Bombeo Electro Sumergible (Partes)
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Bombeo Electro SumergibleCurso Basico
Beatriz CordobaPaula ErazoCarlos HerreraWell Completions and Productivity
Artificial Lift
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Objetivo del CursoAl finalizar este curso, usted estara en capacidad de:• Describir las caracteristicas, beneficios, desventajas y
aplicaciones de un sistema de BombeoElectrosumergible
• Explicar los componentes de un sistema de BombeoElectrosumergible y su operacion
• Realizar un diseno sencillo de un equipo de fondo y la seleccion de un equipo de superficie para BES
• Efectuar un diagnostico basico de problemas que se presentan en la operacion de un sistema BES
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Agenda del Curso• Dia 1 Generalidades Bombeo Electrosumergible
l Sistema BESl Aplicaciones – Ventajas – Desventajasl Componentes Basicos del Sistema
• Dia 2 Componentes Basicos del Sistema (Cont.)
Diseño y Selección de equipos BESl Fundamentos de Hidráulical Dimensionamiento de Equiposl Cálculos y Selección
Evaluación
• Dia 3 Ejemplos de diseno de sistema BES
Solucion de Problemasl Cartas amperimetricas
• Dia 4 Software SubPump para Diseño de BES
Evaluación Final
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Sistema BES
Utiliza la accion de una bomba centrifuga movida por un motor electrico sumergible, para imprimir al fluido de yacimiento la energia necesaria para alcanzar la superficie y ser producido.
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Ft./Lift12,000
11,000
10,000
9,000
8,000
7,000
6,000
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 BPD
Rango Tipico de Aplicacion de Levantamiento Artificial
Bombeo Mecanico
PCP Bombeo Hidraulico
BombeoElectrosumergible
Gas Lift
Comparacion de Metodos de Levantamiento Artificial
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Aplicaciones• Instalacion en revestimiento hasta de 4½ “• Producen desde 100 bpd hasta 100,000 bpd• Temperatura de fondo de hasta 350 F o mas con
materiales y construcciones especiales• Levantamiento hasta de 12,000 pies• Pozos verticales, desviados o horizontales, teniendo
en cuenta los dog leg existentes• Altos GOR utilizando manejadores de gas• Ambientes corrosivos o abrasivos, con materiales y
construcciones especiales
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Instalacion EstandarLa bomba se ubica por encima de perforaciones, de
forma que el fluido producido bana el exterior del motor, disipando el calor generado
Aplicaciones (Cont.)
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Instalacion encamisadaLa camisa obliga al fluido de produccion a banar la
superficie del motor (Cuando el equipo se ubica al frente o por debajo de perforaciones)
Aplicaciones (Cont.)
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Instalacion para Incremento de PresionPermite la inyeccion a alta presion en lineas de
transferencia o inyeccion de agua
Aplicaciones (Cont.)
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Instalacion con Succion en el FondoPara aplicaciones de drenaje o con baja presion de
succion
Aplicaciones (Cont.)
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Instalacion con Descarga en el FondoPara inyeccion en fondo a alta presion
Aplicaciones (Cont.)
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Ventajas• Flexibilidad y versatilidad del sistema:
– Amplio rango de volumenes– Se puede utilizar con baja presion de fondo– Pozos verticales o desviados– Amplia confiafilidad en aplicaciones costa afuera– Operacion bajo condiciones extremas (temperatura,
corrosion, abrasion) con la utilizacion de materiales y construcciones especiales
• La utilizacion de variadores amplia el rango de aplicacion de un mismo equipo
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Desventajas• La mayor limitacion de un sistema BES es la
temperatura:– Limite de temperatura del cable de potencia– Elastomeros utilizados en el equipo– Temperatura del motor
• Altos GOR pueden afectar el funcionamiento del equipo
• Alto contenido de solidos puede causar rapido desgaste y disminucion en el run life
• Altos dog leg alteran la instalacion y operacion
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Los componentes basicos de un equipo de fondo para BES son:
• Motor• Cable de Potencia• Protector• Seccion de entrada o Intake• Bomba• Sistema de Control y Monitoreo
Componentes del Sistema
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El MotorEs un motor trifasico, tipo jaula de ardilla, de induccion
de dos polos
Principio de Operacion
Componentes
Clasificacion
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Principio de Operacion - Motor
Cuando la corriente electrica fluye a traves de un conductor, provoca la induccion de un campo magnetico
Si la direccion de la corriente cambia, la direccion del campo magnetico tambien cambia
Corriente
Lineas de fuerzamagnetica
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Cuando el conductor se encuentra en forma de bucle, las lineas de fuerza son muy similares a las creadas alrededor de un iman
Se presentan campos magneticos de igual magnitud pero direccion contraria
Principio de Operacion – Motor (Cont.)
N
S
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Esto representa dos pares de polos N-S. La atraccion –repulsion hace rotar el bucle para balancear fuerzas
Principio de Operacion – Motor (Cont.)
Force Force
Force
Force +
N S
S
NN
S
+S
N
Corriente fluyendo atravesdel conductor
b) Desbalance defuerzas
c) Rotacion y balancede fuerzas
Force Force
Force
Force +
N S
S
NN
S
+S
N
Corriente fluyendo atravesdel conductor
b) Desbalance defuerzas
c) Rotacion y balancede fuerzas
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La rotacion requerida para el balanceo es de 90 grados. Si se aplica corriente alterna, la direccion de flujo de
corriente cambia 50 o 60 veces por segundo(invirtiendo el campo magnetico), asi la rotacion permanece constante mientras haya flujo de corriente.
Principio de Operacion – Motor (Cont.)
+
N S
S
N N
S
+S
N
NS
S
NN
S+
S
N
N
S+
S
N
+
Se crea un torque en el bucle de alambre
El bucle rota para balancear fuerzas
Si el campo magnetico se invierte , hay nuevamente desbalance
El bucle rota para balancear fuerzas
Rotacion total de 180 grados. Fuerzas balanceadas
+
N S
S
N N
S
+S
N
NS
S
NN
S+
S
N
N
S+
S
N
+
Se crea un torque en el bucle de alambre
El bucle rota para balancear fuerzas
Si el campo magnetico se invierte , hay nuevamente desbalance
El bucle rota para balancear fuerzas
Rotacion total de 180 grados. Fuerzas balanceadas
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Lo anterior es el funcionamiento cuando existe una sola fase de potencia.
El motor electrosumergible utiliza 3 fases, con un offset de 120 grados, conectadas en estrella para establecer un punto neutral
Principio de Operacion – Motor (Cont.)
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Componentes del Motor
Housing
Estator
Rotor
Bobinado del Estator
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EstatorEsta compuesto de laminas ranuradas de acero o bronce
compactadas a presion, bobinadas con tres alambres (uno por cada fase).
Componentes del Motor (Cont.)
Laminas Ranuradas
Compactadas a Presion
Bobinado
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Componentes del Motor (Cont.)RotorEs un dispositivo que rota dentro del estator. Esta
formado de laminas ranuradas de menor diametro que el estator, con barras de cobre en cada ranura.
