Bombeo Mecánico Producc III

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1 SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL BOMBEO MECÁNICO 1. ANTECEDENTES El bombeo mecánico convencional nació prácticamente a la par con la industria petrolera, cuando el Coronel Drake; perforo un pozo que era de su pertenecía ubicado en Pennsylvania aproximadamente en 1859. En aquella época la perforación se hacía con herramientas de percusión, donde la mecha se suspendía mediante una especie de balancín hecho con madera y se dejaba caer. Cuando el pozo moría, era más fácil usar el balancín de madera que había quedado en el sitio para operar la bomba de sub.-suelo; así nació lo que hoy conocemos como BMC, aunque hoy en día no se usan balancines ni cabillas de madera y mucho menos maquinas a vapor, los componentes del método aún se conservan. El balancín, el cual es el símbolo reconocido a nivel mundial, del BMC; todavía se usa para convertir el movimiento rotatorio del motor en reciprocante y así impulsar la bomba. Otros componentes son las cabillas y la bomba, misma que todavía usa un pistón, el barril y las válvulas, (viajera y fija). La evolución de estos componentes, tanto en diseño como en materiales, la tecnología electrónica y el avance en las aplicaciones de análisis y diseño, han contribuido para que el bombeo mecánico convencional moderno haya dejado de ser la cenicienta de los métodos de producción reservado solo a pozos que llegaban al final de su vida productiva. Por su larga historia no es difícil pensar que este método es el más popular y usado en la petrolera a nivel mundial. 2. MARCO TEÓRICO 2.1. Funcionamiento del Sistema de Bombeo Mecánico Consiste fundamentalmente en una bomba de subsuelo de acción reciprocante, abastecida de energía a través de una sarta de cabilla.

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1 SISTEMAS DE LEVANTAMIENTO ARTIFICIAL BOMBEO MECNICO 1.ANTECEDENTES Elbombeomecnicoconvencionalnaciprcticamentealaparconla industria petrolera, cuando el Coronel Drake; perforo un pozo que era de su perteneca ubicado en Pennsylvania aproximadamente en 1859.Enaquellapocalaperforacinsehacaconherramientasdepercusin, donde la mecha se suspenda mediante una especie de balancn hecho con maderaysedejabacaer.Cuandoelpozomora,eramsfcilusarel balancn de madera que haba quedado en el sitio para operar la bomba de sub.-suelo; as naci lo que hoy conocemos como BMC, aunque hoy en da noseusanbalancinesnicabillasdemaderaymuchomenosmaquinasa vapor, los componentes del mtodo an se conservan. Elbalancn,elcualeselsmboloreconocidoanivelmundial,delBMC; todavaseusaparaconvertirelmovimientorotatoriodelmotoren reciprocante y as impulsar la bomba. Otros componentes son las cabillas y la bomba, misma que todava usa un pistn, el barril y las vlvulas, (viajera yfija).Laevolucindeestoscomponentes,tantoendiseocomoen materiales,latecnologaelectrnicayelavanceenlasaplicacionesde anlisisydiseo,hancontribuidoparaqueelbombeomecnico convencional moderno haya dejado de ser la cenicienta de los mtodos de produccinreservadosoloapozosquellegabanalfinaldesuvida productiva. Por su larga historia no es difcil pensar que este mtodo es el ms popular y usado en la petrolera a nivel mundial. 2.MARCO TERICO 2.1.Funcionamiento del Sistema de Bombeo Mecnico Consistefundamentalmenteenunabombadesubsuelodeaccinreciprocante, abastecida de energa a travs de una sarta de cabilla. 