INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESIA TICOMAN

SISTEMAS ARTIFICIALES DE PRODUCCIN. RUFINO SANTIAGO VARGAS. ENERO DE 2012

FUNDAMENTOS DE LOS SAPS:1. Yacimientos y tipos: Un yacimiento petrolero es un acumulacin de hidrocarburos dentro de un medio poroso el cual puede ser explotado comercialmente.

Tres criterios empleados en Produccin: Por su mecanismo de Produccin. Tipo de hidrocarburo hidrocarburo. Nivel de energa.

FUNDAMENTOS DE LOS SAPS:Por su mecanismo de produccin: Se basa en el principio energtico que permite la produccin de los fluidos en el yacimiento, el gradiente de presin obliga al aceite a fluir hacia el pozo este desplazamiento se puede realizar solo si otro material llena el espacio desocupado y mantiene la presin requerida para continuar el movimiento. Se pueden identificar 5 mecanismos bsicos: 1. 2. 3. 4. 5. Expansin de la roca y de los fluidos. Empuje por gas disuelto liberado. Empuje por capa de gas. p j p p g Empuje por agua. Desplazamiento por segregacin gravitacional

Comparacin de los comportamientos de acuerdo al mecanismo de empuje

PRESIN

REC %

FUNDAMENTOS DE LOS SAPS:Tipo de hidrocarburo. Es la manera mas usual de clasificar los yacimiento de hidrocarburos, tomando en cuenta los fluidos producidos se pueden organizar en cinco grupos:

1. 2. 2 3. 4. 5.

Yacimientos Yacimientos Y i i t Yacimientos Yacimientos Yacimientos

de de d de de de

petrleo. petrleo voltil. t l ltil gas seco. gas retrogrado. g gas condesado

Diagrama de fases de una mezcla de hidrocarburos.

FUNDAMENTOS DE LOS SAPS: SAP S:Nivel de energa. Se basa en varios factores, volumen inicial, variacin del factor volumtrico, gas disuelto, porcentaje de recuperacin y perdida de presin esttica del yacimiento. Con estos criterios los yacimientos se dividen en 3:

1. Yacimientos 1 Y i i t nuevos. 2. Yacimientos maduros. 3. Yacimientos depletados. El yacimiento es el principal activo de la empresa, la explotacin racional asegura la rentabilidad del proyecto.

Curva de fases de produccin de un y p yacimiento de acuerdo a su nivel energtico

FUNDAMENTOS DE LOS SAPS:Pozo definicin y tipos. Un pozo es un agujero por el medio del cual se comunica el yacimiento con la superficie con la finalidad de extraerlo. Por lo tanto es el conducto a travs del cual se producen los fluidos desde su posicin original hasta el punto de almacenamiento. La clasificacin ms empleada es de acuerdo a la geometra del pozo, en la cual existen 4 tipos bsicos: 1. 1 2. 3. 4. Verticales. V ti l Inclinados. Horizontales. Multilaterales.

El diseo de un SAP se debe de iniciar desde la perforacin del pozo pozo.

FUNDAMENTOS DE LOS SAPS:Terminacin de pozos. Son las actividades encaminadas a explotar los yacimientos a travs yacimientos, de las tuberas de revestimiento de explotacin, contando con la introduccin, del aparejo de produccin. El objetivo primordial de la terminacin es obtener la produccin optima de hidrocarburos al menor costo posible. Para que esto se realice debe hacerse un anlisis nodal para determinar el tipo y dimetro de aparejo de produccin a utilizar utilizar.

UN ALGUNOS CAMPOS MADUROS Y EN DEPLETACIN LOS POZOS NECESITAN UN SAP DESDE EL INICIO DE SU VIDA PRODUCTIVA.

FUNDAMENTOS DE LOS SAPS:Reparacin de pozos. Son todas aquellas intervenciones realizadas en los pozos para mantener la produccin, mejorar la recuperacin de hidrocarburos, o cambiar los horizontes de produccin , p aprovechando al mximo la energa e incrementar el % de REC del yacimiento. Las reparaciones se dividen en dos: 1. Reparaciones mayores. 2. Reparaciones menores.

