República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica De la Fuerza Armada Bolivariana

Núcleo- San TomeCátedra: Producción II

BOMBEO MECÁNICO

Ponentes:

El Refai Firas C.I 20.172.976Estrada Ángel C.I 11.965.262Gómez Marceris C.I 16.758.172Guerrero Carmen C.I 18.957.063Texier Héctor C.I 14.132.058

Facilitador:

Ing. Edgar Velázquez

San Tomé, Abril 2013

El Bombeo Mecánico:

• Simplicidad• facilidad de operación• optimización y workover.

BOMBEO MECÁNICO

Equipos que lo conforman

•Bomba de subsuelo•Sarta de cabillas. •Motor eléctrico o de combustión interna.•Sistema de engranajes y correas.

60% de los pozos de extracción artificial en Venezuela utilizan este medio.

• Crudos pesados y extra pesados

• No es recomendable en pozos desviados

• Existen límites para la aplicación en cuanto profundidad y caudales a levantar.

• Se debe conocer: tasa de producción esperada.• las cargas a soportar por las cabillas• Costos de energía, aporte del yacimiento, etc. • No es aplicable en pozos con contenido de arenas• Se utiliza en pozos con temperaturas no mayores a 500 °F.

APLICACIÓN

Rangos para aplicar el método

Gravedad API 8.5 a 20

Profundidad 400 a 9000pies

Relación gas petróleo 500PCgas/bbl

Tasa de fluido 20 y 2000bbl/días.

Viscosidad < 10000cp

COMPONENTES DEL BOMBEO MECÁNICO

Convierte el movimiento angular del eje de un motor o reciproco vertical, a una velocidad apropiada con la finalidad de accionar la sarta de cabillas y la bomba de subsuelo, mantiene la verticalidad de la barra pulida

1

1

2

Encargado de suministra la energía necesaria a la unidad de bombeo para levantar los fluidos de pozo. Pueden ser de combustión interna o eléctrica.

2

3

Permite cambiar por medio de engranajes la velocidad entregada por el motor, suficiente para permitir el movimiento del balancín, para llegar a una velocidad de bombeo adecuada.

3

4

Maquina integrada, cuyo objetivo es de convertir el movimiento angular del eje en un motor o reciproco vertical, a una velocidad apropiada con la finalidad de accionar la sarta de cabillas y la bomba de subsuelo.

4

5

Cámara cilíndrica que contienen los elementos de empaque que se ajustan a la barra pulida permitiendo sellar el espacio existente entre la barra pulida y la tubería de producción, para evitar el derrame de crudo producido

5

Parte 1: Equipos de Superficie

Parte 1: Equipos de Superficie

El Cabezal del Pozo: utiliza válvulas para el control de los fluidos, así como los accesorios para la operación del equipo de bombeo mecánico y el aparejo de producción

6

Ó Barra pulida: Es un eslabón sumamente importante entre el equipo de superficie y el equipo de fondo ya que soporta el peso de la sarta de cabillas, de la bomba y del fluido dentro de la tubería. En cada ciclo la misma esta sometida a fuerzas de flotación y de fricción, cargas de aceleración y de vibración.

Parte 1: Equipos de Superficie

8Es el enlace entre la unidad de bombeo instalada en superficie y la bomba de subsuelo. Transfiere energía, soportar las cargas y accionar la bomba de subsuelo.

8

7Constituye la parte fundamental de todo el sistema de bombeo

9Ubicada en el pistón, el tipo bola y asiento, permite la entrada del fluido del barril al pistón.

910

10Facilita la entrada del fluido desde el pozo hasta el barril de la bomba

11

11Se instala en la tubería de producción, siendo éste el que absorbe la carga de la tubería. Elimina el estiramiento y compresión de la tubería de producción, lo cual al rozar con la sarta de cabillas ocasionaría el desgaste de ambos.

12 Tiene por objeto conducir el fluido que se está bombeando desde el fondo del pozo hasta la superficie. Este es a menudo anclado al casing e instalado bajo tensión, con el fin de minimizar el movimiento de la tubería, el desgaste y doblaje de las varillas.

12

Equipos de Fondo

COMPONENTES DEL BOMBEO MECÁNICO

Parte 2

Parte 3: Bombas de subsuelo

El levantamiento del crudo se realiza mediante el empuje de las bombas de subsuelo.

Existen dos tipos principales de diseños para estas bombas: Bomba de TubingBomba De Inserto

• Son eficientes y técnicamente simples. • Las tasas de producción se pueden adaptar

fácilmente • Los fluidos viscosos generalmente no son un

problema. • de sólidos.

