BOMBEO DE CAVIDADES PROGRESIVAS
Integrantes:
Arona Mamani Normando Andrade Flores Paulino Colque Madeni Joel Martinez Ronald Izursa Ariñez Fernando
HISTORIA La Bomba de Cavidades Progresivas (B.C.P.) fue inventada inventada en 1932 por un Ingeniero Aeronáutico Aeronáutico Francés llamado René Moineau, quién estableció estableció la empresa llamada PCM POMPES S.A. para la fabricación de la misma.
Objetivo general • Conocer el funcionamiento de instalacion de
superficie e instalaciones de fondo • Describir el funcionamiento de las principales
partes de BCP
La BCP es de desplazamiento positivo, compuesta por dos piezas fundamentales, el rotor de acero hecoloidal y el estator de elastómero sintético pegado internamente a un tubo de acero.
El estator es instalado en el fondo de la T. P. a la vez que el rotor esta conectado al final de la sarta de varillas. La rotación de esta sarta se da por una fuenten de energía en superficie, que permite el movimiento giratorio del rotor dentro del estator fijo.
FUNCIONAMIENTO El sistema artificial por cavidades progresivas consiste en elevar los fluidos, su funcionamiento se basa en el principio de l tornillo de arquimides para transportar los fluidos desde el subsuelo hasta la superficie incrementando su presion por me dio de la bomba de cavidades progresivas • El BCP
El equipo mas importante en superficie es el generador de energia que abastece al motor. Dentro del pozo el elemento mas importante del sistema es la bomba
El rotor tiene una forma de tornillo el cual gira dentro del estator este revestimiento internamente por un elastómero moldeado al doble del rotor, cuando el rotor gira dentro del estator, genera una cavidad que se va desplazando desde el principio hasa el final de la bomba con una presion mucho mayor, necesaria para llevar los fluidos hasta la superficie
• El movimiento de rotor
es generado por una sarta de varillas, esta transmite el movimiento rotacional al rotor ubicado en la superficie el cual regula la velocidad de rotación
Clasificación de las Bombas de Cavidades Progresivas. se pueden clasificar las bombas como: • Bombas Tubulares • Bombas Tipo Insertables • Bombas de geometría simple • Bombas Multilobulares. • Bombas de para “alto caudal” • Bombas de “gran altura”.
EQUIPOS DE SUBSUELO
EQUIPOS • TUBERÍA DE PRODUCCIÓN:
•
•
Es una tubería de acero que comunica la bomba de subsuelo con el cabezal y la línea de flujo SARTA DE VARILLAS: Es un conjunto de varillas unidas entre sí por medio de cuplas formando la mencionada sarta, se introduce en el pozo y de esta forma se hace parte integral del sistema de bombeo de cavidad progresiva ESTATOR: Usualmente está conectado a la tubería de producción; es una hélice doble interna y moldeado a precisión, hecho de un elastómero sintético el cual está adherido dentro de un tubo de acero
– EL ROTOR. •
El rotor está fabricado con acero de alta resistencia mecanizado con precisión y recubierto con una capa de material altamente resistente a la abrasión. Se conecta a la sarta de cabillas (bombas tipo Tubular) las cuales le transmiten el movimiento de rotación desde la superficie (accionamiento o impulsor)
• NIPLE ASIENTO: Es
una pequeña unión sustituta que se corre en la sarta de producción. Permite fijar la instalación a la profundidad deseada y realizar una prueba de hermeticidad de cañería
EL NIPLE DE PARO
Es parte componente de la bomba y va roscado al extremo inferior del estator. Su función es: Hacer de Tope al rotor en el momento del espaciamiento, para que el rotor tenga el espacio suficiente para trabajar correctamente. Servir de pulmón al estiramiento de las varillas, con la unidad funcionando. Como succión de la bomba.
• NIPLE INTERMEDIO O NIPLE ESPACIADOR:
Su función es la de permitir el movimiento excéntrico de la cabeza del rotor con su cupla o reducción de conexión al trozo largo de maniobra o a la última varilla
• ELASTÓMEROS
Es la base del sistema BCP Son la base del sistema BCP en el que está moldeado el perfil de doble hélice del estator. De su correcta determinación y su interferencia con el rotor, depende la vida útil de una BCP.