FUNDAMENTOS DE LOS SAPS:ndice de productividad (IP). El IP es la capacidad de produccin de un pozo, se expresa como la relacin entre el gasto producido (Q) y la cada de presin del y yacimiento. Cuando la presin dinmica de fondo del pozo (Pwf) p p ( ) es mayor a la presin de burbuja (Pb) se tiene un flujo monofsico y la formula representa una lnea recta.

FUNDAMENTOS DE LOS SAPS:ndice de productividad (IP). El IP es una medida de referencia del potencial de produccin de un pozo por si solo no permite estimar la capacidad de produccin del pozo. p Este parmetro posee una estrecha relacin con el mecanismos de produccin , es por eso que los pozos que producen bajo empuje por agua se asume que poseen un IP constante, existiendo una relacin lineal entre el gasto de produccin y la diferencia de produccin, esta relacin deja de ser lineal en pozos cuyo mecanismo de produccin es por empuje de gas y presentan un IP variable

FUNDAMENTOS DE LOS SAPS:ndice de productividad (IP). Esta variacin en el ndice de productividad se debe a varios factores: a) Efecto de turbulencia por aumento del gasto de flujo. ) p g j b) Disminucin en la permeabilidad relativa del petrleo debido a la presencia de gas libre. c) Aumento de la viscosidad del petrleo con la cada de presin por debajo del punto de burbujeo burbujeo. d) Reduccin de la permeabilidad debido a la compresibilidad de la formacin. En la practica los valores de IP son muy variados dependiendo de las caractersticas de cada pozo.

FUNDAMENTOS DE LOS SAPS:Inflow Performance Relationship (IPR). Cuando la Pwf es menor que la presin de burbuja se genera un flujo q p j g j multifsico, por lo tanto se debe de usar el mtodo IPR. Vogel desarroll un estudio sobre IPR para yacimientos con empuje por gas en solucin dando la ecuacin conocida como Correlacin solucin, de Vogel, que es el resultado del ajuste matemtico de datos de presin y gasto obtenidos de la simulacin de pozos verticales en yacimientos de empuje por gas en solucin.

Correlacin de Vogel

FUNDAMENTOS DE LOS SAPS:Correlacin d St di C l i de Standing. La ecuacin de Vogel no tomo en cuenta los efectos de daos a la formacin , fue por ello que en 1970 Standing presento un trabajo p q gp j donde introdujo dentro de la correlacin de Vogel un factor denominado Eficiencia de Flujo, este factor es la relacin entre la cada de presin ideal y la cada de presin real.

CURVA DE IPR PARA DIFERENTES EFICIENCIAS DE FLUJO

FUNDAMENTOS DE LOS SAPS:Anlisis Nodal. Tcnica que consiste en dividir el sistema de produccin en puntos o q p p nodos los cuales se seleccionan de acuerdo a su inters u importancia. Todos los componentes del sistema deben de poseer una relacin entre gasto y cada de presin. Los nodos ms comunes son: a) Nodo a la profundidad intermedia de los disparos. b) Nodo de entrada a la tubera. c) Nodo en la cabeza de pozo. d) Nodo del separador. Esto puede cambiar de acuerdo al sistema artificial que se este utilizando.

ANALISIS NODAL Y NODOS DE POZO FLUYENTE Aguas arriba: cada de presin debido al flujo de fluidos a travs del yacimiento. Aguas abajo: cada de presin debido a la TP, lnea de flujo y accesorios

BOMBEO MECNICOAntecedentes del sistema. No se tiene claro quien fue el inventor del sistema, existe gran q , g controversia si fue utilizado por primera vez por los Chinos o por los Egipcios. Su uso se remonta a 400 AC. En 1859 el Coronel Edwin Drake en Pensilvania utilizo una bomba 1859, reciprocante para producir una mezcla de petrleo y agua a una profundidad de 3 m. En 1920 comenzaron los estudios de investigacin comprender su operacin y mejorar su diseo. para

En 1954 la Asociacin de Ingenieros del Petrleo de EUA ha solicitud de varias empresas operadoras y fabricantes promueve la creacin de una norma que estandarice el procedimiento de diseo del sistema y sus componentes. Creando lo que conocemos hasta hoy como la norma API11RL.