Rotor
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Componentes del Motor (Cont.)
Debido a la forma en la que estan construidos, los rotores de los motores electrosumergibles son llamados tipo “Jaula de Ardilla”. Del numero de rotores presentes en el motor, depende la potencia entregada por el mismo.
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La corriente es “inducida” en el rotor, debido al campo magnetico creado en el estator.
Se crea la rotacion explicada anteriormente:
Componentes del Motor (Cont.)
+
Fuerza
Mo
vim
ien
toMo
vimien
to
Fuerza
N
S
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Rotor BearingSu funcion es brindar la capacidad de empuje radial y
axial al motor. Tiene agujeros de flujo para facilitar la lubricación del motor.
Componentes del Motor (Cont.)
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Thrust BearingSe ubica en la parte superior del motor, y su funcion es
soportar el empuje generado por todos los rotores
Componentes del Motor (Cont.)
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Componentes del Motor (Cont.)EjeEl eje del motor electrosumergible permite la circulación
de aceite dieléctrico a través de él y de los rotor bearing para asegurar la lubricación de sus partes móviles.
Rotores
Eje
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PotheadEste elemento permite conectar el motor de fondo,
mediante el cable de potencia, a la potencia suministrada en superficie
Componentes del Motor (Cont.)
Empalme con Cinta REDA
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Clasificacion de Motores
Series
375 : 3.75” OD
456 : 4.56” OD
540 : 5.40” OD
562 : 5.62” OD
738 : 7.38” OD
Rating
Variable -Dominator
S : Estandar 250 F BHT Pot. Fija
P : High Performance 250 F
BHT Potencia fija conservativa
M : Intermedio 300 F BHT Potencia fija
conservativa
H : Hotline 450 F en el motor Pot. Fija
R : Dominator 400F Temp. interna
Potencia Variable
Aislamiento
X: Peek, Sin barniz
K : Kapton, con barniz
Fija – Convencional
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Clasificacion de Motores (Cont.)
Configuracion
UT : Upper Tandem
CT : Center Tandem
LT : Lower Tandem
S : Single
NomenclaturaAl reunir todas las caracteristicas, se obtiene la
nomenclatura del motor:
456 SK UT, 150 HP 1315 V/ 71 A
Serie
Rating
Aislamiento
Configuracion Potencia, Voltaje y
Amperaje a 60 Hz
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Clasificacion de Motores (Cont.)
375 456 540 562 7380
200
400
600
800
1,000
1,200
Motor Series
60 H
z P
ote
nci
a M
áxim
a
375 456 540 562 7380
200
400
600
800
1,000
1,200
Motor Series375 456 540 562 738
0
200
400
600
800
1,000
1,200
Motor Series
60 H
z P
ote
nci
a M
áxim
a
375 456 540 562 7380
200
400
600
800
1,000
1,200
Motor SeriesMotor Series
Standard Intermedio HOTLINE
300F 450F +250F
Standard Intermedio HOTLINE
300F 450F +250F
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Aplicación de MotoresSeries OD Type Single HP Tandem Tandem max.
range max. HP sections375 3.75" SK, SX 6-21 106 5456 4.56" SK, SX 10-125 250 2
PK, PX 8-100 200 2MK, MX 8-100 200 2Dominator 24-216 360 2
540 5.43" SK, SX 21-208 625 3PK, PX 17-167 500 3MK, MX 17-167 500 3
562 5.62" Dominator 25-375 1000 3738 7.38" 738E 167-278 975 2
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El Cable de Potencia
El cable de potencia permite la alimentacion electrica al motor de fondo.
Conecta el motor sumergible con la potencia generada en superficie
Cable de potencia
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El cable adecuado para cada aplicacion, se selecciona teniendo en cuenta:
• Propiedades electricas• Dimensiones fisicas• Resistencia al ambiente de operacion• Resistencia mecanica• Temperatura• Condiciones de manejo• Espacio disponible (Clearance)
El Cable de Potencia (Cont.)
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El Cable de Potencia (Cont.)
CONDUCTOR SOLIDO COMPACTO ESTRIADO
AISLAMIENTOPPE
COPOLIMEROEPDM 1 EPDM 2 EPDM 3 EPDM 4
BARRERA CINTA TEDLARSOLEFEXTRUSION
FEPEXTRUSION HIGH-TEMP
TAPEPLOMO
CHAQUETAHDPE LOW -TEMP
NITRILOSTANDARDNITRILO
HIGH-TEMPNITRILO
EPDM
ARMADURAACERO GALVANIZADO
GALVANIZADOPESADO
DOUBLEGALVANIZADO
ACEROINOXIDABLE
MONEL
FORMAPLANO REDONDO
Opciones de Cable
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Componentes del Cable de Potencia
Conductor
Chaqueta
Barrera
Aislamiento
Tubo de Inyeccion (Opcional)
Armadura
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Componentes del Cable de Potencia (Cont.)
ConductorLa selección del tipo de conductor depende de:• Tamaño• Resistencia• Flexibilidad• Costo
Conductor
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Conductor• Solido
– Menor diametro / menor costo• Estriado
– Mayor flexibilidad / mayor resistencia• Compacto
– Hasta 10% menos diametro que el estriado
Componentes del Cable de Potencia (Cont.)
SOLIDO
ESTRIADO
COMPACTO
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Componentes del Cable de Potencia (Cont.)
ConductorCalibre: Depende de la necesidad de conducción de
voltaje y corriente, teniendo en cuenta las pérdidas de voltaje que se pueden presentar debido a la longitud del cable y la temperatura del pozo
Current (A) 0 20 40 60 80 100 120 140
0
10
20
30
40
50
60
Vol
tage
Dro
p (V
, per
1,0
00 ft
)
#1/0 AWG
#1 AWG
#2 AWG
#4 AWG#6 AWG
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Componentes del Cable de Potencia (Cont.)
ConductorAl calcular las pérdidas de voltaje, se debe aplicar un
factor de corrección por la temperatura del conductor
wellTIaTc +×= )( 2
Redalene (POTB)
Redalene (PPEO)
Redahot(ETKO)
Redahot(ETBO)
Redablack (EEF)
Redablack (EER)
Redalead (ELB)
Redalead (ELBE)
#6 #4 #2 #1 #1/O #2/00.0281
0.0199
0.0275
0.0200
0.0275
0.0199
0.0281
0.0202
0.0176
0.0112
0.0169
0.0117
0.0167
0.0115
0.0169
0.0116
0.0097
0.0062
0.0090
0.0062
0.0086
0.0058
0.0086
0.0058
0.0070
0.0045
0.0068
0.0046
0.0064
0.0043
0.0064
0.0042
0.0048
0.0031
0.0053
0.0034
0.0050
0.0032
0.0050
0.0031
0.0038
0.0025
0.0042
0.0027
0.0039
0.0025
0.0039
0.0025
Redalene (POTB)
Redalene (PPEO)
Redahot(ETKO)
Redahot(ETBO)
Redablack (EEF)
Redablack (EER)
Redalead (ELB)
Redalead (ELBE)
#6 #4 #2 #1 #1/O #2/00.0281
0.0199
0.0275
0.0200
0.0275
0.0199
0.0281
0.0202
0.0176
0.0112
0.0169
0.0117
0.0167
0.0115
0.0169
0.0116
0.0097
0.0062
0.0090
0.0062
0.0086
0.0058
0.0086
0.0058
0.0070
0.0045
0.0068
0.0046
0.0064
0.0043
0.0064
0.0042
0.0048
0.0031
0.0053
0.0034
0.0050
0.0032
0.0050
0.0031
0.0038
0.0025
0.0042
0.0027
0.0039
0.0025
0.0039
0.0025
Factor Multiplicador para VoltajeTemperatura del Conductor (F (C))
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Componentes del Cable de Potencia (Cont.)