FALLAS COMÚN EN LOS COMPONENTES DEL BOMBEO MECÁNICO

Fatiga por diseño de operación

Falla por sobre torque

Problemas en Varillas

Falla por Co2

Falla por Dobles

VENTAJAS DEL BOMBEO MECÁNICO

• Confiabilidad y bajo mantenimiento.• Alto valor residual del equipo de superficie.

• Permite alcanzar un alto grado de depleción.• Permite varias alternativas para la fuente de poder (motor diesel o

eléctrico)• Fácil reparación técnica.• Tolerancia a las altas temperaturas.• Facilidad para el intercambio de unidades entre pozos.• Aplicable a huecos estrechos y completamientos múltiples.• Permite el levantamiento de crudos con viscosidades relativamente

altas.• Fácil aplicación de tratamientos contra la corrosión.• Permite una operación más eficiente mediante el uso de unidades con

doble sistema de válvulas, lo que permite bombear tanto en la carrera ascendente, como en la descendente.

DESVENTAJAS DEL BOMBEO MECÁNICO

• Los caudales que permite bombear son relativamente bajos.• Requiere de gran espacio en superficie, siendo poco recomendable en

plataformas costa afuera y en locaciones urbanas.• Presenta mayor desgaste de las varillas en pozos desviados.• Problemas de fricción en pozos tortuosos.• Baja tolerancia a la producción de sólidos.• Limitado por profundidad (debido a la resistencia de las varillas de succión)• Baja eficiencia volumétrica en pozos con alta producción de gas.• Susceptible a la formación de parafinas.• El tubing no puede ser recubierto internamente para protegerlo contra la

corrosión.• Poca resistencia al contenido de H2S. (acido sulfúrico)• En pozos de diámetro pequeño, se limita el caudal a producir, por el tamaño del

equipo de subsuelo.

CLASIFICACIÓN DE LOS BALANCINES

Balancines Convencionales: Es el más antiguo y usado en la industria. Estas unidades basan su geometría en un sistema de palanca CLASE I, es decir con un punto de apoyo en el medio de la viga balancín.Ventajas Desventajas

Puede girar en sentido a las manillas del reloj y contrario

Puede requerir una caja de velocidad mas rápida que otras unidades

Puede bombear mas rápido que el Mark II

Requiere menos contrabalanceo que el Mark II

Balancines Mark II: Reducen el torque y la carga, con respecto las unidades convencionales debido a la ubicación de la caja reductora y el punto de apoyo externoVentajas Desventajas

Tiene bajo torque, en muchos caso se debe al uso de varillas de acero.

No puede Bombear tan rápido como el convencional

Puede reducir costos entre el 5 y 10% en uso de electricidad.

Puede solo girar en sentido contrarioa las manillas del reloj

En caso de fluidos pesados puede causar daños a la varillas y bomba

Unidad Mark IiUnidad Convencionales

CLASIFICACIÓN DE LOS BALANCINES

Unidad Balanceada por aire: 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 más pequeño, minimizando los costos de traslado y de montaje.

CLASIFICACIÓN DE LOS BALANCINES

Ventajas Desventajas

Es más compacta q otras unidades, lo que reduce costos de envió.

Son más complicados y requieren mayor mantenimiento

Puede girar en sentido a las manillas del reloj y contrario

La condensación de aire en el cilindro puede constituir serios problemas

Requiere menos contrabalanceo que el Mark II

En caso de fluidos pesados puede causar daños a la varillas y bomba

Reverse Mark II: Ofrece una alternativa mejorada al diseño y geometría de las unidades convencionales pueden reducir el torque y los requerimientos de potencia en muchas aplicaciones de bombeo.

OTROS TIPOS DE BALANCINES

Unidades de bombeo rotaflex: Este sistema utiliza tecnología probada e innovación en el diseño para proveer una eficiencia excelente y eficacia en los costos para pozos profundos, problemáticos y de alto potencial.

Unidades de bombeo de bajo perfil o Movil: diseñadas para instalación en campos de irrigación con sistemas de aspersores móviles o en áreas urbanas donde las características del bajo perfil seria deseadas

OTROS TIPOS DE BALANCINES

CONCLUSIONES

•Es un mecanismo eficiente y seguro •es poco costoso•prácticamente puede ser utilizado para cualquier tipo de crudo

(ºAPI), •es capaz de manejar tasas de producción entre 20, 30 y 40 barriles

por días.•Los equipos de superficie que conforman a este método son de fácil

acceso y de poco costo para su mantenimiento, •Este equipo cuenta

GRACIAS, POR SU ATENCIÓN