BOMBEO MECNICODescripcin del sistema. Consiste en elevar el fluido desde el nivel que alcanza en el pozo y desplazarlo h t l d l l hasta las b t bateras d separacin o almacenamiento, de i l i t esto se realiza por medio de una bomba de fondo que es accionada por una columna de varillas que transmiten movimiento al equipo de fondo. q p Un Aparejo de Bombeo Mecnico (ABM) consiste de 7 elementos bsicos: 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Tubera de produccin. Bomba de fondo (subsuperficial). Sarta de varillas. Estopero preventor (Stuffing Box). Unidad de superficie. Motor de la unidad superficial. Lnea de produccin produccin.

TR 10 3/4, H-40, 32.75 Lbs/pie, STC

207 m

TR 7 5/8, H-40, 24 Lbs/pie, STC , , p ,

819 m

Ancla mecnica

2100.96 m. 2131-2148 m 2158-2168 m 2180-2195 m

La bomba eleva el fluido desde el nivel dinmico y no desde la profundidad donde est anclada; por lo tanto el trabajo desarrollado ser mayor cuanto ms bajo se encuentre el nivel.

Zapata candado TP ext 2 7/8 8hrr

2289.519 m.

2298.52 m.

Cima de arena 2419.00 m. P.I Cople Flotador 2431.28 m TR 5 1/2, N-80, 17 Lbs. /pie, BCN 2444 m P. T. 2445 md

BOMBEO MECNICOBomba subsuperficial. Estas bombas pertenecen a la familia de bombas de desplazamiento positivo d l ti iti del tipo reciprocante, realizando su t b j mediante l i t li d trabajo di t la accin de un juego de vlvulas que permiten encapsular el fluido durante su ciclo para posterior incrementar su presin a travs de la aplicacin de fuerza durante otro ciclo. p Las bombas transfieren energa durante dos fases en el ciclo de operacin, por esto son conceptuadas como bombas reciprocantes de doble accin accin. Los principales componentes de una bomba son: a) Barril. b) Pistn. c) Vlvula viajera. d) Vlvula de pie o fija. e) Accesorios: Jaula de vlvulas adaptador del pistn gua del vlvulas, pistn, vstago, cople del vstago y conectores especiales.

Barril: Elemento dentro del cual se mueve el pistn pistn, construido de aceros aleados con bronce, tienen una dureza de 40 a 74 RC.Pistn: Es el elemento mvil de la bomba, construido de aleaciones de b on e y acero le ione bronce e o inoxidable, aqu se aloja la vlvula viajera. vlvulas: Estn formadas por un sistema de bola y asiento, son elaboradas por materiales cermicos y metlicos La bola metlicos. tiene una superficie pulida y posee una dureza de 25-56 RC, los asientos son elaborados de aceros o bronces aleados .

BOMBEO MECNICO Barril: Elemento dentro del cual se mueve el pistn, construido de aceros aleados con bronce, tienen una dureza de 40 a 74 RC.

BOMBEO MECNICO

Pistn: Es el elemento mvil de la bomba, construido de aleaciones de bronce y acero inoxidable, aqu se aloja la vlvula viajera.

BOMBEO MECNICO Vlvulas: Estn formadas por un sistema de bola y asiento, son elaboradas por materiales cermicos y metlicos. La bola tiene una superficie pulida y posee una dureza de 25-56 RC, los asientos son elaborados de aceros o bronces aleados .

Funcionamiento de la Bomba subsuperficial. En la carrera ascendente el peso del fluido cierra la VV y es desplazado por el pistn hacia la superficie, el ascenso del pistn causa una disminucin de presin sobre la VP por lo que esta se abre permitiendo la entrada de fluido de la formacin a la bomba. En la carrera descendente el movimiento del pistn incrementa la presin en el barril entre ambas vlvulas, lo que provoca la apertura de la VV y el cierre de la VP, el peso de la columna de fluido es transferido de las varillas a la TP y el fluido que pasa a travs de la VV ser elevado en la prxima carrera ascendente.