AislamientoPara la selección del aislamiento se debe considerar:• Temperatura• Cambios de presión• GOR• Presencia de CO2• Efecto del crudo
Aislamiento
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Componentes del Cable de Potencia (Cont.)
AislamientoTipos de Aislamiento
Polipropileno Copolímero
Etilen-Propilen-Dieno-Metileno(EPDM)
•Termoplástico
•Limitado por temperatura
•Fácil proceso de fabricación
•Falla términa dramática
•Termoresistente
•Mayor resistencia a temperatura
•Proceso de fabricación complejo
•Falla términa gradual
•Ventajas:•Resistente a fluidos de pozo
•Buenas propiedades eléctricas
•Bajo Costo
•Desventajas•Baja resistencia a altas temperaturas (ablanda a 205°F)
•Se resquebraja bajo ciertas condiciones
•Ventajas:•Excelente para altas temperaturas (Hasta 550 °F)
•Buenas propiedades eléctricas pero mayor pérdida de potencia que el Polipropileno
•Desventajas•Baja resistencia fluidos de pozo. El EPDM se hincha al contacto con el aceite
•Suceptible a daño mecánico en elevadas temperaturas
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Componentes del Cable de Potencia (Cont.)
AislamientoRating de voltaje:• 3 kV: probado a 20 kV DC, 7 kV AC• 4 kV: probado a 30 kV DC, 10 kV AC• 5 kV: probado a 35 kV DC, 13 kV AC
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Componentes del Cable de Potencia (Cont.)
BarreraSe debe considerar:• Temperatura• Ambiente químico• Gas• Manipulación Barrera
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BarreraTipos• Cinta* Tedlar ™ - 300°F• Teflon ™ Moldeado * – 350°F• Cinta de Alta Temperatura – 400°F• Plomo – 550°F*La cinta brinda mayor resistencia a la temperatura, el moldeado es procesado
fácilmente
Componentes del Cable de Potencia (Cont.)
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Componentes del Cable de Potencia (Cont.)
ChaquetaLa selección depende de:• Temperatura• Ambiente químico• Gas• Manipulación Chaqueta
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ChaquetaTipos de Chaqueta • Polietileno de alta densidad HDPE (185°F)• Nitrilo 1 (250°F)• Nitrilo 2 (275°F)• Nitrilo 3 (350°F)• EPDM (más de 250°F)
Componentes del Cable de Potencia (Cont.)
HD
PE
Nitr
ile 1
Nitr
ile 2
Nitr
ile 3
EP
DM
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Componentes del Cable de Potencia (Cont.)
Chaqueta• EPDM
– Excelente estabilidad a altas temperaturas– Baja resistencia al aceite (Se hincha)
• Nitrilo– Excelente resistencia al aceite– Buenas propiedades físicas– Bajas propiedades eléctricas– Baja resistencia al agua (Se hincha)
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Componentes del Cable de Potencia (Cont.)
ArmaduraLa selección de la armadura tiene en cuenta:• Resistencia al daño• Contención de descompresión• Resistencia a la corrosión
Armadura
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Componentes del Cable de Potencia (Cont.)
ArmaduraTipos:• Acero galvanizado estándar• Acero galvanizado pesado• Doble galvanizado• Acero Inoxidable• Monel
Perfiles
Estándar Intercalado
Plano Intercalado
Plano
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Forma del Cable de Potencia
PLAN
O
REDO
NDO
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Familias de Cables REDA
• Polietileno (185°F)
• Redalene (205°F)
PPEPE
POTB PPEO
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blic
• Redahot (250 – 350°F)
• Redablack (300 – 400°F)
Familias de Cables REDA (Cont.)
ETBO
EER ETBEF
9/6/2005
28
Schlum
berger Public
55 Initials9/6/2005
Sch
lum
berg
er Pu
blic
• Redalead (400 – 450°F)
• Extensiones para motor (250 – 450°F)
Familias de Cables REDA (Cont.)
ELBE ELB
KELB
56 Initials9/6/2005
Sch
lum
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er Pu
blic
Familias de Cables REDA (Cont.)
9/6/2005
29
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berger Public
57 Initials9/6/2005
Sch
lum
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er Pu
blic
Conexión del Cable al MotorLos equipos REDA Schlumberger utilizan un empalme
con cinta para conectar el cable al motor, a diferencia de otros equipos que lo empalman mediante conexión “plug in”.
Características:
• Alta confiabilidad
• La mayor resistencia a la ruptura dentro de la industria
• Mayor tiempo de conexión que en el tipo “plug in”
58 Initials9/6/2005
Sch
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blic
Nomenclatura Cables
#4/1 KE O TB 0.015M 5F
Tamaño y Tipo del Conductor
Aislamiento
Chaqueta
Barrera
Espesor de la Armadura (in)
Armadura
Rating de Voltaje
Geometria
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30
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59 Initials9/6/2005
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Nomenclatura Cables (Cont.)
TAMAÑO Y TIPO DE CONDUCTOR AISLAMIENTO BARRERA CHAQUETA
Primer dígito : AWG PPE ó P: Polipropileno/Etileno S: Solef Moldeado PE: Polietileno de Alta Densidad (HDPE)Segundo dígito: E: EPDM TB-300: Cinta y cordón (Tedlar) O: Nitrilo (Resistente al aceite)
1: Sólido K: Polimida Kapton F: Fluopolimero Moldeado E: EPDM7: Estriado (Redondo) T: Cinta semiconductiva TB-400: Cinta y cordón de alta temperatura
7 C/S: Estriado Compacto S: Especial L: Plomo
ARMADURA RATING DE VOLTAJE GEOMETRIA
G: Acero Galvanizado 3: 3 Kv F: PlanoHG: Acero Galavanizado Pesado 4: 4Kv R: RedondoGG: Doble Galvanizado 5: 5KvSS: Acero Inoxidable 8: 8KvM: Monel
60 Initials9/6/2005
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blic
El ProtectorEs una parte vital en el funcionamiento del equipo de
fondo
Funciones
Tipos
Operacion
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31
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61 Initials9/6/2005
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Funciones del Protector
• Evitar el ingreso de fluidos del pozo al motor (el protector esta en contacto con el fluido del pozo en la cabeza, a traves del intake)
• Soportar el empuje producido por el movimiento(hacia arriba y hacia abajo)
• Transmitir el torque generado por el motor hacia el eje de la bomba
• Ecualizar presiones• Sirve como reservorio de aceite del motor
62 Initials9/6/2005
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Tipos de Protector• LaberintoUtiliza la diferencia de gravedad especifica entre el fluido
del pozo y el aceite del motor, para mantenerlos separados a pesar de que entran en contacto directo.