2 La energa proviene de un motor elctrico, o de combustin interna, lacualmovilizaunaunidaddesuperficiemedianteunsistemade engranajesycorreas.Elbombeomecnicoconvencionaltienesu principalaplicacinenelmbitomundialenlaproduccindecrudo pesado y extra pesado, aunque, tambin se usa en la produccin de crudos medianos y livianos. Paraqueocurralaaccindelbombeo,elpistnrealizaun movimientoreciprocantedentrodelbarril,latuberaconfinalasarta de cabilla de succin que acciona a su vezla bomba en el subsuelo; poseevlvulasfijasyviajera,sonvlvulasdenoretorno,debolay asientodemodoquesolopermiteelflujoenunasoladireccinhacia el cabezal. El volumen encerrado entre estas dos vlvulas constituye la cmara de bombeo. Cuando el balancn est en el punto muerto de inferior, las vlvulas fijas y viajeras se hallan cerradas. Al comenzar la carrera ascendente,lapresindefondoyelefectodesuccindelpistn permiten la apertura de la vlvula fija; el fluido pasa del pozo hacia el inferior de la bomba. Almismotiempo,lacolumnadefluidoejerceunapresinsobrela vlvulaviajeraypermanececerradadurantelacarreraascendente fluido continua liberando la vlvula hasta que el pistn llegaal punto muertodelpistn.Lavlvulafijaycierraycomienzalacarrera descendente. El pistn se mueve hacia abajo y produce un punto de compresin cuando la presin interna es superior a la que existe en la vlvula viajera, esta se abre y el fluido es trasferido al pistn hasta llegaralpuntomuertoinferior,dondeserepiteelciclodebombeo. Noobstantehayquetenerpresentequelatuberadebasercapaz de soportar la presin debido a la columna de flujo sobre la bomba. 2.2.Equipo 3 El sistema de bombeo est conformado por una serie de equipos de superficieydesubsuelo,loscualesseencuentranconformadosde la siguiente forma: Equiposdesuperficie:UnidaddeBombeo,motordela unidad y cabezal de pozo. Equiposdesubsuelo:Bomba,Ancladegas,cabillasy tubera de produccin. 2.2.1.Descripcin del Equipo de Superficie 2.2.1.1.Unidad de Bombeo Lafuncindelaunidaddebombeoesconvertirel movimientorotacionaldelaunidadmotrizalmovimiento ascendente-descendente de la barra pulida. Una unidad de bombeoapropiadamente diseadatiene eltamaoexacto de caja de engranaje y estructura.Tambintienesuficientecapacidaddecarrerapara producir el fluido que deseas. Otras caractersticas de la unidad de balancn son: Lavariacindevelocidadconrespectoalas revoluciones por minuto de la maquina motriz La variacin de la longitud de carrera Lavariacindelcontrapesoqueactafrentealas cargas de las cabillas y fluido del pozo. El diseo de la unidad de balancn presenta tres aspectos esenciales:SistemaReductordeVelocidad,Sistemade Articulacin y Sistema de Contrapeso. 4 Fig. 1 Partes de Bombeo Mecnico 2.2.1.1.1. Clasificacin 2.2.1.1.1.1.Unidad de Bombeo Convencional LaUnidaddeBombeoConvencional BalanceadaenlaManivela,ampliamente conocidayaceptada,eselviejoyconfiable CaballodeTrabajodeloscampospetroleros. Estasunidadessonde fciloperacinymnimo mantenimiento. Elmtododemantenimientodelospozosde petrleoatravsdelbombeoseaplicaagran escaladebidoalagranventajadeteneruna construccin simple y la facilidad de controlar las unidades.Perosuprincipalventajaconsisteen subajocostoespecficoportoneladade petrleo. 5 Fig. 2 Bombeo convencional 2.2.1.1.1.2.Unidad de Bombeo Mark II (Unitorque) Las unidades Mark II basan su geometra en tres caractersticas, las cuales reducen el torque y la cargaconrespectoaunaunidadConvencional. Estas son: Laubicacindelacajareductora.La mismaestubicadadetalmaneraque con un giro determinado de las manivelas creaunacarreraascendentede195de larotacindelamanivelayunacarrera descendentedeaproximadamentede 165 de la rotacin de la manivela. Un punto de apoyo en el extremo de la unidad,colocandoeneselugarel cojineteecualizador(llamadocojinetede cola), creando un sistema CLASE III. Unamaniveladesfasada,lacual produceuncontrabalanceomsefectivo elcual,alcomienzodelacarrera ascendente,arrastralacargadelpozo enaproximadamente71/2.Igualmente enlacarreradescendente,estamisma 6 condicinproduceestaaccin,tambin llevandoelcontrapesado aproximadamente 71/2. Fig. 3 Bombeo Mark 320 2.2.1.1.1.3.Unidad de Bombeo Balanceada por Aire Lautilizacindeairecomprimidoenvezde pesadasmanivelasycontrapesospermiteun controldelcontrabalanceoenformamanual. Comoresultado,eltamaodelaunidades considerablementemspequeo,minimizando loscostosdetrasladoydemontaje.Las unidades balanceadas a aire tienen la ventaja de tenertamaosmsgrandesconlargas carreras,dondeconunsistemaconvencionalo MARK II son prcticamente imposibles. 