FUERZA NECESARIA PARA LA APERTURA DE LAS VLVULAS

Momento en que la VV se abre.

Momento en que la VV se cierra.

Tipos de bomba.

Las norma API11AX define la nomenclatura a emplear para clasificar las bombas, estas pueden ser del tipo insertables o de Tubera Las primeras se instalan en el interior de Tubera. la TP y se bajan al pozo con las varillas, las bombas de tubera forman parte integral de la sarta de TP posterior se baja el pistn con las varillas de bombe. La nomenclatura debe de especificarse: a) Tipo de bomba: Insertable o de Tubera. b) Dimetro del pistn: TP 2 7/8Pistn de 1 , 1 y 2 TP de 3 Pistn de 2 . c) Longitud del pistn: Depende de la profundidad de la bomba, criterio 1 ft cada 1000 ft. d) Longitud del barril: Se utilizan de 16 ft a 24 ft carreras hasta 86 y 36 ft para carreras de 288 (Rotaflex o supercarrera). e) E ) Espesor d l pared d l b il E l de la d del barril: En las i insertables se usan b il t bl barriles d pared gruesa con de d dimetros de pistn de 1 y 1 . En pared delgada son utilizadas en dimetros de pistn de 2 para TP 2 7/8 y 1 en dimetros de TP de 2 3/8. f) ) Tipos de anclaje: Anclaje de copas superior (AC), Anclaje de copas inferior (BC), p j j p p ( ), j p ( ), Anclaje mecnico superior (AM), Anclaje mecnico inferior (BM), Doble anclaje mecnico inferior y copas superior (BM/AC).

g) Luz entre el pistn y el barril: Expresado en milsimas de pulgada, una luz de 0.007 se indica ( 7) la luz del pistn se suma al desgaste del pitn Rangos de .004 a .006 . (-7), 004 006

NOMENCLATURA API DE LAS BOMBAS

NOMENCLATURA API DE LAS BOMBASEjemplo: j l Nomenclatura API 25-200-RWBC-24-5. Bomba para TP de 2 7/8, dimetro del pistn de 2, de insercin, con pared delgada, de anclaje inferior tipo de copas, con un barril de 24 ft y un pistn de 5 ft sin extensiones. Nomenclatura API 30-275-THBM-20-5. Bomba para TP de 3 dimetro del pistn de 2 3/4 de tubera con pared gruesa de 3, 3/4, tubera, gruesa, anclaje inferior tipo de mecnico, con un barril de 20 ft y un pistn de 5 ft sin extensiones. Nomenclatura API 25-150-RHBM-18-5-4. Bomba para TP de 2 7/8, dimetro del pistn de 1 1/2, de insercin, con pared gruesa, de anclaje inferior tipo de mecnico, con un barril de 18 ft, un pistn de 5 ft sin extensiones y 2 extensiones de 2 ft cada una. Nomenclatura API 25-150-RHBM/AC-18-5-4. Bomba para TP de 2 7/8, dimetro del pistn de 1 1/2, de insercin, con pared gruesa, de doble anclaje inferior tipo de mecnico y superior de copas, con un barril de 18 ft, un pistn de 5 ft sin extensiones y 2 extensiones de 2 ft cada una

BOMBEO MECNICOLas b L bombas i b insertables se b j t bl bajan y sacan d l pozo con l del las varillas d b ill de bombe b y se fijan a la TP a un niple de asiento (zapata candado) que es bajado previamente con la TP. Las b b L bombas d t b son aquellas cuyo b il es i t l d j t con l t b d de tubera ll barril instalado junto la tubera de produccin, por lo que se encuentra fijo con respecto a la tubera mientras que el pistn es el elemento mvil, estas bombas sueles ser bombas de mayor volumen debido a que el barril puede ser de mayor dimetro.