•Diseno de Tubo en U
•El nivel de fluido sube o baja segun las condiciones, para balancear la presion
•No es recomendable cuando el fluido del pozo tiene mayor gravedad especifica que el aceite del motor
•No recomendable en pozos horizontales o altamente desviados
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32
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63 Initials9/6/2005
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• Sello Positivo (Bolsa)Utiliza una barrera fisica para separar el fluido del pozo
del aceite del motor
Tipos de Protector (Cont.)
•La bolsa de elastomero cambia de volumen segun las condiciones y mantiene los fluidos separados
•Aplica cuando los fluidos de pozo y del motor son similares en gravedad especifica
•Aplica en pozos horizontales o altamente desviados
64 Initials9/6/2005
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Tipos de Protector (Cont.)
9/6/2005
33
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65 Initials9/6/2005
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• Protectores ModularesEs una combinacion de protectores tipo laberinto y de
sello positivo, utilizados para cubrir necesidades en aplicaciones especificas.
El protector modular se denomina de acuerdo al numero y tipo de camaras que tenga y a la forma en la que estas esten conectadas– Serie– Paralelo
Tipos de Protector (Cont.)
66 Initials9/6/2005
Sch
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Posibles configuraciones en protectores modulares• LSL• LSB• BSL• BSB• BPB
No es posible conectar dos laberintos en paralelo (LPL), ni una bolsa en paralelo con un laberinto(BPL)
Tipos de Protector (Cont.)
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34
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67 Initials9/6/2005
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Algunas posib
les combinacio
nes
LSLSBBSBSL BPBSLSLLSBBSLB L
Sello
Partes
en comunEjes
Camara de Empuje
Protectores ModularesCamarade bolsa
Camara Laberinto
Cabeza
Base
68 Initials9/6/2005
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Ciclo de Operación del Protector
Servicio al Protector previo a la instalacion
El sistema se ubica en la profundidad de diseño, el
aceite se expande
Ciclos de operación del Motor
El motor se detiene. El aceite se contrae
Inicia operacion del motor. El aceite se expande
El equipo se saca del pozo. El aceite se contrae
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35
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69 Initials9/6/2005
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Ciclo de Operación del Protector (Cont.)
Temperatura
OAT BHT MOT
80%
100%
110%Vo
lum
en d
e Ac
eite
1 2 3
4 5
6
Servicio al protector
InstalacionInicia
operación motor
Detencion Motor Ciclos de
Operación Motor
Equipo es sacado del pozo
Temperatura
OAT BHT MOT
80%
100%
110%Vo
lum
en d
e Ac
eite
OAT BHT MOT
80%
100%
110%Vo
lum
en d
e Ac
eite
11 22 33
44 55
66
Servicio al protector
InstalacionInicia
operación motor
Detencion Motor Ciclos de
Operación Motor
Equipo es sacado del pozo
La Bolsa se Contrae
Fluido de Pozo2 3 4 5 5
Aceite
El motor inicia operacion
El motor se detiene
Motor operando
Motor detenido
Instalaciondel equipo
Servicio al protector
La Bolsa se Expande
La Bolsa se Contrae
Mas Aceite Fluido de Pozo Fluido de PozoAceite1
Ciclo de Operación del Protector (Cont.)Protector LSB
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36
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La Bolsa se Contrae
Fluido de Pozo2 3 4 5 5
Aceite
El motor inicia operacion
El motor se detiene
Motor operando
Motor detenido
Instalaciondel equipo
Servicio al protector
La Bolsa se Expande
La Bolsa se Contrae
Mas Aceite Fluido de Pozo Fluido de PozoAceite1
Ciclo de Operación del Protector (Cont.)Protector LSB
Bolsa se Contrae
Bolsa se Contrae
Bolsa se Expande
Bolsa se Expande
Ciclo de Operación del Protector (Cont.)Protector BSB
Bolsa se Contrae
Bolsa se Contrae
El motor inicia operacion
El motor se detiene
Motor operando
Motor detenido
Instalaciondel equipo
Fluido de PozoAceite Mas Aceite Fluido de Pozo Fluido de Pozo
2 3 4 5 5
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37
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Bolsa se Contrae
Bolsa se Contrae
Bolsa se Expande
Bolsa se Expande
Bolsa se Contrae
Bolsa se Contrae
Protector BPBFluido de PozoAceite Mas Aceite Fluido de Pozo Fluido de Pozo
2 3 4 5 5
Ciclo de Operación del Protector (Cont.)
El motor inicia operacion
El motor se detiene
Motor operando
Motor detenido
Instalaciondel equipo
74 Initials9/6/2005
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Aplicaciones del Protector
Tipo Aplicación L LSL LSLSL B LSB
(B)
LSBPB BSL BSBSL BPBSL BPBPBBHT < 250 F 2 2 1 2 1 1 1 1 1 2250 F < BHT < 300 F 3 3 2 4 4 4 4 4 4 4
(A) 2 2 1 3 2 2 2 2 2 3G < 0.82 4 4 4 3 1 1 1 1 1 3Operación Intermitente 4 4 2 3 2 2 2 2 2 3Pozo Desviado 4 4 4 3 2 2 2 2 2 3Fluido de Pozo Miscible 4 4 4 3 1 1 1 1 1 3HP < 50 2 2 1 2 1 1 1 1 1 2HP < 150 2 2 1 4 1 1 1 1 1 2HP > 150 2 2 1 4 4 1 4 4 1 2Fluidos Agresivos 2 2 1 4 1 1 4 4 4 4
1 = Excellent 2 = Good 3 = Fair 4 = PoorKey:
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38
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75 Initials9/6/2005
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Aplicaciones del Protector (Cont.)
Temp. Limit (Grados F)*
Agua-AceiteH2SAminasQuimicos PolaresDioxido de Carbono
Nitrile250
11342
Carboxy-Nitrile275
13342
HSN300
113
1-22
Viton350
24434
Aflas400
11132
Neopreno
Relative Chemical Resistance Properties
1 = Excelente Resistencia Térmica a Largo Plazo (Baja dilatación/ Mantiene propiedades físicas)2 = Buena Resistencia Térmica a Largo Plazo (Dilatación Moderada/Mantiene propiedades físicas)3 = Aceptable – Depende del tiempo de exposición y de la temperatura (Buena resistencia a corto plazo)4 = Baja – Sin resistencia, incluso a corto plazo
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La Seccion de Entrada o Intake
La funcion del intake es permitir la entrada del fluido del pozo hacia la bomba.