7 Fig. 4 Bombeo Balanceado por Aire 2.2.1.1.2. Motor Suministra la energa necesaria a la unidad de bombeo paralevantarlosfluidosdelpozo.Songeneralmente trifsicosyoperana60Hzdefrecuenciacon velocidadespromediosentre835y1200RPM.Estn diseados para trabajar bajo cargasconstantes lo cual nosucedeenunainstalacindebombeomecnico debidoalasfluctuacionesenlascargasduranteel ciclo. Losmotorespuedenclasificarseendosgrandes categoras: de combustin interna y motores elctricos. 2.2.1.1.2.1.Combustin Interna Existen dos tipos: AltaVelocidad(6cilindros)operanauna velocidad de 800 a 1400 rpm. Bajavelocidad(1cilindro)operanentre 200 y 600 rpm. 2.2.1.1.2.2.Motores Elctricos 8 Sonlosdemayoraplicacinenloscampos petrolerosysesubdividenenConvencional NEMADydealtodeslizamiento.Tienenla ventajadefacilidadparacambiarlosypara automatizarlos. 2.2.1.1.3. Caja de Engranaje Es un sistema de engranajes cuyo objetivo es reducir la velocidadderotacinentreelmotorprimarioyel sistemabiela-manivela.Puedenserdesistemade reduccin simple, doble o triple. En la figura se observa unacajadeengranajededoblereduccin.Lacajade engranaje representa una de las partes ms costosa de la unidad de bombeo. Fig. 5 Partes de caja de cambios Fig. 6 Caja de cambios 9 2.2.1.1.4. Manivela Transmiteelmovimientodelacajadeengranajeo transmisin a las bielas del balancn, que estn unidas a ellas por intermedio de pines. Fig. 7 Partes de la Manivela

2.2.1.1.5. Pesas o Contrapesos Generalmente se encuentran ubicados en la manivela y enalgunasunidadessobrelavigaprincipal,enel extremoopuestodelcabezote.Seutilizanpara balancear las fuerzas desiguales que se originan sobre elmotordurantelascarrerasascendentey descendente del balancn. Si la caja de engranaje tuviera que suplir todo el torque quelaunidaddebombeonecesitaparaoperar,su tamaoserademasiadogrande,afortunadamente,al usarcontrapesos,eltamaodelacajadeengranaje puedeserminimizado.Loscontrapesosayudana reducireltorquequelacajadebesuministrar.Enlas unidadesbalanceadasporaire,elbalanceserealiza con aire comprimido en un cilindro. 10

Fig. 8 Contrapeso 2.2.1.1.6. Prensa Estopa (Stuffing Box) Seinstala en elcabezaldel pozoconel fin deimpedir el derrame de petrleo por la accin del movimiento de labarrapulida.Consisteenunacmaracilndricaque contiene los elementos de empaque que se ajustan a la barra pulida para efectuar el sello. Fig. 9 Prensa Estopa 2.2.1.1.7. Barra Pulida (Polish Rod) LaBarraPulidaesunapiezaslidadeaceroquese mueve dentro de la tubera y es la que soporta la mayor cargadelsistemadeallquesucorrectaseleccines muy importante para el Optimizador. 11 Sufuncinessoportarelpesodelasartadecabillas, de la bomba y del fluido dentro de la tubera. Sefabricaenunmaterialresistenteyviene generalmente en dimetros de 1 y 1 y longitudes de16 y 22 pies. Fig. 10 Barra Pulida 2.2.2.Descripcin del Equipo de Subsuelo 2.2.2.1.Sarta de Cabillas Las principales funciones de la sarta de cabilla de succin enunsistemadebombeomecnicosonlassiguientes: Transferirenerga,soportarcargasyaccionarlabomba. Todoestoesposible,yaquestas,sirvendeconexin entrelabombadesubsueloylaunidaddebombeo instaladaenlasuperficie.Labarrapulidaeslaprimera cabilla del sistema, y opera con una empacadura de goma llamada prensa-estopa. Losprincipalesproblemaspresentadosporlasartade cabillassonlaspartidurasyeldesenroscadodelas mismasloquesedebeprincipalmentea:efectosde corrosin,seaprietandemasiadoalserinstaladas,daos al manejarlas entre otros. 