BOMBEO MECNICOVarillas de succin.Elemento de conexin entre la unidad de bombeo y la bomba de subsuelo, mediante esta se transmite el movimiento a la bomba para accionar el desplazamiento del fluido. Las varillas estn elaboradas de diferentes grados de acero y aleaciones, esto va a depender de acuerdo al ambiente en el que se encuentren trabajando, la fabricacin de las varillas esta regulado por la norma API11B.

BOMBEO MECNICOVarillas de succin.Las varillas de succin son hechas de acero o fibra de vidrio. Las que predominan son las de acero, son fabricadas en longitudes de 25 o 30 ft. En Mxico solo se utiliza las varillas de 25 ft en grado D o Electra (alta resistencia). La resistencia, vida til y fuerzas de friccin de la sarta de varillas tienen un impacto en la economa del pozo.

BOMBEO MECNICOVarillas de succin.

BOMBEO MECNICOVarillas API. De acuerdo al material de fabricacin, existen 3 tipos de clases de varilla API: C, D y K. algunos fabricantes elaboran varillas clase KD, con metalurgia tipo K pero con mayor dureza para obtener una resistencia mayor a 115 psi.

BOMBEO MECNICOVarillas API. COMBINACIONES DE VARILLAS SEGN EL DIAMETRO DEL PISTO PISTOn.

Varillas de fibra de Vidrio. Las sartas combinadas con varilla de acero y de fibra de vidrio son comunes en muchos campos petrolero, son utilizadas en pozos con problemas de corrosin, para reducir las cargas en la unidad de bombe, para evitar la compra de unidades grandes.

VentajasReduce las cargas y consumos de energa. Reduccin superficie. en los equipo de

DesventajasUso limitado en pozos direccionales. Temperatura 100C mxima de diseo

Permite instalar bombas a mayores profundidades

Torque limitado a 100 lbs/ft

Especificaciones de la fibra de Vidrio.

BOMBEO MECNICOVARILLA DE ALTA RESISTENCIA. Son fabricadas con acero de alta resistencia, se utilizan en pozos donde las varillas convencionales API sufren constantes fallas, la resistencia se debe a que la parte exterior es sometida a un tratamiento de endurecimiento por induccin y la parte interna a compresin compresin.

BOMBEO MECNICOVARILLA CONTINUA COROD Es una sarta continua de varillas que no tiene cuadro de apriete ni pin y los dimetros varan en 1/16 en vez de 1/8 (como lo indica la norma API) sin embargo la metalurgia si cumple con la norma.

BOMBEO MECNICOVarilla de succin. Cada varilla de la sarta debe de soportar las cargas de fluido y el peso de las varillas por debajo de ellas. Para minimizar los costos y las cargas tensinales la sarta se disea de forma telescpica; los dimetros mayores de varillas son colocados en la parte superior y los mas pequeos en la base base.

Los arreglos mas comunes de varillas son 1-7/8-3/4 y 7/8-3/4. / / / / La sarta de varillas tiene un impacto mayor en el comportamiento del sistema

BOMBEO MECNICOCOPLES PARA VARILLA. Los coples son el medio por el cual se enlaza la varilla una con otra, existen dos tipos de coples, Fullsize o slimhole, el cople esta hecho del mismo material que la varilla de succin y existe una lnea especial denominada SPRAY METAL este es de uso especial en pozos con presencia de CO2 y de H2S H2S.

BOMBEO MECNICOCOPLES PARA VARILLA. Los coples son el medio por el cual se enlaza la varilla una con otra, existen dos tipos de coples, Fullsize o slimhole, el cople esta hecho del mismo material que la varilla de succin y existe una lnea especial denominada SPRAY METAL este es de uso especial en pozos con presencia de CO2 y de H2S H2S.

CONEXIN A LA VARILLA. Al efectuar las conexiones de las varillas se requiere que cada unin sea ajustada con un determinado torque que asegure una adecuada pretensin del pin. Esto evitara que se produzca la separacin entre el espejo del pin y el cople , con esto se elimina la posibilidad de roturas de pin.