Malla para minimizar entrada de
solidos a la bombaIntake Estándar
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77 Initials9/6/2005
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Efecto del Gas en los Sistemas BES
• Cuando hay presencia de gas en las primeras etapas de la bomba, éste ocupa una parte del area de flujo y disminuye la eficiencia volumetrica del sistema, disminuyendo la produccion.
• Si el impulsor se llena completamente de gas, se produce un “bloqueo por gas” y la bomba deja de desplazar fluido y por lo tanto, de producir.
Interferencia de Gas Interferencia de Gas Bloqueo por Gas Bloqueo por Gas
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Separadores de Gas• Son tambien secciones de entrada, pero algunos
componentes adicionales en el diseño evitan el paso de gas libre hacia la bomba
Estáticos
RF
Separacion por medio de la
inversión de la dirección de flujo
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79 Initials9/6/2005
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blic
Rotativos
DRS, GRS
Vortex
VGSA
Ejercen trabajo sobre el fluido para
lograr una mayor separacion de gas
Utiliza el efecto de remolino para
lograr una separacion de gas
mas eficiente
Mezclan la mayor cantidad posible de gas en el líquido, y el resto lo separa y lo expulsa al anular
Separadores de Gas (Cont.)
Dinamicos
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Separadores de Gas (Cont.)
5 – 20%80 – 95%Dinámico
50 – 75%25 – 50%Estatico (Flujo Inverso)
80 – 100%0 - 20%Intake Estándar
Gas que entra a la bomba
Eficiencia de Separacion
Tipo de Separador
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81 Initials9/6/2005
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Manejador de Gas
• Se requiere cuando el porcentaje de gas libre está entre el 30 y el 60% en volumen
• No separa el gas, sino que lo condiciona de forma que pueda ser producido por la bomba sin que se presente un bloqueo por gas.
• El AGH fue diseñado para aumentar la eficiencia volumetrica del sistema BES, manteniendo una relacion gas – liquido mayor. Este incremento en la RGL, disminuye la potencia requerida para levantar el fluido de producción.
82 Initials9/6/2005
Sch
lum
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er Pu
blic
Principios de Operación• Homogeneizar la mezcla de gas – liquido• Reducir el tamaño de la burbuja de gas• Poner el gas en solución• Hacer que el gas se mueva en la principal direccion
de flujo
Manejador de Gas (Cont.)
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42
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83 Initials9/6/2005
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• El AGH puede ser utilizado con un Intake estándar o con un separador de gas, dependiendo de la cantidad de gas presente y de la presencia de un empaque que impida la produccion de gas por el anular.
Manejador de Gas (Cont.)
Bomba
AGH
Intake Estándar
AGH
Separador de Gas
Bomba
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Poseidon
• Puede ser definido como una bomba multifásica o como un nuevo tipo de AGH
• Tiene una mayor capacidad de manejar gas libre
Hasta 75% de gas librePoseidon
Hasta 60% de gas libreAGH
Hasta 35% de gas libreSeparador de gas
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85 Initials9/6/2005
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blic
• Diseño de flujo axial
Poseidon (Cont.)
86 Initials9/6/2005
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La Bomba
Es una bomba centrifuga multietapa, imprime energia al fluido para alcanzar la superficie
Principio de Operación
Componentes
Clasificacion
Curva de Desempeño
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44
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87 Initials9/6/2005
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Principio de Operación de la Bomba
Una bomba centrifuga imprime energia al fluido mediante la rotacion de un impulsor dentro de un difusor.
La rotacion de los componentes convierte la velocidad (movimiento) en presión (cabeza).
Cada conjunto de impulsor y difusor conforman una etapa.
Impulsor
Difusor
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er Pu
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El impulsor toma el fluido y le imprime energia cinetica. El difusor convierte esta energia cinetica en energia potencial (Cabeza).
La funcion de cada etapa es llevar el fluido de un nivel a otro, incrementando su energia, hasta alcanzar una presion de descarga que permita que el fluido llegue a superficie.
Principio de Operación de la Bomba (Cont.)
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45
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89 Initials9/6/2005
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er Pu
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Componentes de la Bomba
• Impulsor (Impeller)Imprime energia cinetica (Velocidad) al fluido.
Pasajes para flujo
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• DifusorConvierte la energía cinetica en energia potencial
(Cabeza).
Componentes de la Bomba (Cont.)
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46
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91 Initials9/6/2005
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er Pu
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• EtapaEs el conjunto de un impulsor y un difusor
Las etapas pueden ser de flujo radial o flujo mixto.
Componentes de la Bomba (Cont.)
Impulsor
Difusor
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Sch
lum
berg
er Pu
blic
Etapa de Flujo RadialEl angulo de los pasajes de flujo es cercano a los 90
grados.
Este tipo de etapa es mas utilizado en aplicaciones de bajo caudal
Componentes de la Bomba (Cont.)
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93 Initials9/6/2005
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er Pu
blic
Componentes de la Bomba (Cont.)
Etapa de Flujo MixtoEl angulo de los pasajes de flujo es cercano a los 45
grados.
Este tipo de etapa es mas utilizado en aplicaciones de alto caudal
94 Initials9/6/2005
Sch
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er Pu
blic
Etapas de Flujo Mixto Vs. Etapas de flujo Radial
Componentes de la Bomba (Cont.)
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95 Initials9/6/2005
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er Pu
blic
• Eje y HousingEl numero de etapas requeridas segun el diseño, se
ensamblan sobre un eje, y se alojan en un housing de un tamaño adecuado para este numero especifico de etapas.
Componentes de la Bomba (Cont.)
Ensamble Bomba
96 Initials9/6/2005
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Clasificacion de Bombas
Series
A: 338 : 3.38” OD
D: 400 : 4.00” OD
G: 540 : 5.13” OD
S: 538 : 5.38” OD
H: 562 : 5.62” OD
Configuracion
Single
Construccion
Flotadora
Compresora
J: 675 : 6.75” OD
Upper Tandem
Center Tandem
Lower Tandem
Aplicaciones Especiales
Abrasion
Corrosion
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49
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• Bomba CompresoraTodos los impulsores estan fijos al eje, por lo tanto se
mueven como un solo cuerpo. Si un impulsor se mueve, el eje se mueve tambien.
Clasificacion de Bombas (Cont.)
Thrust Bearing del Protector
Thrust Bearing del Motor
Todo el empuje es soportado aquí
•Los impulsores, debido a la gravedad, se asientan en el difusor. Para evitar esto se realiza la operación llamada “Shimming”.
•El “Shimming” consiste en levantar el eje ubicando unas pequeñas calzas de lámina en el coupling, transmitiendo el empuje generado por la bomba directamente al eje del protector
98 Initials9/6/2005
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er Pu
blic
Clasificacion de Bombas (Cont.)• Bomba FlotadoraCada impulsor es libre de moverse hacia arriba o abajo
sobre el eje (Flota sobre el eje)
Empuje del Impulsor
•Los “thrust washers” se ubican en los puntos de contacto entre el impulsor y el difusor, y soportan el empuje generado por el movimiento de cada impulsor
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99 Initials9/6/2005
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• Bomba Compresora Vs. Flotadora
Clasificacion de Bombas (Cont.)