Equipos de superficie Los equipos de superficie pueden ser : Cabezal de rotación Variadores de frecuencia Sistema de transmisión Sistema de frenado
CABEZAL DE ROTACIÓN Este equipo debe ser diseñado para manejar las cargas axiales de las varillas ,el rango de velocidad a la cual debe funcionar, la capacidad de freno y la potencia . •
Requiere bajos costos de mantenimiento, posee alta eficiencia, bajos costos de energía, es de fácil operación y de muy bajo ruido.
El cabezal de rotación, cumple con 4 funciones básicas: Soporte para las cargas axiales. Evitar o retardar el giro inverso de la sarta de cabillas. Aislar los fluidos del pozo del medio ambiente Soportar el accionamiento electro-mecánico
VARIADORES DE FRECUENCIA Estos equipos son utilizados para brindar la flexibilidad del cambio de velocidad en muy breve tiempo y sin recurrir a modificaciones mecánicas en los equipos. El Variador de frecuencia rectifica la corriente alterna requerida por el motor y la modula electrónicamente produciendo una señal de salida con frecuencia y voltaje diferente.
SISTEMA DE FRENADO • función
importante del cabezal es el frenado que requiere el sistema . Cuando un sistema BCP esta en operación, por que una cantidad significativa de energía se acumula en forma de torsión sobre las varillas Si el sistema se para repentinamente, la sarta de varillas de bombeo libera esa energía girando en forma inversa para liberar la torsión
SISTEMA DE TRANSMISIÓN (CORREAS Y POLEAS) • Dispositivo utilizado para
transferir la energía desde la fuente de energía primaria hasta el cabezal de rotación. La relación de transmisión con poleas y correas debe ser determinada dependiendo del tipo de cabezal seleccionado y de la potencia/torque que se deba transmitir a las varillas de bombeo
ventajas Produce fluidos altamente viscosos (2000500000) centipoise. Produce altas concentración de arena. La presencia de gas no bloquea la bomba, pero el gas libre a la succión resta parte de su capacidad, como sucede con cualquier bomba, causando una aparente ineficiencia. Bajos costos de inversión inicial y mantenimiento.
ventajas Los costos operativos son también mucho más bajos. Se señala ahorros de energía de hasta 60% al 75%. Simple instalación y operación. El sistema de accionamiento es también eficiente a causa de que la varillas de bombeo no se levantan y bajan, solo giran. Buena resistencia a la abrasión
desventajas Temperatura de operación 130°C a 178°C No es recomendable para pozos horizontales o direccionales (Desgaste por contacto entre las varillas y la cañería de producción). Alta sensibilidad a los fluidos producidos (elastómeros pueden hincharse o deteriorarse con el contacto de ciertos fluidos por períodos prolongados de tiempo).
desventajas Tasa de producción limitada 2000 a 4000 BPD Profundidad de producción 1800 m. ó 6000 ft. Requieren la remoción de la tubería de producción para sustituir la bomba (ya sea por falla, por adecuación o por cambio de sistema).
APLICACIONES El sistema de Bombeo por Cavidades Progresivas debe ser la primera opción a considerar en la explotación de pozos productores de petróleo por:
Baja inversión inicial. Bajos costos de transporte, instalación, operación y mantenimiento. Bajo impacto visual, muy bajos niveles de ruido y mínimos requerimientos de espacio físico tanto en el pozo como en almacén.
PCP
RANGO TÍPICO
RANGO MÁXIMO
Prof. De Ope. (TVD)
2000’-4500’
6000’
Vol. De Ope.
5-2200 BPD
4500 BPD
75-150 ºF
250 ºF
Temp. De Ope. Resist. A la corr.
De aceptable a buena
Manejo de gas
De aceptable a buena
Manejo de solidos Manejo de API
Motor Aplicación offshore Eficiencia del sist.
Excelente >35º API Excelente. La presencia de aromáticos en crudos de >35º API causan ondulaciones en el estator. Gas, Eléctrico o Hidráulico Buena-Motor de profundidad eléctrico o hidráulico 40 – 70 %
limitaciones Desgaste potencial del coupling del vástago y el tubing La eficiencia decrece con altos % de gas El nivel del fluido debe ser por encima de la bomba (sumergida) Sensible a algunos fluidos de producción Limitaciones de temperatura
bibliografía Halliburton, “Opening
new frontiers Progressing Cavity Pump http://halliburton.com/products/artificiallift/ ProgressingCavityPumps Ing. Nelvy Chacín. (2003). Bombeo de Cavidad Progresiva. El Tigre, Venezuela: ESP Oil Consultants.
Gracias por su atención