CONEXIN A LA VARILLA. Para varillas de , 7/8 y 1 de dimetro la pretensin corresponde a 60 000 psi o 7/8 1 60,000 78,000 psi de acuerdo a la de varilla utilizada.

BOMBEO MECNICOFATIGA DE LA VARILLA. La varilla esta sometida a repetidos ciclos de carga y descarga, esto debilita las piezas a lo largo del tiempo, incluso cuando las cargas inducidas estn considerablemente por debajo de la tensin de rotura esttica e incluso del lmite elstico del material, este fenmeno se conoce como fatiga. La vida de fatiga se puede definir como: EL FALLO DEBIDO A CARGAS REPETIDAS, QUE INCLUYE LA INICIACIN Y PROPOGACIN DE UNA GRIETA O CONJUNTO DE GRIETAS HASTA EL FALLO FINAL POR FRACTURA Las fallas por fatiga se producen en tres fases: p g p 1. Iniciacin: Una o ms grietas se desarrollan en el material. Generalmente ocurren alrededor de alguna fuente de concentracin de tensin, las grietas pueden aparecer por: imperfecciones en la estructura microscpica del material, ralladuras, araazos, etc. 2. Propagacin: Al 2 P i Alguna o t d todas l las grietas crecen por efecto d l i t f t de las cargas, l las grietas generalmente son finas y de difcil deteccin, aun cuando se encuentran prximas a la fractura. 3. Rotura: La pieza contina deteriorndose por el crecimiento de la grieta quedando tan reducida la seccin que se rompe rompe.

BOMBEO MECNICODiagrama de Goodman. La norma API recomienda el uso del diagrama de Goodman para calcular la tensin mxima permisible en varillas API de acero, este mtodo se puede aplicar grficamente o con ecuaciones. Para construir la grfica de Goodman se hace lo siguiente, con varilla grado C: 1. Obtener la fuerza de Tensin mnima de las varillas, para grado C T= 90,000 psi. j j q p 2. Dibuja un eje vertical usando una escala de tensin de manera que le tope del eje corresponda a la fuerza de tensin mnima (90,000 psi). 3. Dibujar un cuadro usando el valor de T como la longitud de los datos. 4. Dibujar una lnea de 45 conectando la esquina inferior izquierda con la superior derecha del cuadro, esta es la lnea de tensin mnima. 5. Localizar el punto T/4 en el eje vertical. Para la grado C (90,000/4)= 22,500 psi. 6. Localizar el punto T/1.75 en el eje vertical, para el grado C es (90,000/1.75)= 51,429 psi. 7. Localizar la interseccin de la lnea horizontal desde el punto T/1.75 a la lnea de 45 45. 8. Conectar el punto del paso 7 con el punto T/4en el eje vertical, esta es la lnea de tensin mxima permisible.

BOMBEO MECNICODiagrama de Goodman. El rea sombreada muestra el rango de tensin permisible para las varillas grado C en un ambiente no corrosivo.

BOMBEO MECNICOUso del Diagrama de Goodman. 1. Calcular las tensiones mnima (Smin) mxima (Smax) de la seccin de varillas a utilizar. 2. Localizar el punto de tensin mnima en la lnea de tensin dibujando una lnea horizontal. horizontal 3. Dibujar una lnea vertical desde el punto de la lnea de tensin mnima hasta la lnea de mxima tensin permisible. 4. Si el punto en el paso 3 queda fuera del rango de tensin permisible, las varillas g , p j estn sobrecargadas, si esta por debajo de la lnea de tensin mxima permisible, entonces las varillas estn bien.

Ejemplo: La max carga de una sarta de varilla grado C de 1 es de 26,235 lbs y la minima es de 4750 lbs.

Ejemplo: Determinar las cargas mxima y mnima del siguiente estado mecnico considerando que se tiene varilla de 1 pulgada grado C. Peso del fluido en la TP: (Densidad de 1 gr/cc)TR 7 5/8, H-40, 24 Lbs/pie, STC 207 m

TR 10 3/4, H-40, 32.75 Lbs/pie, STC

819 m

Como 1 litro es igual a 1kg, por lo tanto, el peso es igual a 6910 kg o 15202 lbs. Peso de la varilla: 2289 m = 7508 ft, 1 varilla mide 25 ft, por lo tanto.