12 Atravsdeltiemposehanintroducidoinnovacionestales comoeltratamientotrmicopararesistirmejorla corrosin,nuevosdiseosdelospinesyelmoldeadoa presin de las roscas en lugar de cortarlas. Las cabillas se fabrican en dimetros que van desde 1/2 hasta 1-1/8 con incrementosde1/8.Cabillasdeacerosonfabricadasen longitudes de 25 o 30 pies. 2.2.2.1.1. Cabillas API De acuerdo al material de fabricacin existen tres tipos o clases de cabillas API: C, D y K. La Tabla resume sus especificaciones. 2.2.2.1.2. Cabillas Electra Sonfabricadasdeacerodegranresistencia, generalmenteseutilizanenpozosdondelascabillas convencionalesAPIexperimentanfrecuentesfallas. Estacabillaescapazdesoportaresfuerzoshasta50 MLpc. 2.2.2.1.3. Cabillas Continuas COROD Es una sarta continua de cabilla que no tiene cuellos ni pasadoresylosdimetrosvaranen1/16envezde 1/8comoloindicalanormaAPI.Sealmacenany transportanengrandescarretos;ademsrequierede un equipo especial para su instalacin y desinstalacin ydesoldaduraparaoperacionesdeconexiny desconexin. 13 2.2.2.1.4. Cabillas Fibra de Vidrio Sonconstruidasenlongitudesde25,30o37,5pies. Tienenlaventajadesubajopesoloquereducelas cargayelconsumodeenergaenlosequiposde superficie.Nosonrecomendablesenpozos direccionalesoaltamentedesviadosysutemperatura mxima de diseo es de 200 F. 2.2.2.1.5. Cabillas (Hollow Rod) Diseadaparasuutilizacincontorquesmediosen pozos no corrosivos o efectivamente inhibidos. Permite inyectarporsuinteriordiluyentes,inhibidoresde corrosin u otros fluidos. 2.2.2.2.Bomba de Subsuelo Esunabombapistndedesplazamientopositivo,desde suprofundidaddeinstalacinhastalasuperficieque funcionapordiferenciasdepresin,mediantebolasy asientos,parapermitirlaentradaysellodefluidosen crculosperidicossincronizados.Unabombadesub-suelo, consta de 5 partes principales: Fig. 11 Partes de la Bomba Elcilindroobarril:elcilindroobarrildelabombaesla partepordondesemueveelpistnensusrecorridos ascendentesydescendentes,debesersuficientemente 14 largo para adaptarse a la carrera del pistn. La dureza del cilindro debe ser mayor a la del pistn. Elmboloopistn:elmboloopistndelabomba generalmenteeslapartemvil.Poseeunaresistencia menorqueladelcilindroocamisa,ycasisiemprees cromado paraincrementarlaresistencia alaabrasin. En lseencuentralavlvulaviajeraquecontrolalaentrada de fluidos de la bomba al interior del pistn. Lavlvulaviajera:estreguladaporlasdiferenciasde fuerzas sobre ella y por debajo de ella. Lavlvulafija:controlalaentradadefluidosdesdeel pozo al interior de la bomba. Launidaddebombeoensumovimientotienedospuntos muy bien definidos: muerto superior y muerto inferior. Para entendercmotrabajalabombahayquedarleunvistazo a la accin de las vlvulas, asumiendo que la bomba est llena con lquido incompresible tal como petrleo muerto o agua.Lafiguramuestracmosecomportanlasvlvulas viajeras y fijas durante el ciclo de bombeo. Fig. 12 Movimientos de la Bomba Carrera Ascendente: En la carrera ascendente, cuando el pistncomienzaa moversehacia arriba,la vlvulaviajera cierra y levanta las cargas del fluido. Esto genera un vaci en el barril de la bomba que causa la apertura de la vlvula 15 fijapermitiendoqueelfluidoprovenientedelyacimiento llene la bomba. Carrera Descendente: En la carrera descendente, cuando el pistn comienza a moverse hacia abajo, la vlvula fija se cierra y el fluido en el barril de la bomba empuja la vlvula viajera abriendo esta. El pistn viaja a travs del fluido que sehadesplazadohacialabombadurantelacarrera ascendente. Luego el ciclo se repite. Para un caso ideal de bomba llena y fluido incompresible, enlacarreraascendentelavlvulaviajeracierra,lafija abreyelfluidocomienzaaserbombeadoatravsdela tuberahastalasuperficie.Enlacarreradescendente,la vlvulaviajeraabreylafijacierra.Sinlaaccindelas vlvulas, la produccin no sera posible. Si la vlvula fija no abre, el fluido no entrara a la bomba. Si la vlvula viajera no abre entonces el fluido no entrara a la tubera. 