• Algunas etapas generan demasiado empuje para ser soportado solamente por los washers.
•Si hay corrosivos o abrasivos, es preferible manejar el empuje en un área lubricada por aceite del motor en lugar de fluido de pozo
•Debido a que todo el empuje es soportado por el protector, si éste tiene gran capacidad, la bomba puede trabajar en un rango mayor sin ver comprometida su integridad
• Cada etapa maneja su propio empuje, por lo tanto se pueden utilizar bastantes etapas en una bomba sin preocuparse por la capacidad del thrust bearing del protector
• Mayor facilidad en manufactura
•Mayor facilidad en instalación en campo porque no requiere shimming
Porqué utilizar COMPRESORA?Porqué utilizar FLOTADORA?
100 Initials9/6/2005
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Aplicaciones Especiales• AbrasiónPara aplicaciones con presencia de abrasión severa, se
utilizan etapas con bujes de circonio en la cabeza y la base, y distribuidas uniformemente a lo largo de la bomba, para brindar mayor soporte radial al eje. Además se utilizan thrust washers de mayor espesor. Esta configuración es llamada ARZ.
Clasificacion de Bombas (Cont.)
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101 Initials9/6/2005
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Clasificacion de Bombas (Cont.)
Aplicaciones Especiales• AbrasiónEn casos en que la abrasión es moderada, se utiliza una
configuración de Estabilización Mejorada (ES), la cual se utilizan bujes de circonio, pero unicamente en la cabeza y base.
102 Initials9/6/2005
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Clasificacion de Bombas (Cont.)
Aplicaciones Especiales• CorrosiónTodos los equipos del sistema electrosumergible tienen
la posibilidad de que el housing y sus partes externassean elaboradas en un material resistente a la corrosión llamado REDALLOY, en lugar del material convencional (Carbon Steel)
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103 Initials9/6/2005
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Nomenclatura
Clasificacion de Bombas (Cont.)
125 D N 1300 CR CT ARZ RA
Numero de Etapas
Serie
Material de las Etapas
Caudal en el mejor punto de eficiencia
Tipo de construccion
Configuracion
Aplicacion especial
Material del Housing
104 Initials9/6/2005
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Abreviaturas Utilizadas en la Nomenclatura de Bombas
Clasificacion de Bombas (Cont.)
Nomenclatura para Abreviatura DefinicionARZ Resistente a la abrasion. Bushing y Sleeve en ZirconioES Estabilizacion mejoradaRA RedaloyCS Carbon SteelSS Acero InoxidableC Compresora
FL FlotadoraCR Compression RingCT Center TandemLT Lower TandemUT Upper TandemS Single
Eje HSS Eje de alta resistencia
Configuracion
Aplicacion especial
Material del Housing
Construccion
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53
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105 Initials9/6/2005
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Curva de Desempeño de la BombaREDA
A
SN8500 1.00
Rev.
60 Hz / 3500 RPM 538 Series - 1 Stage(s) - Sp. Gr.Pump Performance CurveOptimum Operating RangeNominal Housing DiameterShaft DiameterShaft Cross Sectional AreaMinimum Casing Size
6000 - 110005.38
1.0000.7857.000
bpdinchesinchesin ²inches
Shaft Brake Horsepower Limit
Housing Burst Pressure Limit
StandardHigh StrengthStandardButtressWelded
375600N/A
60006000
HpHppsipsipsi
0 2,500 5,000 7,500 10,000 12,500 15,000
REDAA
SN8500 1.00
Rev.
60 Hz / 3500 RPM 538 Series - 1 Stage(s) - Sp. Gr.Pump Performance CurveOptimum Operating RangeNominal Housing DiameterShaft DiameterShaft Cross Sectional AreaMinimum Casing Size
6000 - 110005.38
1.0000.7857.000
bpdinchesinchesin ²inches
Shaft Brake Horsepower Limit
Housing Burst Pressure Limit
StandardHigh StrengthStandardButtressWelded
375600N/A
60006000
HpHppsipsipsi
EffHpFeet
Capacity - Barrels per Day
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
B.E.P.Q = 8810H = 36.87P = 3.18E = 75.23
10
20
30
40
50
60
70
2.50
5.00
7.50
10.00
12.50
15.00
17.50
Downthrust Upthrust
106 Initials9/6/2005
Sch
lum
berg
er Pu
blic
0
1 0 0 0
2 0 0 0
3 0 0 0
4 0 0 0
TD
H,
ft
0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0
R a t e , B b l / D
Reda 400 DN1750 / 75 Stgs / 60.0 HzPump Performance (TDH)
R e g : A u t h o r i z e d U s e r - S c h l u m b e r g e r
Pump Curve at 60.0 Hz Pump Curve at 50.0 HzPump Curve at 55.0 Hz Pump Curve at 65.0 HzPump Curve at 70.0 Hz Min-Max Optimum RateWell System Curve(Truncated) Design Point
Curva de Desempeño de la Bomba (Cont.)
-500
0
500
1000
1500
TDH
, ft
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Rate, Bbl/D
Reda 540 GN5600 / 36 Stgs / 45.0 HzPump Performance (TDH)
Reg: Authorized User - Schlumberger
Pump Curve at 45.0 Hz Pump Curve at 35.0 HzPump Curve at 40.0 Hz Pump Curve at 50.0 HzPump Curve at 55.0 Hz Min-Max Optimum RateWell System Curve(Truncated) Design Point
-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
TDH
, ft
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900Rate, Bbl/D
Reda 400 DN675 / 174 Stgs / 53.0 HzPump Performance (TDH)
Reg: Authorized User - Schlumberger
Pump Curve at 53.0 Hz Pump Curve at 43.0 HzPump Curve at 48.0 Hz Pump Curve at 58.0 HzPump Curve at 63.0 Hz Min-Max Optimum RateWell System Curve Design Point
En el cono de Eficiencia
En Upthrust
En Downthrust
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107 Initials9/6/2005
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MonitoreoPara realizar un monitoreo constante a las condiciones
de fondo y a la operación del equipo electrosumergible, se utilizan sensores de fondo que permiten llevar un registro de ciertas variables relevantes para poder realizar evaluaciones y efectuar diagnósticos.
108 Initials9/6/2005
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Usos de los datos de monitoreo:• Confiabilidad del Equipo• Información de Drawdown• Control de Yacimiento• Ajustes Históricos
Monitoreo (Cont.)
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REAL TIME
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(psi
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109 Initials9/6/2005
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Porqué monitorear?• Maximizar Beneficios por:
– Reducir Costos Operativos– Reducir Tiempo Pérdido– Control de parámetros Operacionales
• Minimizar Fallas• Mejoras en la producción• Mejora en diseños de BES• Mejora eficiencia de Recursos
Monitoreo (Cont.)