Ancla mecnica

2100.96 m. 2131-2148 m

La carga mnima se considera como el 60% del peso flotado de la sarta de varillas:

2158-2168 m 2180 2195 2180-2195 m Zapata candado 2289.519 m.

TP ext 2 7/8 8hrr Cima d arena Ci de P.I Cople Flotador TR 5 1/2, N-80, 17 Lbs. /pie, BCN

2298.52 m. 2419.00 2419 00 m. 2431.28 m 2444 m

P. T. 2445 md

Diagrama de Goodman. El anlisis de tensin API de Goodman tambin se puede aplicar por formula formula, incluso programar en excel o Fortran. La formula para calcular la lnea de tensin mxima permisible es:

(psi) (psi)

El rango de tensin permisible (DSA) se calcula:

Existe que nos dice el % de carga de las varillas:

Si el rango real de tensin (Smax-Smin) es igual al rango de tensin permisible ( (DSA) las varillas estarn 100% cargadas, si el rango real de tensin excede el ) g , g DSA las varillas estarn sobre cargadas.

Diagrama de Goodman. Determina el rango de tensin permisible (DSA) y el % de carga de las siguiente sarta de varillas: Varilla de 1 grado C (90,000 psi) si esta sometida a una carga mxima de 26,235 lbs y una carga mnima de 4750 lbs. Su FS= 1

Diagrama de Goodman. TAREA Realiza el ejercicio anterior cambiando el dimetro de varilla a 1 1/8 grado C y posterior con un dimetro de 1 grado D y grado EL con un FS de 1 y posterior un FS de 0.9 Y REALIZAR LA GRAFICA DE GOODMAN.

CONEXIONES SUPERFICIALES. Conexiones superficiales superficiales. Las conexiones superficiales tienen la funcin de conducir los hidrocarburos producidos por el pozo a la lnea de descarga y hasta la batera de separacin. Dos accesorios superficiales (varilla pulida y grampa), tienen la funcin de transmitir el movimiento alternativo a la sarta de varillas de succin; otros dos accesorios (Estopero y Preventor) tienen la funcin de dar seguridad, a fin de evitar derrames de hidrocarburos al medio ambiente y las vlvulas de retencin o check cuya funcin es dejar pasar los fluidos en una sola direccin.

Varilla pulida Es la unin directa entre la sarta de varillas de succin y el equipo superficial, pasa a travs de las conexiones verticales del rbol Tiene una resistencia a la tensin rbol. de 160 MPSI, son hechas de acero con aleacin de carbn, manganeso, cromo, molibdeno, son acabadas en espejo. Long de 16, 22, 26, 30 y 36 fts.

CONEXIONES SUPERFICIALES. Grampa. Sirve como punto de unin entre la sarta de varillas y la Unidad de bombeo, se coloca en la varilla pulida, este dispositivo carga todo el peso de las varillas y el peso del fluido, soportan hasta 40,000 libras de peso. Estopero. Mecanismo de seguridad que se localiza en la parte superior del rbol de vlvulas para pozos con sistema de bombeo mecnico. Funcin principal: contener los fluidos para que no se manifiesten a su exterior por medio de un conjunto de sellos construidos con materiales resistentes al rozamiento, los cuales se van a ajustar al dimetro de la varilla pulida, cuando sta tenga un movimiento ascendente o descendente proporcionado por la unidad de bombeo mecnico (UBM) nidad (UBM). Preventor. Son mecanismos de seguridad que han sido diseados para impedir, en caso necesario, necesario el paso de fluidos al exterior Slo se pueden accionar cuando la UBM exterior. no est operando, debido a que en su interior tiene unos sellos de hule llamados Rams, que aprietan a la varilla pulida para sellar y evitan el paso del hidrocarburo.