2.2.2.2.1. Tipos de Bomba API BsicamenteelAPIhadivididolasbombasdesub-suelo en: Bombas de tubera (T)Bombas de cabillas o insertadas (R) Las bombas de subsuelo se clasifican en tres grupos: 2.2.2.2.1.1.Las de Tipo de Tubera Lasbombasdetuberadebensunombrea que stasseinstalandentrodelatuberayadems elcilindroformaparteintegraldelasmismas. Lasbombasdetuberasonlasbombasms fuertesygrandesfabricadas.selasparaaltas tasas de produccin en pozos someros. 2.2.2.2.1.2.Las Insertables o de Cabillas 16 Las bombas de cabillas o insertables se instalan enlospozosmedianteelusodelasartade cabillas y sin necesidad de extraer la tubera. Se aplicanenpozosdemoderadaybaja productividadyaprofundidadesdehasta7000 pies. Las bombas insertables son las ms fciles dereparardebidoaquetodoelensamblaje puede sacarse jalando la sarta de cabillas. 2.2.2.2.1.3.Las Bombas de Revestidor Lasbombasderevestidorpresentancomo caractersticaprimordial,quepermitenutilizarel revestidorcomotuberadeproduccin.Porlo tanto,sepuedenusardimetrosmsgrandes paramayoresvolmenesdeproduccin. Utilcelasenpozossomerosqueproducen altas tasasdeproduccin,bajacortedegasyno estn desviados. Entrelos factoresquesetomanencuenta para la determinacin del tipo de bomba de subsuelo que se va a elegir se encuentran: Temperaturas defondo,manejodecrudosviscososque ocasionanprdidasporfriccin,efectossobre laseficienciasdebombeoalmanejarelevados volmenes de gas libre, tolerancia entre el pistn yelbarrildelabombadesubsuelo,entre muchos otros. 2.2.2.3.Ancla de Gas Lasbombas,alcontrariodeloscompresores,noestn diseadasparabombearelgaslibrequenormalmente existe a condiciones de admisin. La eficiencia volumtrica 17 puede ser afectada en forma muy significativa llegando, en casos extremos, al llamado bloqueo por gas o gas lock. Elbloqueoporgasresultacuandolavlvulaviajerano abre en la carrera descendente debido a que la presin en lacmaraesmuchomenorqueladedescargadebidoal gas presente. Elparmetromsimportanteparacontrolarlapresencia de gas libre es la presin de admisin (PIP) y resulta obvio pensarquemientrasmayorsealaPIP,menorserla cantidad de gas libre. Si se pudiera colocar la bomba a una profundidad tal que la PIP fuera igual o mayor que la Pb se podranentoncesobtenereficienciasvolumtricas bastantealtasyaquetodoelgaspresenteenelcrudo estara en solucin. Un ancla de gas consiste en un tubo ranurado o perforado, colocado en la zapata de anclaje y se utiliza para mejorar laseparacindegasantesdelaentradadelfluidoala bomba, lo cual origina una mayor eficiencia volumtrica de labomba.Existenvariostiposdeanclascomoson: Natural, Niple Perforado, copa y Copa Multicopa. a)Ancla Natural Serefierenacolocarlabombadebajodelas perforacionesyaspermitirqueelgassea forzado a circular por la entrada de la bomba. Estaeslamssimpleylamejormanerade minimizar la interferencia de gas. 18 Fig. 13 Ancla Natural b)Niple Perforado (Poorman) Esta es del tipo ms ampliamente usado.Lafiguramuestracmotrabajaestaanclade gas.Esunnipleperforadoconlaadicindeun tuboconcntricoparalasuccinyotroparala recoleccin de sedimentos (tubo de barro). Esta ancla es simple y econmica, por el diseo desuspartes,seusaenpozosligeramente arenosos,dondeelniveldellquidoestcerca delpozo;sinembargopuedeutilizarsea cualquier profundidad. 19

Fig. 14 Ancla de Niple Perforado c)Ancla de Copas EsunanclamuyparecidaaltipoPoorman.Y sediferenciaporlascopasdemetalalolargo del niple.