Time
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Pro
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ctio
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Economic LimitEconomic Limit
Incremental oil
Incremental oil
Economic LimitEconomic Limit
Time
Oil
Pro
du
ctio
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Incremental oil
Incremental oil
Incremental oil
Incremental oil
Economic LimitEconomic LimitEconomic LimitEconomic Limit
110 Initials9/6/2005
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El sistema de monitoreo consta de:• Sensor de fondo• Componentes de potencia y telemetría• Equipo de superficie
Monitoreo (Cont.)
3 Phase Choke
Measurement sensors
Signal to sigma / WB2 Unit
Protection & Coupling
Gauge
ESP
VSD
Step-Up Transformer
Coupling & Protection
power
signal
3 Phase Choke3 Phase Choke
Measurement sensorsMeasurement sensors
Signal to sigma / WB2 Unit
Protection & CouplingProtection & Coupling
Gauge
ESP
VSD
Step-Up Transformer
ESP
VSD
Step-Up Transformer
Coupling & Protection
powerpowerpower
signalsignalsignal
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111 Initials9/6/2005
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• El Sensor de Fondo– Dos tipos:
• Surveyor
• Phoenix Multisensor
– Conectado al motor a través de un adaptador– Potencia eléctrica a través del motor– Recibe/Transmite señal digital a superficie
Monitoreo (Cont.)
112 Initials9/6/2005
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• Potencia y Telemetría– Recibe un bajo voltaje DC a través del motor (Cable de
Potencia)– Los circuitos y el software en el sensor, digitalizan la
señal de los transductores y la envían a superficie
Monitoreo (Cont.)
9/6/2005
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113 Initials9/6/2005
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• Equipo de Superficie– Energiza el sensor– Extrae los datos obtenidos del sensor– Salida de datos recibidos– Señales de control locales para operación ESP– Dos modelos:
• Para Surveyor: Sigma/WB2
• Para Phoenix: ISP
Monitoreo (Cont.)
114 Initials9/6/2005
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Surveyor• Tipo de Sensor: Capacitivo• Rating Temperatura: 250 °F• Exactitud en Temperatura: 3 °F• Resolución en Temperatura: 0.1 °F• Rating de Presión: 5000 psi• Exactitud en Presión: 25 psi• Resolución en Presión: 0.1 psi
Monitoreo (Cont.)
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115 Initials9/6/2005
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Monitoreo (Cont.)
• Parámetros que monitorea:– Presión en el Intake (PIP)– Temperatura en el Intake
• El Sigma/WB2 – SD1– Es el puerto de llegada de la información transmitida
por el Surveyor– El WB2 tiene puertos de entrada y salida, y la cavidad
para la instalación del Smart Display (SD1)
116 Initials9/6/2005
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• El Sigma/WB2 – SD1– El SD1 se utiliza para configurar el WB2 y para mostrar
las lecturas del sensor– Opción para transmisión de datos
Monitoreo (Cont.)
Sigma / WB2 Smart Display
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117 Initials9/6/2005
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Phoenix Multi Sensor• Tipo de Sensor: Strain• Rating Temperatura: 302 °F• Exactitud en Temperatura: 1%• Resolución en Temp.: 0.1 °F• Rating de Presión: 5600 psi• Exactitud en Presión: 0.1%• Resolución en Presión: 0.1 psi
Monitoreo (Cont.)
ChokeConsul
IntegratedSurface
panel
MDT
Discharge head
Flow Meter
ESP system
ChokeConsul
IntegratedSurface
panel
MDT
Discharge head
Flow Meter
ESP system
118 Initials9/6/2005
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• Parámetros que Monitorea
Monitoreo (Cont.)
XXXFugas de Corriente
XXPresión de Descarga
XXXVibración
XFlujo
XXXTemperatura del Motor
XXXTemperatura en el Intake
XXXPresión en el Intake (PIP)
TIPO 2TIPO 1TIPO 0PARÁMETRO
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119 Initials9/6/2005
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Monitoreo (Cont.)
PIP
Medición de presión por estrangulamiento en rango de 5000 psi o de 10000 psi con un transductor de alta presión
Temperatura Intake Sensor semiconductor
de temperatura, calibrado en un horno
Presión de Descarga
Igual mecanismo de medición que la PIP. Una línea de ¼” se extiende desde el sensor hasta la cabeza de descarga para la lectura
Temperatura del Motor
•Temperatura del Bobinado: Termocupla hacia el bobinado del motor
•Temperatura del Aceite: Termocupla hacia el aceite en la base del motor
Vibración Acelerómetro
Flujo: Medición por turbina en la cabeza de descarga
120 Initials9/6/2005
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• El ISP (Integrated Surface Panel)– Registra la información generada por las mediciones
del sensor de fondo– Opción para transmisión de datos
Monitoreo (Cont.)
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121 Initials9/6/2005
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InterACT• Acceso global remoto vía satélite a la información• Monitoreo, manipulación y control de las operaciones
de campo desde un acceso remoto• Disminuye Capex (Equipo sencillo y fácil de instalar) y
Opex (Personal, Transporte)• Reduce riesgos de seguridad física, al minimizar el
desplazamiento de personal a locación
Monitoreo Remoto
122 Initials9/6/2005
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Monitoreo Remoto (Cont.)
PAC y Radio
Antena
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Monitoreo Remoto (Cont.)
124 Initials9/6/2005
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Solución de Problemas
La unidad se detuvo y no re arranca
Asegúrese que la unidad está
energizadaVerifique los
fusibles
Tomar medidas de resistencia fase –fase y fase – tierra. Verificar balance.
Calcular la continuidad del sistema (Motor – Cable)
Si la continuidad es muy baja respecto a lo normal, puede haber
presencia de un corto circuito
Tomar medidas eléctricas en vacío al equipo de superficie, y chequear que
el voltaje de superficie corresponda al requerido por el motor.
Inspeccione Visualmente todas las conexiones, bornes y
cables
Tratar de arrancar la unidad (solo 1 vez), y monitorear el voltaje y la
corriente
Evaluar la caída de voltaje en el arranque (máximo 30-40% del voltaje
en vacío)
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Solución de Problemas (Cont.)
Evaluar la caída de voltaje en el arranque (máximo 30-40%
del voltaje en vacío)
El voltaje de arranque debe ser como mínimo del 60% del valor
del voltaje en vacío
La corriente se debe incrementar y disminuir gradualmente hasta
un valor normal.
Si la corriente permanece alta durante 5 segundos o mas, existe posibilidad de:
•Bomba pegada o apretada
•Falta de una fase
•Bomba en un Dog Leg
Detener el equipo y determinar la causa
La unidad se detuvo y no re arranca
INVESTIGUE TODAS LAS POSIBILIDADES EN SUPERFICIE ANTES DE SACAR EL EQUIPO DE FONDO
126 Initials9/6/2005
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Solución de Problemas (Cont.)Corriente de ArranqueGuías para diagnóstico teniendo en cuenta la corriente
de arranque
Indica una condición de rotor atascado5 a 6 veces el amperaje de placa del motor
Unidad posiblemente corriendo apretada pero con suficiente voltaje
4.5 veces el amperaje de placa del motor
Arranque normal. La unidad esta funcionando. Suficiente voltaje
4 veces el amperaje de placa del motor
La unidad está corriendo. Si es así, presentó un arranque suave con suficiente voltaje
3.5 veces el amperaje de placa del motor
Entonces...Si la corriente de arranque es...