UNIDADES DE BOMBEO MECNICO (UBM). La UBM es un mecanismo que permite transformar el movimiento giratorio simple de un motor en un movimiento armnico lineal a nivel de la varilla pulida. La funcin de las unidades de superficie son: a. Reducir la velocidad rotacional desde la fuente primaria hasta la velocidad de bombeo deseada. b. Cambiar el movimiento rotacional de la fuente primaria a un movimiento lineal en la barra pulida. c. Soportar las cargas estticas y dinmicas generadas por la operacin del sistema de bombeo. Posee varios componentes los principales son 5: 1. Caja reductora: Permite reducir la velocidad angular que proporciona el motor hasta la f ec encia de bombeo necesa ia el to q e de salida q e es capa de frecuencia necesaria, torque que capaz manejar la caja reductora es utilizado como una medida de la capacidad de la unidad. 2. Motor: Puede ser elctrico o de combustin interna, este proporciona el movimiento rotacional a la caja reductora reductora. 3. Manivela o brazos y contrapesos: Los brazos actan como manivelas del sistema para compensar el peso del fluido durante la carrera de ascenso. 4. Viga viajera: Esta conecta los brazos a la cabeza de la UBM, provee el contrap g q g balance para reducir la carga de torque y la demanda de energa. 5. Cabeza: En esta pieza se acoplan los cables que sostienen la varilla pulida de la sarta de varillas.

UNIDADES DE BOMBEO MECNICO (UBM). Funcin de la caja reductora de engranes engranes. Su funcin es convertir torque bajos y altas rpm del motor en altos torques y bajas rpm necesarias para operar la UBM. Una reduccin tpica de una caja de engranaje es 30:1 esto significa que la caja de engranaje reduce las rpm a la entrada 30 veces mientras intensifica el torque de entrada 30 veces.

CLASIFICACIN DE LAS UBMS. Generalmente se clasifican segn la capacidad de torque de la caja reductora y de acuerdo a la forma como realizan el balance de las fuerzas y sus sistemas de accionamiento. Para el primer criterio existe la norma API STD 11E que establece la clasificacin de cada unidad. Sobre el criterio de las fuerzas y sus sistemas de accionamiento las unidades son clasificadas como: Tipo balanceo y no balanceo

BALANCEO UBM CONVENCIONAL UBM MARK II UBM BALANCEADA POR AIRE REVERSE MARK II BAJO PERFIL

NO BALANCEO ROTAFLEX COR LIFT DYNAPUMP TIEBEN VSH-2

CLASIFICACIN DE LAS UBMS. Para el primer criterio existe la norma API STD 11E que establece la clasificacin de cada unidad

CLASIFICACIN DE LAS UBMS. UBM S. Generalmente se clasifican segn la capacidad de torque de la caja reductora y de acuerdo a la forma como realizan el balance de las fuerzas y sus sistemas de accionamiento. Para el primer criterio existe la norma API STD 11E que establece la clasificacin de cada unidad. Sobre el criterio d l S b l it i de las f fuerzas y sus sistemas d accionamiento l i t de i i t las unidades son id d clasificadas como: Tipo balanceo y no balanceo Cargas en la estructura y en las varillas: Las cargas ms importantes a considerar son las debidas al peso de las varillas el peso del fluido y las aceleraciones varillas, mximas a que estn sujetos durante el ciclo de bombeo. Dado que la carga sobre la varilla pulida (fuerza) es igual al producto de la masa por la aceleracin, la mxima de carga en la varilla pulida ocurrir cuando la mxima masa (de varillas y de fluido) es elevada con la mxima aceleracin. Cuanto ms baja sea ) j esta aceleracin menor ser la fuerza requerida para elevar las varillas y el fluido y, menores sern los esfuerzos en las varillas y la carga estructural en la unidad. En las unidades se debe de especificar la carga mxima admisible en a varilla pulida.

CLASIFICACIN DE LAS UBMS.

BALANCEO UBM CONVENCIONAL UBM MARK II UBM BALANCEADA POR AIRE REVERSE MARK II BAJO PERFIL

NO BALANCEO ROTAFLEX COR LIFT DYNAPUMP TIEBEN VSH-2