Fig. 15 Ancla de Copas d)Ancla Multicopa Como se observa en la figura es un tubo y una serie de copasalrededorconorificiosdentrodeellas.Esta difieredelaanterior,porqueestprovistadeun nmeromayordecopasynorequieredeltubo adicional de succin, ya que el principal hace las veces de este. Se utiliza en pozos con alta produccin de gas, 20 sin arena, donde el ancla de copas no es efectiva; por lotantoesdemayorcapacidaddeseparacingas-liquido. Fig. 16 Ancla Multicopa 2.3.Funcionamiento del Sistema de Bombeo Mecnico La bomba se baja dentro la tubera de produccin y se asienta en el fondoconelusodeempacaduras.Labombaesaccionadapor mediodelasvarillasqueletransmitenelmovimientodesdeel aparatodebombeo(steconstadeunbalancnalcualsele transmiteelmovimientodevaivnpormediodelabielayla manivela,stasseaccionanatravsdeunacajareductoramovida por un motor). El balancn de produccin imparte un movimiento de sube y baja a la sartadevarillasdesuccinquemueveelpistndelabomba, colocadaenlasartadeproduccinodeeduccin,acierta profundidad del fondo del pozo. Lavlvulafijapermitequeelpetrleoentrealcilindrodelabomba. Porunladoenlacarreradescendentedelasvarillas,lavlvulafija se cierra y se abre la vlvula viajera para que el petrleo pase de la bombaalatuberadeeduccin.Porelotro,eEnlacarrera ascendente,lavlvulaviajerasecierraparamoverhaciala superficieelpetrleoqueestenlatuberaylavlvulafijapermite 21 que entre petrleo a la bomba. La repeticin continua del movimiento ascendente y descendente mantiene el flujo hacia la superficie. Labombaconsisteenuntubode78,74288,1889pulgadasde largoconundimetrointernode1,52,25pulgadas,dentrodel cualsemueveunpistncuyoextremosuperiorestunidoalas varillas de bombeo. Este mecanismo se aloja dentro o se enrosca en el extremo de la tubera. 2.3.1.Funcionamiento de la Bomba 1) En la carrera ascendente el peso del fluido en el tubing cierra lavlvulaviajera,siendoelfluidoalmacenadoenelbarril desplazadoporelpistnhacialasuperficie,creandouna depresinsobrelavlvulafija,ocasionandolaaperturadela misma y por consiguiente el ingreso del fluido desde el casing al interior del barril.2) En la carrera descendente el fluido contenido en el barril ejerce una presin contra el pistn que baja, provocando la apertura de lavlvulaviajerayelcierredelavlvulafija,pasandoelfluido contenidoenelbarrilhacialapartesuperiordelpistn,hasta llegaralpuntoinferior.Enesemomentocomienzalacarrera ascendente volviendo a cumplirse el ciclo.

Fig.17 Funcionamiento de la Bomba 22 2.3.2.Ciclos de Funcionamiento de la Bomba a)Elpistnestmovindosehaciaabajocercadelfinaldela carrera,elfluidoestmovindosehaciaarribaatravsdela vlvulaviajeraqueestabierta,mientrasqueelpesodela columna de fluido en la tubera es soportada por la vlvula de pie, la cual est en consecuencia cerrada.b)Elpistnestmovindosehaciaarribacercaalfinaldela carrera, la vlvula viajera esta ahora cerrada por consecuencia de lacargadebidoaquelacolumnadefluidohasidotransferida desdelatuberahastalasartadevarillas.Enestemomento comienza la produccin del pozo en superficie. La vlvula de pie est abierta.c)El pistn est movindose hacia arriba cerca al empiezo de la carrera, la vlvula viajera est cerrada y la vlvula de pie abierta finalizando la produccin de lquidos en superficie.Comolacolumnadefluidodeproduccineslevantada conjuntamenteconelpistn,elbarrildelabombaesevacuado permitiendo la entrada de nuevo fluido al barril.d)El pistn est movindose hacia abajo cerca del empiezo de la carrera,lavlvuladepieestcerradaporelincrementodela presinresultandodelacompresindelfluidoenelvolumen entrelavlvuladepieylavlvulaviajera,lavlvuladepieest abiertayempiezaatransferirseelfluidodelacamisahaciael interior del pistn. No existe produccin en superficie. 23

