforación se hacía con herramientas de percusión.
Antes
cuando el pozo moría, era más fácil usar el balancín de madera,, ahora ya no. Pero los madera componentes del método siguen siendo los mismos
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Determinar los parámetros más importantes en el Estudio del diseño del Bombeo Mecánico y sus limitaciones.
METODOLOGÍA METODOLOGÍ A DEL TRABAJO DESARROLLO TEMÁTICO El bombeo mecánico consiste en una bomba de subsuelo de acción reciprocante, que es abastecida con energía producida a través de una sarta de cabillas. La energía es suministrada por un motor eléctrico o de combustión interna colocada en la superficie. Tiene su mayor aplicación mundial en la producción de crudos medianos y livianos.
CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL Características del yacimiento:
porosidad
permeabilidad
presencia de arena
presión
temperatura
CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL Empuje del Yacimiento: •
empuje de agua
•
gas en solución
•
capas de gas.
CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL Propiedades del Crudo: •
API
•
Viscosidad
•
Contenido de parafinas
•
Tendencia incrustante del agua
CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL Evaluación económica. •
Completación del Pozo
•
Diámetro del casing
•
Profundidad
•
Desviación Diámetro del tubing
CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL Tipo de Energías Disponibles: •
Gas a alta presión
•
Fluidos a alta presión
•
Electricidad
CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL Restricciones Externas ¿hay comunidad cercana al pozo ?
FUNCIONAMIENTO DEL BOMBEO MECANICO Tiene dos puntos muy bien definidos: muerto superior y muerto inferior. Cuando el balancín esta en el punto muerto inferior sus válvulas fija y viajera se hallan cerradas. Al comenzar la carrera ascendente, la presión de fondo y el efecto de succión del pistón permite la apertura de la válvula fija; el fluido pasa del pozo hacia el interior de la bomba.
CARACTERISTICAS DEL BOMBEO MECANICO
Resistente
De larga vida
Eficiente
Fácil y barato de trasportar
Silencioso
No contaminante
Seguro de instalar y de operar
APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE RECUPERACION A NIVEL MUNDIAL
VENTAJAS DEL BOMBEO MECANICO
Tiene buena eficiencia.
Permite la optimización y el control.
Bajo costo de mantenimiento.
Pueden emplearse materiales para disminuir los problemas de corrosión.
Es flexible permite ajustar la producción a través de la longitud de la carrera y la velocidad de bombeo.
Fácil diseño.
Unidades pueden ser cambiadas a otros pozos.
Adaptable a agujeros reducidos. reducidos. Levanta aceites viscosos y de altas temperaturas .
LIMITACIONES Y DESVENTAJAS
No es posible manejar sólidos.
No se adapta profundidades.
En operaciones costa-afuera resulta pesado y estorboso.
Presenta desgaste en las varillas y en la tubería de producción en pozos desviados.
No aplicable cuando se tienen altas relaciones Gas-Petróleo.
Su eficiencia profundidad.
a
decrece
grandes
con
la
RANGO DE APLICACIÓN DE BOMBEO MECANICO
COMPONENTES DE UN SISTEMA DE BOMBEO MECANICO EQUIPOS DE SUPERFICIE El
motor
Equipo
de bombeo de superficie: estructura, balancín, motor, caja reductora, cabezote.
Tubería Sarta
o tubing.
de varillas.
Bomba
de subsuelo.
MOTOR DE LA UNIDAD DE BOMBEO MECANICO La función del motor de la unidad de bombeo mecánico es suministrar a la instalación energía mecánica la cual eventualmente es transmitida a la bomba y usada para levantar el fluido.
ESTRUCTURA DEL BALANCIN PETROLERO La principal función es almacenar energía en la carrera descendente, y entregar energía en la carrera ascendente.
CABEZOTE Se encarga de mantener vertical toda la línea conformada desde la rienda, sarta de varillas, hasta la bomba.
VASTAGO PULIDO – VARILLON PULIDO La relación directa entre la sarta de varillas y el equipo de superficie es el varillon pulido o vástago pulido.
BARRA CARGADORA Cerca del final superior del varillon pulido esta una abrazadera del varillon el cual es soportado por barra cargadora.
EQUIPOS DE SUBSUELO SARTA DE VARILLAS Trasmite energía desde el equipo de superficie hacia la bomba de subsuelo.
BOMBA Recibe el fluido desde la formación hacia dentro de la sarta de producción. De allí a superficie.
COMPONENTES PRINCIPALES DE LA BOMBA DEL SUBSUELO Barril
de trabajo.