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127 Initials9/6/2005
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Bomba Atascada
Solución de Problemas (Cont.)
El voltaje no disminuye como se espera (voltaje de arranque) y la
corriente permanece alta
Bomba Pegada
Bomba Liberada
Sacar equipo de fondo y reparar
Intentar liberar bomba máximo 3
vecesBomba Pegada
Intentar otro método para liberar bomba (Acido)
128 Initials9/6/2005
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Cartas Amperimetricas
• Una carta amperimetrica correctamente interpretada puede mostrar cambios importantes en las condiciones de operación de los equipos
• Refleja las alteraciones y desbalances que se presentan en la interacción entre el equipo de fondo y el pozo, y permite efectuar acciones correctivas sin necesidad de sacar el equipo del pozo
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129 Initials9/6/2005
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Para el análisis de cartas amperimétricas, asumiremos la operación de un motor con una corriente de placa de 40 Amperios, cargado a 100% de su capacidad. Para este equipo se han ajustado los valores de sobrecargaa 46 Amperios (115% del valor de placa) y el debajacarga a 32 Amperios (80% de la corriente deoperación).
Cartas Amperimetricas (Cont.)
130 Initials9/6/2005
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Cartas Amperimetricas (Cont.)
Operación Normal
• Esta es una carta típica de amperaje.
Sabemos que la unidad de subsuelo
esta operando correctamente y
consumiendo los 40 amperios de
placa. (Hemos tomado medidas de
alta con un amperimetro a la salida
del Xmer).
• Puede haber algo anormal con esta
unidad?
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• Realmente no. Si cambiamos la
relación de transformación y
colocamos una carta nueva,
obtendremos un registro a la escala
adecuada. (40 amperios).
• Esta es una carta de amperaje normal.
Tiene el pico de arranque seguido de
una línea suave y simétrica a 40
amperios. Esto representa una
condición ideal.
Cartas Amperimetricas (Cont.)
132 Initials9/6/2005
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Fluctuaciones de Energía
• Picos periodicos que cruzan el
trayecto normal de operación.
• La causa más común, son cargas
periodicas del sistema que pueden ser
consecuencia de descargas
eléctricas cayendo, fluctuaciones en
la fuente primaria, o encendido de
otros elementos conectados a la
misma fuente
Cartas Amperimetricas (Cont.)
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Bloqueo por Gas
• El gas comienza a entrar en la bomba
causando un bloqueo por gas. La
variación en la gravedad especifica
causa oscilación del amperaje.
• Usualmente un episodio de bloqueo
por gas lleva a una parada por baja
carga
Cartas Amperimetricas (Cont.)
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Descarga de Fluido de Control
• Se está descargando fluido de control.
La alta gravedad de este fluido lleva a
un incremento de corriente mientras
este es desplazado completamente.
• Se debe ajustar el setting de
sobrecarga por encima del 115 %
mientras se desplaza, y arrancar a
una frecuencia menor de la de
operación.
Cartas Amperimetricas (Cont.)
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Bajo Nivel de Fluido (Caso I)
• Este es un caso donde la bomba opera
a una rata mayor que el aporte del
pozo. Se reduce el nivel de fluido y el
gas comienza a separarse llegando a
un bloqueo por gas.
• Las posibles soluciones son: recircular
fluido, profundizar la bomba, rediseñar
la bomba u operar el equipo a menor
frecuencia.
Cartas Amperimetricas (Cont.)
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Bajo Nivel de Fluido (Caso II)
• Este es un caso similar al anterior, pero
sin presencia de gas. Simplemente el nivel
de fluido cae y se presenta un descenso
en la corriente de operación. El pozo no
alcanza a llenar el anular para cargar la
bomba, y el intento de arranque es fallido
• El sistema es muy grande para la
aplicación y debe ser rediseñado o el pozo
estimulado.
Cartas Amperimetricas (Cont.)
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Exceso de Ciclos de Operacion
• En este caso se presentan varios
ciclos de operación de muy corta
duración. Pueden ser causados por el
uso de un motor demasiado grande,
taponamiento de la tubería, válvulas
cerradas o fugas en el tubing
• Esta situación es muy perjudicial para
el equipo, y debe ser corregida
inmediatamente.
Cartas Amperimetricas (Cont.)
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Cartas Amperimetricas (Cont.)
Gas Libre en la Bomba
• El equipo está operando cerca de los
niveles de diseño, pero con presencia
de gas dentro de la bomba, o en
ocasiones por la producción de
fluidos emulsificados
• Este fenómeno representa también
una disminución en la producción en
superficie
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Apagado Inmediato por Baja Carga
• El fluido no tiene la suficiente densidad o
volumen para cargar el motor por encima
del setting de baja carga.
• Si se sabe que hay fluido disponible en el
intake, es posible corregir esta situación
disminuyendo el valor del setting de baja
carga.
• Posibilidad de un eje roto
Cartas Amperimetricas (Cont.)
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Falla en Apagado por Baja Carga
• La unidad bombea fluido al pozo hasta el
punto en que no hay fluido para producir,
pero el equipo continua funcionando sin
carga hasta que se genera suficiente
calor para quemar el motor y se activa la
alarma de sobrecarga.
• Este es un caso donde la alarma de
bajacarga fué ajustada a un valor muy
bajo.
Cartas Amperimetricas (Cont.)
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141 Initials9/6/2005
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Sobre Carga
• Incremento en la gravedad del fluido o
en la viscosidad. (Formación de
emulsiones)
• Producción de arena.
• Problemas eléctricos o mecánicos en
el equipo de subsuelo o de superficie.
• Hasta que la causa de la sobrecarga
no haya sido determinada, no se debe
intentar arrancar el equipo.
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Manejo de Sólidos
• Partículas sólidas que ingresan a la bomba
(scale, arena, lodo, etc.)
• El pozo debe ser limpiado siempre para
remover los materiales extraños antes de
arrancar la bomba.
• Es recomendable inicialmente producir el
pozo a una rata baja, para crear el
drawdown suavemente
Cartas Amperimetricas (Cont.)
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143 Initials9/6/2005
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Excesivos Intentos de Arranque
• Cuando se presenta parada por
sobrecarga, no se debe intentar
rearrancar hasta descubrir y dar
solución a las causas
• Estos rearranques pueden llegar a
destruir piezas del equipo que aún
estan en buen estado.
Cartas Amperimetricas (Cont.)
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144 Initials9/6/2005
Sch
lum
berg
er Pu
blic
Cartas Amperimetricas (Cont.)Emulsiones o Cargas en Superficie
• Una posible causa es la formacion de
emulsiones dentro de la bomba, que son
desalojadas periodicamente.
• Disminucion en el voltaje de superficie
debido a otros equipos conectados a la
misma linea, que se encuentran en un ciclo
de encendido y apagado o maximo y minimo.
• Defectos en el sistema de control del
generador
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