Fig. 18 Ciclo de una Bomba2.4.Caractersticas El mtodo de levantamiento artificial ms comn y antiguo del mundo eselbombeomecnico.Debidoasusimplicidadyrobustez,es posible su aplicacin en casi todos los tipos de pozos que requieren levantamiento. Sinembargo,existenlmitesfsicosparalaaplicacinencunto profundidad y caudales a levantar. El objetivo de un buen diseo en levantamiento artificial es lograr un sistemaeconmicamenterentable,quelogreelmayorValor PresenteNeto(VPN)considerandoloscostosasociadosyla produccin del pozo. Es uno de los mtodos de produccin ms utilizados (80-90%), cuya principalcaractersticaesladeutilizarunaunidaddebombeopara transmitir movimiento a la bomba de subsuelo a travs de una sarta de cabillas y mediante la energa suministrada por un motor.Elyacimientoque ha deproducirporbombeomecnicotienecierta presin,suficiente paraque elpetrleoalcance unciertonivelen el 24 pozo.Portanto,elbombeomecniconoesmsqueun procedimientodesuccinytransferenciacasicontinuadelpetrleo hastalasuperficie.Elbalancndeproduccin,queenaparienciay principiobsicodefuncionamientoseasemejaalbalancnde perforacinapercusin,imparteelmovimientodesubeybajaala sartadevarillasdesuccinquemueveelpistndelabomba, colocadaenlasartadeproduccinodeeduccin,acierta profundidad del fondo del pozo Lavlvulafijapermitequeelpetrleoentrealcilindrodelabomba. En la carrera descendente de las varillas, la vlvula fija se cierra y se abrelavlvulaviajeraparaqueelpetrleopasedelabombaala tuberadeeduccin.Enlacarreraascendente,lavlvulaviajerase cierraparamoverhacialasuperficieelpetrleoqueestenla tuberaylavlvulafijapermitequeentrepetrleoalabomba.La repeticincontinuadelmovimientoascendenteydescendente (emboladas) mantiene el flujo hacia la superficie.Comoenelbombeomecnicohayquebalancearelascensoy descenso de la sarta de varillas, el contrapeso puede ubicarse en la partetraseradelmismobalancnoenlamanivela.Otramodalidad es el balanceo neumtico, cuya construccin y funcionamiento de la recmaraseasemejaaunamortiguadorneumtico;generalmente va ubicado en la parte delantera del balancn. Este tipo de balanceo se utiliza para bombeo profundo. 2.5.Ventajas y Desventajas Generales del Sistema 2.5.1.Ventajas Elsistemaeseficiente,simple,fcildeoperaryhacer mantenimiento por el personal de campo. Altoconocimientoentodaslasaplicaciones(Crudos pesados y livianos). Sueleseraplicadoencrudosconviscosidades relativamente altas. 25 Usualmenteeslamseficienteformadelevantamiento artificial. Sepuedefcilmenteintercambiardeunidadesde superficie. Sepuedeusarmotoresagascomomovedoresprimarios si la electricidad no est disponible. Sepuedeusarcomputadorasmodernasdeanlisis dinamomtrico para la optimizacin del sistema. Facilidad para ajustar la tasa en superficie. Tolera altas temperaturas. Facilidad para el intercambio de unidades entre pozos. Aplicable a huecos estrechos. Fcilaplicacindetratamientoscontralacorrosinyla formacin de escamas. Disponibilidad de diferentes tamaos de unidades. 2.5.2.Desventajas Es problemtico en pozos con alta desviacin. Nopuedeserusadaenpozosoffshoreyenlocaciones urbanas por los grandes equipos de superficie y la limitada capacidaddeproduccinescomparadaconotros mtodos. No puede funcionar con excesiva produccin de arena. Laeficienciavolumtricacaedrsticamentecuandose tiene gas libre. Loscaudalesquepermitebombearsonrelativamente bajos entre 20 y 2000 BPD. Presentamayordesgastedelasvarillasenpozos desviados. Problemas de friccin en pozos tortuosos. Baja tolerancia a la produccin de slidos. 26 Limitadoporlaprofundidad,stanodebesermayora 9000 ft. Bajaeficienciavolumtricaenpozosconaltaproduccin de gas. Poca resistencia al contenido de H2S.