Pistón. Válvula
fija o estacionaria.
Válvula
viajera.
CLASES DE EQUIPOS SUPERFICIALES PARA EL BOMBEO MECANICO
BOMBEO CONVENCIONAL Clase
I:
El modelo convencional 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.
VENTAJAS
DESVENTAJAS
Tiene bajo costo mantenimiento.
de
Costos menores que otro tipo de unidades.
En muchas aplicaciones, no están eficiente como el MARK II.
Puede requerir una caja de velocidades mayor que otro tipo de unidades (especialmente con varillas de acero).
Es usualmente mejor con varillas de fibra de vidrio.
Puede girar en el sentido mas rápido que la MARK II sin problemas.
Requiere contrabalanceo MARK II
menos que la
Clase III: MARK II Y AEROBALANCEADA •
El MARK II o Unitorque se introdujo a principios 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 º.
VENTAJAS •
Tiene bajo torque en muchos casos (con varillas de acero).
•
Puede bajar costo 5 a 10 % comparada con el siguiente tamaño de la unidad convencional.
DESVENTAJAS •
En muchas aplicaciones, no pude bombear tan rápido como la convencional, porque puede causar problemas de fallas en las varillas.
•
Puede girar solamente en sentido contrario a las manecillas del reloj.
•
Puede causar mas daño a las varillas y bomba en caso de fluido pesado.
•
Puede someter a la sarta de varillas en el fondo del pozo a severa compresión que puede causar fallas por pandeo.
UNIDAD BALANCEADA POR AIRE La utilización de aire en vez de pesadas manivelas y contrapesos, el sistema de aire ha sido tan simplificado que las únicas partes de funcionamiento continuo son el cilindro y el pistón equilibrio. Como resultado el tamaño de la unidad es considerablemente mas pequeño minimizando los costos de traslado y montaje.
VENTAJAS •
Es mas compacta y fácil de balancear que las otras unidades.
•
Los costos de envió son mas bajos que la de otras unidades ( debido a que su peso es memos )
•
Puede rotar tanto en sentido horario como anti horario.
DESVENTAJAS •
Son mas simplificadas u requieren mayor mantenimiento ( compresor de aire y cilindro de aire)
•
LA CONDENSACION del aire en el cilindro puede constituir un serio problema.
•
La caja de engranaje podria dañarse si el cilindro pierde la presión del aire
UNIDADES DE BOMBEO DE CARRERA LARGA ROTAFLEX •
La primera unidad con el mecanismo actual fue instalada en diciembre de 1987. Actualmente se cuentan con 825 instalaciones a nivel mundial, principalmente en Texas, Oklahoma, Venezuela y Colombia.
•
Básicamente el rotaflex puede incluirse como unidad Clase I ya que el pivote se encuentra entre la carga del pozo y la generación del torque.
•
La gran diferencia está en que el brazo del torque es de solamente 18“ y por tanto necesita menos esfuerzo.
VENTAJAS
Embolada larga y lenta que permite mejorar el llenado del barril.
APLICABLE EN :
Pozos nuevos.
Pozos desviados y horizontales.
Reducir los problemas de golpe de fluido.
Minimizar los problemas de interferencia de gas.
Pozos con alta frecuencia de fallas de varillas y tubería.
Crudos medianos y pesados.
Reducir el desgaste entre las partes móviles.
Reducir los esfuerzos de tensión y compresión sobre la sarta de cabillas.
Pozos con aporte – bajo nivel de fluido.
Pozos someros de alta producción.
Aumentar la eficiencia total del sistema. Unidad 100 % mecánica.
Aplicaciones con alta temperatura de fondo.
VIDEOS
CONCLUSIONES Los parámetros clave del diseño para un Bombeo mecánico son: la tasa de producción esperada, las cargas a soportar por las cabillas, las cargas en la caja de engranajes de la unidad de bombeo, costos de energía, aporte del yacimiento, entre otros. 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 se requiera levantar. Los componentes que conforman el sistema de bombeo mecánico se dividen en dos categorías: Equipo de superficie y equipo de subsuelo.
RECOMENDACIONES •
El diseño es poco complejo.
•
El sistema es eficiente, simple y fácil de operar por el personal de campo.
•
Es aplicado en crudo pesado y altamente viscoso.
•
Puede utilizar combustible o electricidad como fuente de energía.
•
El equipo puede ser operar a temperatura elevadas.
•
Permite variar la velocidad de embolada y longitud de carrera para el control de la tasa de producción.
GRACIAS POR SU ATENCION..!!!
..!!
